强直弱交的定义、内涵与形式及其应对措施

交直流混联电网中,交流与直流既相互支撑,同时也相互耦合交互作用,2者结构发展的均衡态势,将会深刻影响电网运行特性。当前,我国电网已基本形成特高压交直流混联新格局,电力工程界与学术界对其呈现出的新特性取得广泛共识,并高度概括为"强直弱交"特性。然而,目前尚缺乏对强直弱交的系统性论述。为此,在回顾交直流电网发展历程的基础上,提出了强直弱交的定义,剖析并阐释了其内涵,指明强直弱交的主要表现形式及其对电网安全稳定运行的威胁。在此基础上,为保障强直弱交型混联电网安全运行,从稳定标准修编完善、交直流混联电网协调发展以及构建大电网安全综合防御体系等3个方面,提出了应对措施的建议。

面向风火打捆的特高压直流输电工程弱送端强直弱交耦合特性研究

哈郑特高压直流是我国首个大容量风火打捆直流外送工程,送端电网存在多种安全稳定问题。分析了直流运行特性,提出了过渡期联网运行和孤岛运行的条件。研究了弱送端电网不平衡功率分配特性,为故障后保障重要交流通道安全稳定控制策略的制定奠定了基础。研究了特高压直流输电系统与750 k V交流电网耦合特性,指出配套火电的投运将使吐哈断面稳定问题由动态稳定转变为暂态稳定,二通道同时存在电压大幅波动和暂态稳定问题,给出了故障约束下特高压直流与二通道输电能力。分析了直流对青藏直流及藏中电网频率稳定的影响规律,研究了风火不同比例下直流故障引起的电压波动问题,为西北电网的运行控制提供了参考依据。

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。

强直弱交区域互联大电网运行控制技术与分析

结合华中西南电网运行实际,提出在特高压工程建设过渡期系统强直弱交背景下,区域互联大电网的主要运行风险和控制措施。首先阐述了华中西南电网的强直弱交、直流送受并重的结构特征,分析了华中西南强直弱交区域互联大电网的主要安全风险,包括特高压交流联络线功率波动、特高压直流故障、直流受端交流系统故障和送端500 k V交流系统故障,对比了交直流故障影响。最后,针对当前的运行风险,提出防控措施,主要包括运行方式预控、配置和优化安全控制措施、优化电网第三道防线等。

直流闭锁冲击弱交流通道的稳定特性及多资源协调控制措施

电网建设过渡期"强直弱交"背景下,直流闭锁冲击弱交流通道的运行风险、防控难度和代价进一步加大,相关的特性和防控措施研究亟待深化与细化。依托实际电网,从以下3个方面仿真分析了直流闭锁冲击弱交流通道的稳定风险:弱交流通道与故障直流两者送受电不同方向的耦合风险、不同初始功率的交流通道承载直流冲击的风险、输送不同功率的单直流闭锁及多直流同时闭锁的冲击风险。针对防控上述冲击的传统切负荷安控存在的单一化、代价过大等不足,梳理并分析了抽蓄切泵、直流功率调制及精准切负荷等多种安控资源的特点,建立了多资源协调控制的优化模型,启发式地确定了参与协调控制的多资源的动作顺序,提出了计及网络安全约束的直流功率调制等多资源控制量的确定方法。实际电网的仿真结果验证了多资源协调控制策略的有效性及其降低控制代价的效果。

应对特高压直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法

特高压直流控制保护的最小单位由极控制保护变为阀组控制保护,有可能发生阀组相继闭锁故障,而传统交直流协调控制方法针对直流紧急功率1 s内仅能进行1次,无法多次动作,直流快速功率支援能力不能充分发挥。应对特高压直流换流器短时相继故障,提出延时调制直流的交直流协调控制方法,通过优化直流功率紧急控制时机,充分发挥了直流对切负荷措施的替代作用,解决了因直流功率调整功能约束导致切负荷量过大的问题。该方法已应用于华中电网跨区交直流协调控制系统。

大规模特高压交直流混联电网特性分析与运行控制

我国正处在特高压电网的高速发展期,电网特性持续发生重要变化,对电网运行提出了新的要求。为此,文章分析了电网运行面临的形势和存在的问题,在深入研究特高压大电网特性的基础上,阐明了当前电网正处于"强直弱交"过渡期这一基本属性,概括了当前电网主要运行特点,主要包括:交直流、送受端耦合日趋紧密,故障对电网运行的影响由局部转为全局;新能源、直流输电大规模投产使电网频率和电压稳定问题日益突出;电网稳定范畴进一步拓展,电力电子化特征凸显。探讨了加强主网架结构、提升交直流仿真技术、修订稳定计算标准、完善控制策略、强化频率和电压控制受端、提升新能源涉网性能等应对措施的效果及初步方案,旨在有效保障大电网安全运行。

华北多特高压交直流强耦合大受端电网系统保护方案设计

基于广域互联电网系统保护顶层设计原则与思想,结合华北多特高压交直流强耦合大受端网架格局特点,分析了华北电网特高压交直流典型故障扰动下的安全稳定特性。针对传统安控对于新网架格局下出现的安全稳定问题防控的不适应性,研究了华北系统保护的设防标准及多措施防控技术,并进一步研究提出了华北系统保护的功能配置及实施方案。结合华北目标年实际电网,仿真验证了提出的华北系统保护主要功能与关键技术的有效性。

特高压交直流电网输电技术及运行特性综述

特高压电网的建设解决了我国一次能源与需求呈逆向分布的矛盾,能够满足各类大型能源基地的发展与大规模新能源接入。介绍了交直流输电技术的发展现状及其特点,阐明了我国特高压电网"强直弱交"特性突出,探讨了交直流电网之间的相互作用及影响,最后根据现存问题提出了应对措施,主要目的在于使特高压交直流混联电网适应当下大电网运行模式,从而保障电网运行安全稳定。

跨区多条直流连续多次、同时换相失败冲击及抑制措施

为适应跨区特高压互联大电网的发展,深度理解特高压复奉、锦苏、宾金直流对华北-华中-西南链式交流同步电网的影响,从跨区多条直流连续多次、同时换相失败的机理入手,研究导致特高压复奉、锦苏、宾金直流连续多次、同时换相失败的华东电网故障,以及对华北-华中-西南链式交流同步电网产生的冲击,并找出了减小影响的有效措施:延长华东线路重合闸间隔时间、配置安控切机措施、及根据四川南部、重庆开机容量,合理规定华北-华中-西南链式交流同步电网跨区联络线的稳定限额。

基于电网发展过渡阶段特征的扩能方法

探讨了在不增加主设备及大量资金投入的前提下,采用多种方法缓解发展过渡阶段电源与电网、交流与直流、送电与受电等各种关系不协调产生的矛盾,用较少的投资对运行电网进行扩能的方法。针对电网结构特点和运行特性,采用输电线路增容、利用变压器过负荷能力、不削弱网架且降低短路电流等一次措施,以及优化特高压直流控制策略、增设直流连续换相失败切机等二次措施,均已应用于电网运行实践,具有较高的技术经济性。

区域互联大电网运行控制技术研究

在特高压工程建设过渡期,中国电网仍将呈现强直弱交过渡期特点,交直流耦合愈加紧密,连锁故障影响范围不断扩大。以华中西南电网为背景,针对交直流互联造成的运行风险,结合实际运行数据和典型事件,提出区域互联大电网运行方式预控技术,包括:优化安控措施、送端电网第三道防线优化方案、受端电网相关线路重合闸时间调整等运行控制技术,并成功应用于实际电网,对"强直弱交"型区域大电网的运行控制起到一定的指导意义。

基于多目标约束的特高压直流配套火电接入系统升压变挡位选择方法及校验

在特高压直流近区电源装机不足的情况下,会形成“强直弱交”的网架结构,火电厂机组并网需最大程度释放其机组进相能力,保障系统无功电压稳定,而升压变挡位选择将直接影响机组无功出力及并网点附近系统电压水平。本文阐述了电源接入对系统的影响,通过分析电厂升压变挡位与无功电压的耦合关系,考虑系统电压、厂用负荷电压及机组进相能力共同约束条件,将升压变挡位选择转化为多元函数不等约束条件极值优化问题,提出了基于Lagrange乘数法的电厂升压变挡位选择方法,并结合西北地区“强直弱交”网架结构,计算分析了直流近区火电机组接入系统升压变的合理挡位,依据工程实际验证了该方法的有效性和实用性。

500kV仲洋变站域失灵保护技术方案与实现

站域失灵保护是解决当前特高压直流输电受端"强直弱交"电网稳定问题的有益尝试。该文针对华东500kV仲洋变站域失灵保护试点项目,详细阐述了目前站域失灵保护的构架、组网及通信方案,给出了仲洋变站域失灵保护的技术方案和具体实施方式,包括站域保护的配置、模拟量采样实现、开入开出实现及远跳对侧实现,分析了试点站域失灵保护运行工况,最后指出该试点技术方案既实现了站域失灵保护试点的目的,又满足现有保护安全可靠运行要求。

浅析祁韶直流受端安稳系统的工程应用

祁韶特高压直流输电工程已投运四年,湖南电网作为直流受端,强直弱交问题尤为突出,鄂湘断面暂稳、鄂湘断面热稳、华北-华中断面(长南线)暂稳三方面因素直接决定了祁韶直流的输送功率,目前情况下,祁韶直流、省内重要的500kV线路、主变压器等元件发生严重故障时,将会导致湖南电网发生严重的稳定问题。

我国抽水蓄能企业税收支持政策研究

当前我国电网存在“强直弱交”的问题,大容量直流同送端、同通道、同受端并列运行,发生多回直流同时故障的风险较大。受端电网特高压交流环网骨干网架尚未形成,不仅限制了区内电力交换能力和接受区外来电的能力,还造成了电网抵御风险的能力不足、电网稳定运行压力大。