中小容量VSC-HVDC在解决电力系统电磁环网问题的应用

电磁环网可以提高电网供电可靠性,但也会造成故障后短路电流增加、线路过载等问题。南方电网公司目前主要采取解环运行和方式预控的措施来降低电磁环网运行风险,但解环不适用于所有场景,方式预控又可能造成电源出力受限。因此提出将中小容量柔性直流输电系统(VSC-HVDC)应用于含电磁环网的低压电网,利用其灵活可控的特点来降低电磁环网运行风险。首先综合考虑《电力系统安全稳定导则》要求以及经济性确定VSC-HVDC在电磁环网中的接入位置和容量,随后给出了VSC-HVDC直流电压、拓扑结构以及参数的确定原则。其次,设计了VSC-HVDC在电磁环网中的控制策略,该控制策略可以降低网损,提高电磁环网稳定性。最后通过实例仿真验证了提出的中小容量柔性直流方案在降低电磁环网运行风险方面的有效性。

一起电磁环网线路三相电流不平衡案例分析

三相电流不平衡情况广泛存在于电力系统中,本文针对一起500 kV/220 kV电磁环网合环过程出现的220 kV输电线三相电流不平衡案例进行研究,对电流不平衡原因进行分析,并对不平衡的影响因素进行研究,总结电力运行方面结论,为今后类似研究提供借鉴。

基于综合赋权的电磁环网开环方案评价方法研究

针对目前电磁环网开环方案综合评价方法主观性过强,评估指标体系不完善问题。文中提出了一种基于综合赋权的电磁环网开环方案评价方法。首先,分析电磁环网开环原则及机理;在此基础上,综合考虑系统安全稳定性、限流效果等因素,构建开环方案综合评价指标体系;然后利用层次分析法与变异系数法求出主、客观权重系数,进而通过综合评价方法计算得到评估开环方案优劣的综合评价指标;最后通过39节点标准算例、湖南省某地区实际电网算例,结合电力系统分析综合程序(PSASP)仿真分析,验证了文中所提方法的有效性与在实际电网中应用的合理性。

河北南网电磁环网解环及分区运行研究

随着高电压等级网架的成熟完善,电磁环网解环实现分区运行,已成为电网发展的必然趋势。论述了电网解环分区供电的原则和方法,结合河北南网“十四五”期间规划数据,重点讨论了2021年河北南网的电磁环网。通过基础潮流计算分析、短路电流扫描和N-1校验,结合地理接线图提出解环及分区供电方案,并在仿真计算后得到有效验证。

基于电磁环网频率稳控的仿真控制策略探究

为探究电磁环网短期无法解环的特性问题,以贵州某区域电网为仿真对象,提出借助柔性直流输电系统注入短路电流的方法,以达到独立解耦和提高电磁环网频率稳控的目的。重点研究故障后系统有功失衡计算、柔性直流控制系统和柔性直流保护系统,并以此构建仿真控制模型。仿真结果表明所提稳控方法可帮助柔性直流在电磁环网中处于稳定状态,具有科学性与可行性,可为相关人员或单位提供参考帮助。

特高压接入河南电网后电磁环网解环方案研究

根据特高压豫北站建成后河南电网将面对的500/220kV母线三相短路电流超标的状况,对其500/220kV电磁环网解环进行研究。基于目前的分区模式提出解环方案,并验证各方案实施的可行性。解环后河南电网将形成十六片电网分区供电模式,在保证电网安全稳定运行的前提下,降低了系统母线三相短路电流水平,能够最大限度发挥电网的投资效益,促进500/220kV电网协调发展。通过对河南电网的解环研究,提炼出特高压电网环境下处理500/220kV电网电磁环网解环的技术原则,可为电网中长期规划及其工程实施提供参考。

500kV-220kV电磁环网开环研究

随着500kV电网的建设,许多地区出现了500kV-220kV高低压电磁环网,有些因成为安全隐患而需要断开。分析了500kV线路开断引起220kV系统过负荷等电磁环网的安全隐患,给出了电磁环网是否开环应考虑的安全稳定性和经济性等因素,提出判断500kV-220kV电磁环网是否应该开环的一般步骤,并以山东北部电网为例说明了这些问题。

基于多电磁环网的功率转移研究与分析

随着电网用电负荷和输送功率的不断增大,电网也不断建设加强升级,出现环网和更高一级电压等级的网架结构。由于高电压等级网架建设还在初期,因此在很多地方出现了多电磁环网网架结构,多电磁环网网架对提高电网的供电可靠性有利。但是环网运行同时也将带来许多问题,如保护的配置,正常环网解环及故障解环引起的功率转移,运行线路过载等问题。多端有源的环网在环网打开时,将出现功率的转移变化,对多端供电网络产生一定的影响,影响安全自动装置动作定值设定,调度员运行控制及事故处理,保护相关定值整定等等。预先分析出环网结构打开后的功率分配对运行方式安排、事故处理,安全自动装置定值设定,防止事故扩大、保证电网安全稳定运行至关重要。通过对多电网环网打开后的功率转移进行分析,提出了功率转移比概念以及影响功率转移的因素,提出了环网线路打开后功率转移产生问题的注意事项。运用PSASP程序对某电网进行模拟仿真分析,验证了相关结论的正确性。

电磁环网中无功环流的分析与控制

电磁环网是在电网发展过程中产生和消亡的一种特殊的网架结构。多年来,对电磁环网的研究多以安全控制为目标,分析其是否开环运行,而对电磁环网合环运行的功率控制研究较少,对其无功功率控制的研究更为少见。文章针对电磁环网中出现的无功环流问题,分析了其产生机理和控制措施,并将研究成果用于指导西北电网刘家峡—炳灵330/220kV电磁环网无功环流的控制中。研究表明,对电磁环网中的无功环流进行控制可显著降低网损,提高电网经济效益。该研究有望对我国750kV和特高压电网发展过程中形成的电磁环网的安全、经济运行起到一定的指导作用。

特高压南阳站建成后鄂豫断面电磁环网运行分析

特高压南阳站建成投运后,鄂豫断面将形成1 000/500 kV电磁环网运行格局。从输电能力、安全稳定水平、短路电流水平、小干扰稳定多角度全面分析了特高压电磁环网的运行特性,指出大规模功率转移造成低一级电压线路过载的问题较为突出。针对该问题,研究鄂豫断面电磁环网运行的安控策略,在对各种常规措施以及自动电压控制(automatic generator control,AGC)配合措施进行比较后,提出了综合考虑AGC协调控制的安控策略。该策略的实施可有效降低维持系统稳定所需的安控措施繁琐程度,为安全调度特高压电网提供了新的指导思路。

基于效益风险函数的电磁环网风险评估与控制

针对电磁环网问题,提出了一种基于效益风险函数的电磁环网风险评估与控制方法。该方法以风险理论与效益函数理论为基础,首先对电磁环网的安全性进行风险评估,通过风险计算获得电磁环网的静态风险、暂态风险以及系统总的风险,考虑了采取安全稳定控制措施前后系统各种风险的变化情况;然后计算了电磁环网以及安全稳定装置产生的经济效益,在获得电磁环网风险值与效益值的基础上计算了效益风险函数值,分析了电磁环网在不同运行状态下系统的收益与风险的取舍问题,为系统运行人员合理决策提供了有力支持。实际大区电网的应用结果表明了该方法的可行性。

电磁环网条件下西北750kV电网运行方式的研究

随着西北750kV电网的建成投运,原有330kV网架将与新出现的750kV线路形成电磁环网。文中研究了2008年底西北750kV骨干网架初步形成后,750/330kV电磁环网运行方式对系统安全稳定性的影响。静态安全分析和稳定计算结果表明,在未形成坚强的750kV网架结构前,合环运行比解环方式更有利于提高西北电网输送能力和稳定水平。针对合环运行可能出现的系统振荡、输送受限等问题,提出通过加强安稳装置配置、研制遮断容量更大的断路器、优化运行方式和网架结构等措施来保证系统的稳定运行。

弱电磁环网运行控制若干问题及对策

电磁环网是电网发展的阶段性产物,在一定时期不可避免。当电网中出现弱电磁环网时,系统运行将面临较大的安全风险。文中对弱电磁环网运行控制面临的问题和对策进行了研究。提出了弱电磁环网的3个主要特征,指出了弱电磁环网运行控制面临的4类主要问题;分别对这4类问题进行研究,提出了相应的控制对策,并结合实际系统算例进行分析。算例分析结果表明了所述控制策略的有效性,对弱电磁环网运行控制具有参考意义。

城市电网电磁环网的解环问题研究

在城市电网规划中,要保证500kV电网和220kV电网的协调发展,需要科学处理电磁环网问题。文章提出了主动处理城市电网电磁环网问题的指导思想及相应的技术原则:在城市电网发展过程中,要考虑500kV电网的远景规划,合理确定电磁环网的解环时机和解环点;解环后的目标网架应尽可能保持小环网结构,尽量避免出现单回路供电的辐射结构。本文的研究成果为合理确定城市电网电磁环网的解环时机和解环点提供了理论依据。

500kV-220kV电磁环网开环方案模糊综合评价

用层次分析法建立模糊综合评价模型的指标体系。对评价指标体系指标层的因素分别引入行为指标,包括线路或变压器过负荷指标、母线电压越限指标、最大发电机功角差指标、开关设备投资指标以及系统网损指标。隶属度函数描述了各行为指标对评价结果的不确定性。模糊综合评价的优先度综合考虑了各种因素的影响,对电磁环网开环方案作出了定量、全面、综合的评价。基于模糊综合评价模型,开发了电磁环网开环方案的模糊综合评价程序,并应用于电网各区域内(间)电磁环网开环方案的评估。考虑4种开环方案,进行N-1静态安全分析、暂态稳定性分析、短路计算以及系统网损计算,经模糊综合评价后依据优先度判别可行性。

合肥城市电网电磁环网解环分析

根据合肥城市电网现状及其远景规划方案,把该城市电网的发展分为3个阶段,确定了不同发展阶段500kV变电站接入220kV电网的方案、电磁环网的解环时机及解环点,对该城市电网的规划方案提出了改进建议。文章提供的实际案例验证了主动处理城市电网电磁环网的指导思想及相应技术原则的正确性,可为我国城市电网的规划及其工程实施提供参考。

2005年山西中南部500kV及220kV电网的电磁环网运行方式研究

针对山西电网500kV网架形成初期的具体情况,重点研究了2005年山西中南部500kV及220kV电网的电磁环网运行方式,通过分析电网的电力平衡关系、潮流计算、稳定校核,预测了山西中南部500kV及220kV电网采取不同电磁环网运行方式对山西电网的影响,指出了各种运行方式的优缺点,并结合山西电网的具体情况提出了电磁环网宜采用的运行方式以及采用该运行方式后需加强的工作。

电磁环网线路无故障跳线和单永故障稳定性分析

以川电东送通道的陈家桥—长寿电磁环网为例 ,分析了《电力系统安全稳定导则》中规定的对单回高一级电压线路电磁环网进行无故障跳线和单永故障分析的必要性。研究表明 ,在电磁环网潮流较强的情况下 ,单回高一级电压线路电磁环网的无故障跳线比单永故障严重。主要原因是发生单永故障时 ,尽管短路故障有加速机组功角摆开的作用 ,但三相断线前的单相断线使得线路的功率分批转移到其他线路 ,起到一定的缓冲作用。并且 ,随着线路潮流的加强 ,当功率的分批转移效果逐渐超过短路故障的加速作用时 。

南方电网500kV/220kV电磁环网运行方式研究

通过南方电网三种典型500/220 kV电磁环网存在问题、解环条件、潮流分布、稳定性及供电可靠性等综合研究,对地区电磁环网运行方式的选择及安全稳定控制措施提出合理化建议,为调度部门提前做好相应预案提供参考。

超高压电磁环网的特点与案例分析

针对仍普遍存在的超、特高压电磁环网,结合省级电网的实例总结了电磁环网的不同发展形态和结构,认为电磁环网的主要风险在于潮流转移和控制,并提出了衡量电磁环网强弱和风险的耦合度指标。在网络结构优化和加强方面,认为强耦合的弱电磁环应优先加强上级电网,弱耦合的强电磁环应优先考虑短路控制和简化结构,多级电磁环应尽快解耦等,分析了电磁环网的典型分片方案。鉴于超、特高压电磁环网将长期存在,阐述了电磁环网单一和连锁跳闸后实用化的潮流转移控制方法,特别是针对大功率、强耦合型电磁环网提出了一种严重故障后快速切除联络元件的非常规稳定控制措施,以实现解耦控制、均衡潮流,有效提升过渡期电网的稳定水平和输电能力。在实际电网中的多个应用实例表明其效果良好。