特高压交直流混联背景下的江苏电网区外来电消纳能力分析

首先介绍了江苏电网及区外来电的概况。针对区外来电的运行现状,从总体受电容量、实际调节特性、电力平衡等角度阐述了区外来电入苏后所带来的问题。在简要分析影响区外来电消纳的主要因素的基础上,对现有区外来电的消纳能力和应对未来区外来电增长的规划方案进行了分析研究。通过分析发现,2020年江苏电网的规划网架可以满足高峰时段受入55 GW区外来电的需要,但需考虑在特高压落点附近配置一定容量的动态无功补偿装置,加强落点附近500 kV网架建设以及优化布局省内事故备用容量。与此同时,规划的江苏2020年主网架能够满足N-2故障或省内一条直流发生双级闭锁故障时安全稳定运行的要求。     

基于直流闭锁事故的华东电网频率特性及控制措施

随着区外直流馈入规模不断增加,华东受端电网频率稳定支撑特性逐渐下降。针对2016年华东电网两起实际直流闭锁事故,开展受端电网频率稳定特性仿真,通过调节全网发电机一次调频特性,再现特高压直流闭锁后系统频率响应过程。在此基础上,开展汛期低谷方式下华东最大单回及两回直流闭锁后频率稳定仿真。仿真结果表明,当前电网一次调频能力不足,直流闭锁后存在低频减载动作风险。针对上述问题,华东电网已经开展频率紧急协调控制系统建设工作,通过系统仿真进一步验证相关控制措施的有效性。相关研究方法和结论已应用于华东电网频率仿真分析和事故预案制订,以提高直流闭锁后的风险抵御能力。     

分布式储能系统对特高压直流闭锁后的紧急功率支撑方法研究

为了探索在特高压直流发生闭锁故障后,分布式储能降低交流输电线路潮流峰值和提升直流输电线路运行功率的紧急支撑作用效果,在特高压直流闭锁故障分析基础上,根据分布式储能系统提供有功功率,建立了直流闭锁后分布式储能降低交流输电线路潮流峰值的数学模型;根据功率缺额与频率变化关系,建立了分布式储能提升特高压直流运行功率的数学模型;基于频率变化和惯性响应时间,建立了储能出力动态响应时效对系统支撑效果的数学模型。以特高压交直流混联运行的河南电网为例,开展了分布式储能系统按2种方式响应的仿真分析,验证了分布式储能系统对特高压直流闭锁后紧急功率支撑方法的有效性。     

安徽电网电源规划及调峰能力平衡研究

随着跨区特高压交、直流电网的快速发展,全国范围内的资源优化配置能力不断加强,安徽省未来将接受大量的区外来电,省内电源发展受区外来电的影响也越来越大。区外来电相比省内电源有其特殊性,调峰容量不受省网控制。安徽省自身的能源分布特点决定了未来省内仍主要发展火电装机,综合考虑区外来电的影响,提出电源规划的新思路,即从调峰能力平衡的角度,确定全省2015、2020年最基本的火电装机容量,为今后省内火电发展提供指导。     

上海庙-山东特高压直流接入对宁夏电网的影响

为了研究分析2017年内蒙上海庙-山东特高压直流接入宁夏电网后对宁夏电网安全稳定运行产生的影响,分别从短路电流水平、直流短路比、暂态稳定特性、直流次同步振荡风险等多个方面进行了仿真分析。仿真结果表明:上海庙直流接入宁夏电网后会导致宁夏电网短路电流整体上升、直流送端系统有效短路比低、直流双极闭锁安稳装置拒动后系统失稳、直流配套电源存在次同步振荡风险等问题,建议加强蒙西电网网架,从其自身网架支撑该直流送出。     

溪洛渡—浙西特高压直流投运后系统稳定特性及协调控制策略

溪洛渡—浙西特高压直流投运后,将与复龙—奉贤特高压直流形成我国届时最密集的特高压多直流送出系统。分析了多直流送出系统与交流电网的耦合特性,提出了多直流送端系统故障后送端交直流协调控制策略。多直流送出系统由于电气距离较近,故障后相互支援可靠性较高,且对送端区域电网潮流影响较小;但存在多个直流同时闭锁的风险,需要采取大量的控制措施。研究了溪浙直流投运后与受端交流电网相互影响规律,并对交流系统和直流系统重要参数进行敏感性分析。结果表明,优化参数能有效提升受端电网稳定性。     

受端电网消纳区外电力规模的关键影响因素研究

在国家实施大气污染防治行动的推动下,华东交流特高压骨干网架基本成形,电网接纳区外来电的能力大幅提升。根据江苏电力负荷的发展趋势、本地电源建设的可能、江苏电网发展规划,分析了区外来电的规模和可能变化、电力受电通道的能力及限制因素等方面的情况,并经过大量的电力平衡和电力交换计算表明,"十三·五"江苏电网网架能够消纳区外来电的能力大于合理运行效率限制的区外来电消纳能力。     

特高压直流接入对华东受端交流系统稳定性影响的研究

在建立特高压直流输电准稳态模型的基础上,研究了向家坝-南汇±800 kV特高压直流接入对华东交流受端系统的稳定性可能产生的各种影响,包括特高压直流故障对交流系统稳定性的影响,基于调速器潮流的特高压直流故障后交流系统潮流转移特性,交直流交互作用机理分析以及对华东电网稳定性的影响,并基于短路容量动态等值法提出了交流系统故障诱发直流系统闭锁的关键性因素.     

大功率区外来电对江苏电网调度运行的影响及对策

通过调研和分析南方电网大功率区外来电情况以及所采取的各项措施,结合江苏电网的实际运行情况,从大功率区外来电对电网潮流影响、直流停运对受端电网无功电压影响等方面分析了大功率区外来电对电网调度运行的影响以及应对策略,同时提出了今后尚需开展的一系列工作,主要包括加快电网建设、增加电网调频调压手段、完善电网监测功能、统筹部署电网第三道防线等,旨在引起江苏电网规划、建设和运行工作者的重视,共同应对区外来电对江苏电网可能带来的影响,更好的满足社会用电需求.     

多特高压直流参与受端“强直弱交”电网安全防线的协调控制技术

特高压直流以其快速、灵活的调控特点成为电网运行中有效的控制手段,结合实际电网,研究特高压直流控制在电网安全防御的作用及功能尤其必要。结合中国典型的受端电网“强直弱交”实际场景,仿真分析了强直流冲击弱交流的安全稳定风险,提出了应对直流闭锁风险的特高压直流参与受端电网三道安全防线的控制策略,包括：特高压直流功率预控;特高压直流与切负荷等安控的紧急协调控制策略;弱交流通道解列后特高压直流与低频减载的协调配合策略等。仿真验证了受端电网的直流闭锁冲击特性及直流参与安控防线策略的合理性。     

区外来电对高受电比例受端电网辅助服务的影响

近年来,特高压工程大量建成投运,使得受端电网受电比例大幅增长。为了保证大电网运行的可靠性和调峰性,辅助服务在高受电比例的受端电网显得尤为重要。针对受端电网的辅助服务,分析探讨区外来电特性对受端电网调峰、备用的影响。在优化后调峰需求、备用需求中,将区外来电等效成三段式出力,利用多特性机组组合模型,仿真区外来电对本地机组的影响。经过仿真可以得出,相同来电容量的区外来电,火电对受端电网调峰能力影响较大、备用较小,水电由于其丰水期满发出力对低谷期备用需求影响最大,风电由于其反调峰特性对调峰影响最大,其不确定性和低谷高出力对低谷备用影响很大。     

±800kV宾金直流双极闭锁故障对浙江电网的影响

±800 kV宜宾—金华特高压直流输电工程投产后,可极大缓解浙江省跨江通道及浙北主要断面潮流重载问题。与此同时,若宾金直流发生双极闭锁故障,会造成潮流转移和功率缺额,对浙江电网甚至整个华东电网将产生较大的系统冲击,严重影响电网的安全稳定运行。详细分析了宾金直流双极闭锁故障对浙江电网的影响,并结合电网调度运行经验,总结了宾金直流双极闭锁事故下浙江调度的处置策略,为事故处理提供参考经验。     

对于准东—皖南特高压直流投运后哈郑直流安全稳定控制措施的思考

结合新疆十三五电网规划目标,研究了准东-皖南特高压直流投运后对当前哈郑直流安全稳定控制措施的影响。针对哈郑直流闭锁故障,研究了基于直流功率紧急调制的协调控制策略应用于哈郑直流安全稳定控制措施的可行性,并对直流闭锁故障情况下切机措施引起的潮流转移、新能源脱网、第三道防线动作等潜在风险,提出了安全稳定控制措施的优化协调方案。分析表明,准东-皖南特高压直流投运后,哈郑直流采用功率紧急调制的协调控制策略能够减少新疆电网内部的切机量,进一步减少直流闭锁故障对新疆电网的冲击,提高电网安全稳定运行水平。     

特高压投产初期江西电网适应性研究

结合江西电网目前存在主要问题,针对江西特高压投产初期可能出现的"0交1直"和"1交1直"特高压建设方案,分别从潮流、暂态稳定、热稳定及短路电流等方面对比分析了江西电网的稳定适应能力,计算结果表明特高压直流先于特高压直流投产的情况下,直流双极闭锁后,江西电网存在失稳风险,需要切除一定比例负荷,才能保证系统暂态稳定;其次,特高压交直流同步投产情况下,直流输送容量较大,特高压交流主变容量按规划的2×3000 MVA建设时,存在主变N-1过载风险;另外特高压投产后,南昌变等变电站500 kV母线存在短路电流超标问题。针对上述问题本文提出了相关建议,对于特高压工程后续开展前期工作以及特高压投运后电网运行控制策略具有重要的参考意义。     

皖电东送工程系统调试中电网运行方式的调整

皖电东送工程的建成和投运,进一步提高了长三角地区电网接受区外来电及抵御直流输电系统严重故障的能力。主要研究工程调试阶段,各试验项目主要包括投切空载变压器、主变低压侧投切低容或低抗、1 000 kV侧空充特高压线路、单段特高压线路的解合环、全线合环试验、人工单相瞬时短路接地试验、芜湖主变分接开关调整试验等对电网运行方式的调整要求及对电网潮流和安全稳定特性的影响,为系统调试中的调度方案编写和执行提供技术依据,从电网运行方式的角度提出建议,确保各项调试试验的顺利进行。     

基于储能紧急有功支援策略对受端电网频率稳定性的影响研究

高比例区外来电对促进受端电网节能减排发挥了重要作用,但同时也削弱了受端电网调峰能力,并在发生直流闭锁故障时对受端电网造成较大冲击.储能具有灵活可控的特点,在发生直流闭锁故障时可为系统注入有功功率,为系统提供虚拟惯性,支撑系统频率稳定性.考虑到规模化储能的接入会对系统的潮流产生影响,同时与系统现有常规机组以及其它调节资源产生耦合,对系统在直流闭锁故障下的紧急支援将产生复杂影响.本文首先对某实际园区电网进行等值,研究其应对直流闭锁故障时的频率稳定性.在系统发生直流闭锁紧急故障时,提出可通过对储能紧急有功支援策略中的死区参数、充放电倍率进行优化,调整储能的切入/切出的时机及功率,得出综合考虑储能寿命以及频率调节效果的最优策略.最后,通过在等值电网中对提出的优化方法进行验证,并提出相应的储能紧急有功支援策略.     

基于ADPSS的锦苏特高压直流对江苏电网运行特性影响研究

为了深入研究锦苏特高压直流接入后江苏电网的运行特性,交流系统故障或者双极闭锁等故障对江苏电网造成的影响,基于2013年江苏电网预计夏高负荷,在电力系统全数字实时仿真装置(ADPSS)平台上搭建了锦苏特高压直流输电系统的电磁暂态模型和江苏电网其余部分的机电模型。通过机电—电磁混合典型故障仿真研究了锦苏直流接入对江苏电网稳定性的影响,分析了锦苏直流接入对江苏电网静态稳定电压极限的影响,研究了双极闭锁再启动的过程。结果表明,该模型能准确反映锦苏直流输电系统的实际运行特性;锦苏直流的接入提高了苏南地区和关键线路的静态电压稳定极限;通过采取适当措施,直流双极闭锁和交流系统典型故障下江苏电网能够维持稳定运行;双极闭锁后江苏电网能够顺利启动。     

基于准东—皖南特高压直流投运后哈郑直流安全稳定控制措施的研究

针对准东-皖南特高压直流规划建设后,根据当前新疆电网的情况,研究哈郑直流闭锁故障直流安全稳定控制措施的可行性,分析直流闭锁故障情况下切机措施的可行性。分析直流闭锁故障情况下切机措施引起的潮流转移、新能源脱网、第3道防线动作等潜在风险,提出了安全稳定控制措施的优化协调方案。对研究疆电外送,提高新疆电网安全稳定运行有实际意义。     

直流闭锁引发交流联络线功率波动的机理以及峰值计算

直流闭锁引发交流联络线功率波动本质上是一个阶跃扰动问题,直流闭锁激发出了两区域互联电网的振荡模式,因此应用二阶系统阶跃响应理论进行研究。由于区内直流闭锁和区外直流闭锁故障所对应的阶跃扰动量不同,故分别研究了区内及区外直流闭锁故障引发交流联络线功率波动的机理,给出了功率波动峰值的近似计算方法,总结了影响功率波动峰值的关键因素。以特高压互联电网实际系统为算例,分别采用所提近似计算方法以及电力系统仿真软件对交流联络线功率波动峰值进行了对比计算,结果验证了所提近似计算方法的可行性和正确性。     

多直流馈入背景下的河南电压稳定分析及改善措施研究

为提高西北电网清洁能源消纳能力和华中电网供电能力,青海—河南特高压直流低端及其配套的南阳—驻马店特高压交流工程将于2020年接入河南电网。主要分析以上工程投运后河南电网电压稳定特性及其改善措施。计算结果表明,若青海—河南特高压直流工程馈入河南电网功率替代河南电网常规电源,将导致河南电网动态无功支撑能力降低,部分负荷中心近区发生交流故障后郑州东北片区暂态电压无法恢复,需要对河南电网火电机组及调相机开机方式提出要求。针对上述问题提出南阳—驻马店特高压交流工程与青海-河南特高压直流工程同步投运、郑州火电机组留取旋转备用等建议,并验证了建议的有效性。研究结果对电网规划、运行及国内同类直流工程设计都具有参考价值。