特高压直流馈入湖南电网的暂态电压稳定分析

随着远距离跨区直流输电规模持续增长,受端电网暂态电压稳定问题日益突出。研究 ±800 kV祁韶特高压直流投运后的湖南电网负荷中心暂态电压稳定性。首先,构建一种暂态电压稳定指标,并以湖南电网为算例验证该指标的有效性;然后,从实际电网运行需求出发,提出一种保证直流受端电网暂态电压稳定的运行控制实用方法,并将该方法应用于制定湖南电网运行控制策略;最后,分析影响湖南电网接纳特高压直流能力的主要因素。     

±800kV云广特高压直流线路基础选型研究

本文根据±800kV云广特高压直流线路的地质地形,以及本工程的基础作用力情况探讨本工程的铁塔基础设计原则和选型研究。     

云广±800kV特高压直流对南方电网稳定性的影响

为了对中国南方电网2010水平年输电网络结构进行检查和考核,基于丰大方式下包含5条直流的多馈入系统网络结构,提出了该水平年的动态等值方案,采用EMTDC程序建立了多馈入系统研究模型,对贵广、天广、三广、贵广2回以及±800 kV云广特高压直流5回直流落点广东交流系统发生单一、严重故障和云广直流闭锁及直流线路故障时的交直流系统动态性能和相互影响进行了研究,结果表明,从系统安全稳定的角度考虑,该网架结构是可行的。     

云广±800kV直流输电对云南电网静态电压稳定影响的研究

通过稳定裕度指标计算和模态分析计算,分析2009年和2010年丰大基本方式下云广直流单极、双极闭锁后,云南电网的静态电压稳定性,在此基础上对直流故障的静态电压稳定水平做出评价,并对云广直流投运后的电网建设和运行提出建议。     

±800kV直流特高压输电线路的设计

±800kV直流输电是国际上输电电压等级最高、技术最先进的直流输电方式。±800kV直流线路设计没有现成的经验可供参考。为满足工程建设需要,合理确定技术原则和建设标准,需要全面研究和分析与工程建设有关的主要设计原则。结合向家坝-上海直流输电工程,介绍了特高压直流线路设计的主要研究成果,包括气象条件、结构可靠度、导线选择、地线选择、绝缘子选型、绝缘子串及金具、绝缘配合、导线对地及交叉跨越距离、极导线排列方式和走廊宽度等。同时给出了大量±800kV特高压直流线路的基本设计条件、主要设计参数以及向家坝-上海直流线路的技术特点、单位km长度线路的杆塔质量、混凝土量等工程量指标。通过我国第1条输送功率达6400MW的特高压双极直流输电线路的设计实践,证明±800kV特高压直流线路技术上是可行的,经济上是合理的。     

±800kV直流接地极对交流电网的影响范围

±800kV特高压直流输电单极-大地回路方式运行时强大的入地电流将对接地极周边环境及交流电网造成很大影响。针对随着四川大规模交直流电网的建设,交流变电站和直流输电接地极选址的矛盾日益突出的问题,根据±500kV直流输电工程的运行经验,结合具体极址资料和假定交流电网模型,采用经典镜像法和数值积分法分析计算了接地极对周边交流电网的影响范围。计算结果表明:流入交流系统的电流值,不仅与变电站间的地理位置及直线距离有关,同时与交流电力系统的网络接线及其参数等因素有关;±800kV直流接地极当其额定工作电流为4000A时,在选址时应至少对其周边20km范围内进行影响评估,作为新建换流站或≥110kV电压等级交流变电站,最好在距离接地极60km以外选择。     

利用±800kV云广直流提高云南电网稳定水平研究

±800kV直流输电计划于2010年建成双极,将成为世界上第一个±800kV直流输电工程。直流输电与交流输电相比具有灵活的控制方式,不仅可以在一极故障时另一极短时提供功率支援,以利于提高系统稳定水平,还具有类似于PSS的直流调制功能,为系统提供阻尼,抑制振荡。通过充分利用直流灵活的控制功能,在提高云南电网外送水平方面开展研究,结果表明发挥好直流输电的控制功能可以大幅提高云南电网的外送能力。     

±800 kV哈郑特高压直流控制方式对河南电网电压稳定性影响研究

为了优化哈郑特高压直流投运后河南电网的运行方式,详细分析了直流系统控制方式与受端电网电压稳定性的关系,揭示了不同的控制方式影响换流站交流母线电压稳定性的规律,并结合河南电网2014年的规划数据进行仿真和验证。仿真结果表明：哈郑直流系统采取CP-CV(整流侧定功率,逆变侧定电压)的控制方式有利于受端电网的电压稳定;同时哈郑直流投运后,河南电网采取往湖北等华中地区多通道外送直流功率,以及采用内部消耗+过境模式相结合的运行方式等,更有利于提高其静态电压稳定水平。该研究成果为河南电网的优化运行与调度提供了理论依据     

±800kV重庆特高压直流换流站操作过电压机理及仿真

特高压直流换流站的过电压水平直接关系到换流站设备的绝缘配合和系统安全可靠运行。哈密北—重庆±800 kV特高压直流输电工程比我国已有的向上、云广和锦屏—苏南特高压直流工程的输送容量更大、送电距离更远,换流站的设备也有所不同,换流站的过电压水平将更加严重。为此,针对哈密北—重庆±800 kV特高压直流输电工程,详细分析特高压换流站交流场、阀厅和直流场的操作过电压机理,得到了重庆换流站各避雷器的决定性故障工况,并仿真计算了典型故障工况下换流站关键设备的过电压水平。计算结果表明:换流站交流母线的最大过电压达762 kV,换流阀两端承受的最大过电压为369 kV,直流极线平波电抗器线路侧和阀侧的最大过电压分别为1 298 kV和1 294 kV,中性母线平抗阀侧的最大过电压为439 kV;逆变侧重庆换流站始终接地,避雷器EL和EM不会承受严重的操作过电压冲击。计算结果可为换流站设备的绝缘配合及相关设备的选型、设计和试验等提供重要技术依据。     

酒泉±800kV特高压直流输电工程入湘落点及衔接方案研究

分析了酒泉±800 kV特高压直流工程的供电范围,结合湖南电网结构特点及分区电力平衡结果对酒泉换流站系统接入方案进行综合分析,通过多方案比选,提出酒泉换流站落点区域及其与湖南电网衔接方案。     

湖南电网暂态电压稳定性问题

湖南电网暂态电压稳定性问题具有明显跨区域特点:位于湖南中心地区的鹤岭变500 kV出口三相短路故障将引起数百公里外的湘南电网电压严重低落,而湘南电网500kV线路故障反而未有电压失稳问题。针对上述湖南电网电压稳定性问题特点,通过分析短路故障引起电网电压的跌落幅度以及电网电压恢复能力,从电网结构角度系统地论证了湖南电网暂态电压失稳的机制,并提出一种通过减小短路电流提高湖南电网暂态电压稳定性的思路。计算结果表明该思路可以有效地提高湖南电网电压稳定性。分析结果可为其他电网研究暂态电压稳定性问题提供参考。     

±800kV级联多端特高压直流输电工程的绝缘配合

级联多端特高压直流作为多端高压直流输出的典型串联连接方式,将具有良好的发展前景。基于800 kV级联多端直流输电系统下的过电压研究成果,对级联多端特高压直流系统的绝缘配合进行研究,并与常规800 kV直流输电工程的设计比较,结果表明,除级联多端直流工程的400 kV中压线路以外,其余变电站设备和线路的绝缘配置可参照常规800 kV直流输电工程进行取值。研究成果为800 kV级联多端直流系统设备制造和工程设计提供参考。     

云广直流输电双极投运后云南电网暂态稳定分析

文中对2010年直流双极投运后云南电网主网架的适应性以及不同运行方式下云南的外送能力进行了分析,给出了云南电网的薄弱环节以及不同运行方式下云南的外送能力。     

±800kV直流输电线路雷击干扰短时窗电压均值识别方法

为快速准确地识别雷击干扰,分别对±800kV特高压直流输电线路的雷击未故障、雷击故障和接地故障进行了大量的电磁暂态仿真分析,并分析了±800kV特高压直流输电系统中控制系统的动作特性和边界元件的电压闭环传递特性。分析表明:在雷击故障或非雷击故障下,存在故障电流入地的集中参数通路,电压波形在5ms时窗内多次与零轴相交。在雷击未造成故障情况下,由于不存在故障电流入地的集中参数通路,保护安装处观测到的电压暂态波形在5ms时窗内围绕各极直流电压轴线上下交替变化并逐渐衰减至极电压轴线。因此,在雷击引起故障或非雷击故障情况下,5ms时窗内的电压均值较小;在雷击未引起故障情况下,5ms时窗内的电压均值接近于该极电压轴线值。基于此,利用5ms电压采样值直接计算均值,并将其作归一化处理,提炼出了基于短时窗电压均值的雷击干扰识别算法,该算法具有抗随机噪声能力强、可靠性高、计算速度快且兼有故障选极功能的特点,大量的PSCAD仿真结果表明,该算法有效。     

±800kV特高压直流换流站绝缘配合

为合理确定±800kV特高压换流站设备绝缘水平,分析了换流站避雷器保护配置方案、绝缘配合的原则、绝缘裕度(包括换流变套管绝缘裕度的取舍)等关键问题,建议晶闸管阀、雷电冲击和操作冲击的绝缘裕度降低到10%,而特高压直流换流站直流侧油浸式设备不再采用SIWL/LIWL的比系数(0.83)和靠至高一级的标准绝缘水平等级;对于换流变内绝缘与套管绝缘间的裕度,建议直流800 kV换流变套管的直流耐受试验和极性翻转试验(都带局部放电测量)的试验水平取绕组相应耐受电压水平的1.15倍,而雷电和操作冲击试验电压水平由按比绕组绝缘水平提高10%降低到提高5%执行;最后初步探讨了避雷器的参数与特性、设备的保护水平。     

±800kV特高压直流绝缘子可靠性分析

±800kV特高压直流工程在电气、机械、运行可靠性等方面对绝缘子提出了比1000kV特高压交流工程和±500kV超高压直流工程更高的技术要求。为评估我国±800kV直流绝缘子的可靠性,分析了我国±800kV直流盘形悬式、支柱和复合空心绝缘子的制造技术及发展水平,认为我国±800kV直流绝缘子的综合技术已达国际领先水平。评估了该技术和经济可靠性,认为盘形悬式瓷和玻璃绝缘子在经济性上具有可比性,但盘形悬式复合绝缘子更具优势;瓷、瓷复合化绝缘子在经济性上具有可比性,但瓷复合化绝缘子更具优势。为确保绝缘子的运行可靠性,建议非常轻和轻污秽等级的绝缘子悬垂"Ⅰ"串优先采用160~420kN双伞型瓷绝缘子,中和重污秽等级的绝缘子悬垂"Ⅰ"串优先采用复合绝缘子;还建议在结构高度约12m的支柱瓷绝缘子瓷件表面涂敷持久性防污闪涂料(PRTV)。     

1000 kV长沙—南昌特高压交流对湖南电网影响分析

1000 kV长沙—南昌特高压交流的投运,有效强化电网省间交流通道.通过对比特高压交流投运前后省间交流通道无功功率传输情况,分析得出湖南电网暂态电压稳定特性大幅提升的原因.分别针对省间交流通道、交直流耦合特性分析湖南电网区外最大受电能力,并讨论省外机组不同开机方式对受电能力的影响.研究结果为1000 kV长沙—南昌特高压交流投运后湖南电网安全稳定运行提供技术支撑.     

±800kV锦苏特高压直流双极闭锁对江苏电网受端系统稳定性的影响

为了研究锦苏特高压直流发生双极闭锁后可能对江苏电网造成的影响,基于江苏电网2013年夏高负荷典型数据,采用电力系统全数字仿真系统(advanced digital power system simulator,ADPSS),从多个角度研究锦屏—苏南±800 kV特高压直流在输送4 000 MW功率的情况下双极闭锁对江苏电网受端系统稳定性可能产生的影响。研究结果表明:锦苏直流发生双极闭锁后,苏南重要通道未出现超稳定限额的情况;同里换流站周边主力机组能够保持功角稳定性;闭锁后,苏南500 kV变电站母线电压波动显著,但江苏电网仍能保持稳定运行;直流闭锁期间江苏电网频率有小幅跌落,仍能保持频率稳定。研究结果对于直流受端江苏电网的安全稳定运行研究具有一定的参考意义。     

±800kV云广直流输电工程对南方电网安全稳定的影响

南方电网将于2010年建成投产±800kV云南—广东直流输电工程,潮流稳定计算结果表明,南方电网规划的输电网络可满足2010年贵州送广东8GW、云南送广东7.8GW的要求,并有约10%的送电裕度。通过研究电网接线、旋转备用、开机方式、云南大型水电站接入系统方式、动态无功补偿装置、直流调制、直流运行方式等因素对云南送电广东极限的影响,发现交直流系统并联运行时,影响云电外送极限的主要因素是昆明、广西电网电压支持能力不足。提出了提高云南送电广东极限的措施,包括增加楚雄换流站的电容器组2×160Mvar、增加云南东部火电开机和广东东部开机、云南大型水电分散接入电网等措施。云广直流孤岛运行方式,可提高云电外送极限3GW,建议云广直流的工程设计应能满足直流孤岛运行及交直流并联运行方式的要求。     

±800kV直流输电工程过电压保护与绝缘配合研究

结合我国±800kV高压直流输电工程的内过电压研究结果和交、直流避雷器的额定参数推荐值,对±800kV高压直流输电工程的绝缘配合进行分析研究,提出该工程交、直流设备的雷电冲击绝缘水平和操作冲击绝缘水平的推荐值。对换流站的雷电过电压保护和直流线路的防雷保护进行研究,提出防雷保护的建议。