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。     

交直流柔性协调控制技术在华中电网的应用

随着特高压大规模输电快速发展,交直流相互耦合愈加紧密,电网安全稳定问题凸显,安控措施量大,迫切需要适应于交直流混联大电网的安全稳定控制技术。交直流柔性协调控制技术是利用多回直流功率紧急控制,通过交流系统与直流系统相互配合,降低大容量直流故障冲击,提升系统振荡阻尼水平,替代或减少受入直流闭锁故障后电网切负荷量,该技术在华中电网得到了成功的工程应用。文中针对华中电网运行存在的实际问题,基于多直流协调控制理论和时域仿真,构建了交直流柔性协调控制系统,现场试验结论验证了该系统对于提高电网输电能力和安全稳定运行裕度的有效性。     

±660 kV银东直流闭锁后的紧急切负荷决策

分析了特高压交流运行初期银东直流闭锁故障对系统稳定性的影响,提出直流双极闭锁后通过切除山东电网内部分负荷以减少特高压联络线北送功率来防止系统失稳。设计了切负荷控制系统,依据电网运行状态及时计算刷新银东直流双极闭锁后的切负荷量,并根据各子站负荷性质和负荷量合理选择切负荷站点。相比于对分法,基于弦割法的临界切负荷量搜索策略能够快速找到银东直流双极闭锁后山东电网内的临界切负荷量。     

交直流混联系统联络线功率振荡分析与抑制

在交直流混联电力系统中,直流再启动和直流闭锁会对交流联络线产生不同的冲击,从而影响电网的安全稳定运行。为此,分析了直流再启动和直流闭锁对交流联络线影响的数学机理和不同过程中影响交流联络线功率振荡的因素。结果表明:直流再启动时间越长引发的功率振荡越大,合理配置电力系统稳定器(PSS)可以有效抑制该类型振荡;直流闭锁时功率大范围转移造成的区域阻尼下降是导致交流联络线功率发散振荡的原因,切机与PSS配合对直流闭锁造成的功率振荡有良好的抑制效果;在直流重启动和闭锁的过程中,保证系统稳定的前提下,励磁调节器增益越大,交流联络线功率振荡衰减就越快;水流惯性时间常数对直流再启动造成的功率波动影响不明显,但直流闭锁后,较小的水流惯性时间常数易导致联络线功率等幅振荡。研究结果对于交直流混联系统的运行稳定性具有一定的参考价值。     

特高压直流闭锁后的交直流混联受端电网最优切负荷方案

交直流混联受端电网中大容量特高压直流(UHVDC)输电线路发生直流闭锁故障后,电网会产生巨大功率缺额,引起潮流大幅度转移和频率跌落,可能会造成交流通道过载,引发连锁故障。针对这一问题提出了一种交直流混联受端电网最优切负荷方案计算方法。该方法基于广域测量技术,利用直流闭锁后瞬间量测数据,建立闭锁后稳态时交流通道传输功率和电网频率的估算模型,考虑交流通道传输功率极限、电网频率安全约束及可切负荷的重要性差异,以负荷综合损失最小为目标,建立最优切负荷方案的优化模型。通过改进的粒子群优化(PSO)算法求解得到电网最优切负荷点及其对应的最优切负荷量,保证了直流通道闭锁之后,交直流混联受端电网的安全稳定运行。最后在机电暂态软件PSS/E中以IEEE 39节点改进系统为例,通过仿真分析对所提方法进行对比验证,证明了该方法的正确性和有效性。     

华北-华中特高压交直流线路相互作用解析分析

针对哈郑直流投产、华北-华中特高压交流联网的大背景,根据实际系统建立简化模型,分析了直流发生双极闭锁时交流联络线上功率随两端系统功角差变化的曲线,推导了系统第1摆的稳定裕度计算方法,分析了稳定裕度的敏感因素,得到了临界状态下直流输送功率和交流联络线功率的代数方程组.同时将哈郑直流投产初期丰大方式下华北华中网实际数据代入上述代数方程组进行数值求解,总结出适当减小交流联络线功率,提高直流输送功率可以提高输入受端电网的总功率的优化方案.通过哈郑直流投产初期丰大方式下华北华中网数据仿真验证了结果的有效性.     

哈郑直流工程投运初期对新疆电网影响分析

±800 kV哈密至郑州直流输电工程（简称哈郑直流）是新疆规划建设的第1个直流工程,预计2013年投运。针对2013年哈郑直流投运初期对电网稳定性影响分析,校核哈郑直流故障对新疆与西北750 kV交流联络通道的影响。其中以新疆电网2013年冬季大负荷方式为基础,通过详细的潮流及暂态稳定仿真计算分析发生直流单、双极闭锁故障,750 kV交流线路故障时电网的稳定特性以及采取切机措施下电网稳定特性的变化情况。通过仿真计算找出在不采取切机措施时发生直流单极闭锁的交流断面最大传输功率,同时对直流单极闭锁时采取切机措施来提高交流系统送电能力的有效性进行了验证。该分析结论为未来哈郑直流工程的建设及安全控制策略的制定可提供参考。     

直流调制对大型交直流互联电网安控的影响

随着大电网互联工程的推进,交直流混联运行成为趋势。大型直流系统接入系统后大大改变了原有电网运行特性,直流故障可能对电网运行带来极大隐患。为此,以四川电网为例,针对直流闭锁故障分析了不同安控措施条件下大电网的稳定恢复特性。综合比对分析认为:在发生系统闭锁故障后快速提升直流功率,可避免在系统中进行切机切负荷,或者降低切机切负荷量。但直流短时过负荷后的大量功率释放可能对系统造成更为严重的冲击,导致系统稳定水平下降。     

直流换相失败冲击下的两区域交流联络线功率波动峰值计算

随着未来多回大容量高压直流高密度接入交流电网,交直流系统间的相互作用变得更加复杂。基于二阶线性系统的冲击响应模型,阐释直流换相失败后的功率冲击对两区域交流联络线功率波动的影响机制;证明直流换相失败冲击下,两区域互联系统交流联络线功率首摆峰值大小主要取决于直流换相失败的功率跌幅和持续时间、交流互联系统区域振荡模式的振荡频率和阻尼比、区域电网的总惯性常数之比,峰值时刻主要取决于振荡频率;提出直流换相失败冲击下两区域交流联络线功率波动峰值的快速估算公式,并从能量守恒的角度进行了推导印证。通过对简单三区域交直流互联系统的仿真分析和华北—华中—华东互联系统直流换相失败的分析验证了所提方法的有效性。研究结果可为互联电网运行方式的安排和控制措施的制定提供依据。     

交直流并联电网中直流功率紧急控制影响及优化研究

直流功率紧急控制可以提高故障后系统的暂态稳定水平,广域测量系统(WAMS)的快速发展为实现大电网交直流协调控制提供了技术前提。基于扩展等面积准则(EEAC)介绍了直流功率紧急控制提高系统暂态稳定性的机理,针对交直流并联电网中直流功率紧急控制造成的送受端电网不平衡功率通过交流通道形成的反馈可能导致某些关键断面潮流加重、恶化系统失稳模式的问题,认为交流控制措施(切机、切负荷)和直流功率紧急控制措施存在协调的空间。为评价交直流协调控制效果,建立了交直流协调优化控制的数学模型,将该协调问题转换为以控制代价最小为目标的优化问题。通过实际系统的仿真算例验证了交直流协调优化的必要性。