特高压直流接地极选址及受端电网结构偏磁电流抑制策略研究

常规的特高压直流接地极选址及受端电网结构偏磁电流抑制方法主要使用CDEGS软件确定电流抑制修正关系,易受接地极电位差变化影响,导致不同测点的偏磁电流过高,因此需设计一种特高压直流接地极选址及受端电网结构偏磁电流抑制策略。根据地质构造及断裂关系生成特高压直流接地极选址流程,设计受端电网结构偏磁电流抑制算法,从而完成特高压直流接地极选址及受端电网结构偏磁电流抑制。实验结果显示设计的直流接地极选址及电网结构偏磁电流抑制策略的各个测点的偏磁电流较小,表明该策略抑制效果较好、可靠性高,有一定的应用价值。

特高压交直流电网的小干扰稳定性分析

分析了我国小干扰稳定仿真技术存在的主要问题,提出了解决问题的思路,包括:结合广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)的小干扰稳定性分析、中长期过程中的小干扰稳定性分析、特征值的区域自动搜索算法、特征值灵敏度研究与应用、小干扰稳定在线预决策技术等。探讨了小干扰稳定性分析软件与在线动态安全分析预警系统的接口技术,以及并行计算技术的重要性,并指出小干扰稳定性分析技术是研究和分析特高压交直流电网低频振荡问题及其稳定措施的重要手段。

特高压远距离大容量云电送粤中的稳定问题研究

云电送粤特高压直流输电嵌入交流系统运行,将使送端云南电网面临诸多挑战,其中涌现出的若干稳定问题将对送端电网的安全稳定运行产生重大的影响,亟待深入的分析和研究。介绍了送端云南电网的特点,并分析了云广特高压系统投运后,云南电网将面临交直流相互影响、直流潮流转移导致的电网稳定问题以及送端电网的高周问题。提出针对这些问题的部分研究思路和内容,包括建立全电磁暂态仿真平台开展交直流相互影响的研究;从暂态稳定、电压稳定和低频振荡3方面研究云南电网潮流转移中的系统稳定问题;针对电网高周问题,以机理分析为基础,开展云南电网高周协调控制策略的研究工作。

特高压交直流电网数模混合实时仿真系统

国家电网仿真中心数模混合仿真实验室建立了特高压交直流电网数模混合实时仿真系统,模拟特高压交直流跨区大电网。实时仿真系统选用Linux操作系统,采用Hypersim全数字实时仿真软件,通过信号接口和功率接口实现了全数字仿真程序与一次直流物理仿真装置和二次控制保护装置的互联,基于SGI超级计算机实现了大规模交直流电网的数模混合实时仿真,并将其应用于多个实际工程。实践表明,数模混合实时仿真系统能够为特高压交直流大电网的研究提供强有力的技术支持。

特高压受端电网直流闭锁故障下机组一次调频性能分析

华东电网已逐步形成特高压大受端电网,而特高压直流闭锁故障时有发生,给电网频率安全带来较大风险,几次故障结果显示全网机组一次调频性能不能很好满足新的要求,频率跌幅超出预期。结合2015年9月19日的锦苏直流双极闭锁故障,对华东电网机组理想一次调频能力与实际响应情况作了对比分析,以浙江电网机组为例提出一次调频能力不足的影响因素,并给出了火电机组一次调频能力提升的技术需求与措施,为新的电网格局下优化机组一次调频控制策略提供参考。

大规模新能源区域互联消纳能力分析及综合评价方法研究

随着新能源基地并网容量的急剧增加,基于长距离区域互联特高压直流电网输送电力的方式将极大地促进新能源在更大空间区域范围内的消纳。针对中国未来新能源大规模、大范围输送配置趋势,提出送受端新能源区域互联消纳能力分析模型,从满足送受端系统净负荷爬坡需求角度提出了送受端电网系统灵活性综合评价方法。以国内某两条跨区直流为对象,结合直流灵活调整运行方式,针对不同直流调整运行方式,进行了情景方案对比分析,并实证对比分析了直流通道采用跟随送端新能源出力特性送电曲线时具有较优的经济性和社会效益。实证结果表明,所提出的模型与方法可为大规模新能源区域互联电网综合评价与生产模拟提供一种有效的模式。

大型受端电网动态无功配置

特高压、远距离、大容量电网的建设,对受端电网电压稳定提出了更高的要求,传统固定式补偿设备逐步难以适应电网发展。为此,以河南实际电网为例,重点针对交流特高压及其近区500 kV电网,将时域仿真法、V-Q曲线法及灵敏度分析法相结合,综合分析特高压交直流混联大型受端电网的动态无功配置方案,为大型受端电网动态无功配置研究提供了一种实用的方法。

±800kV直流特高压线路带电作业专用工具研究

±800kV特高压直流输电线路具有绝缘子串长且吨位大等特点,其带电作业过程中面临新的问题和挑战。为此,研究并设计±800kV特高压直流输电线路带电作业的专用配套工具,并对传动系统和液压系统进行改进和优化。经机械性能试验,验证了该套工具的安全可靠性。该套工具降低了带电作业工作强度,提高了作业效率,促进了特高压直流输电线路带电作业技术的发展。

磁暴对我国特高压电网的影响研究

随着我国长距离输电的发展,江苏、广东等地曾多次发现磁暴在电网中产生了较大幅度的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC),有可能对电网造成危害。文章通过对电网GIC监测数据和地磁数据进行分析,指出除磁暴强度外,大地电性结构、电网结构与参数也是影响GIC水平的重要因素;借助磁暴产生GIC的物理模型并根据特高压电网线路电阻小、输电距离长、采用单相变压器等特点预测未来特高压系统中的GIC干扰问题将更加严重;根据2010年我国特高压规划建立了电网的等效模型,利用典型磁暴感应出地面电场的数值初步估算了各变电站的GIC水平;最后对目前研究中有待解决的关键问题进行了总结,并结合我国国情提出了解决方案。

电网动态无功配置选址的修正轨迹灵敏度分析法

随着特高压交直流混联电网的深化发展,系统对电压及无功调节的要求越来越高,动态无功补偿装置的应用前景趋好,然而目前仍缺少实用的能指导动态无功配置选址的有效方法。为此,提出了一种基于静态灵敏度、时域仿真和轨迹灵敏度的动态分析与静态分析相结合的修正轨迹灵敏度分析方法,该方法可有效反映动态无功补偿装置对系统各节点电压的全局改善程度,为动态无功最优配置选址提供量化指标。最后,通过IEEE39母线系统和特高压交直流混联电网,验证了该方法的正确性与有效性。

直流联网工程对电网暂态稳定性的影响

为满足山东省用电的需要,计划2010年、2012年实施西北(宁东)—华北(山东)直流联网工程。该联网工程有利于优化资源配置、水火电互补运行,预计可取得显著的送电效益和诸多联网效益。但还要考虑到直流故障对山东电网带来的冲击。通过详细的潮流计算、暂态稳定计算,分析了2012年山东电网在有无交流特高压2种方式下直流故障的适应性。

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。

特高压交直流接入对江西电网短路电流的影响研究

按照国家电网特高压输电规划,未来2~3年特高压交直流将接入江西电网。利用综稳计算程序PSASP详细分析了特高压交直流接入后江西电网短路电流水平,研究了目前应用最广泛的短路电流限制措施。对短路电流交流分量达到开断遮断电流90%的节点进行直流分量衰减时间常数计算,研究了江西电网短路电流直流分量对断路器开断能力的影响。分析了江西电网短路电流增加的原因,并提出了应对短路电流超标问题的措施和方法。

特高压输电通道上受端城市电网安全稳定特性及防御对策

"十二五"期间,特高压交直流规划接入重庆电网,凸显了重庆电网处于长链式送电通道受端电网的特点,亟需加强研究该类电网安全稳定性及其对策。为此,以特高压入渝规划为背景,研究了处于长链式特高压输电通道上的受端城市电网安全稳定性及其防御对策。研究结果表明:此类电网安稳特性主要表现为1 000kV/500kV电磁环网开断潮流转移导致线路过载、暂态电压跌落和暂态失稳;特高压送电通道功率突降导致电网过电压;相继事件导致受端城市电网孤网等问题。在完善3道防线的基础上,提出了综合直流功率调制实现长链式特高压送电通道电压平滑控制方法和抑制相继失步导致孤网运行的主动防御措施。

基于稳定约束最优潮流方法的“三华”特高压互联电网交直流相互影响分析

为了研究交直流相互作用对三华特高压互联电网安全稳定的影响,给出了一种基于稳定约束最优潮流方法的实用算法。根据实际电网运行经验,结合潮流转移方向、故障元件位置等相关因素,进一步改进算法流程,减少计算量和提高计算效率。应用相应断面潮流暂稳极限计算、切机切载分析、直流紧急功率提升分析的稳定约束最优潮流改进算法对2012年三华特高压互联电网进行了交直流影响计算分析,得到了2012年三华电网的交直流相互影响特性。仿真结果表明,基于稳定约束最优潮流的算法是有效和实用的,交直流相互影响对三华特高压互联电网的稳定特性具有非常重要的作用。

提升特高压电网输电能力的方法

随着电力负荷的快速增长及大规模新能源的集中接入,特高压、长距离、大容量输电将成为未来我国电网的发展方向。以特高压电网为背景,结合国内、外提升电网输电能力先进经验,尤其是电网新技术、新材料、新方法应用的研究,综合阐述了影响电网输电能力的主要因素。在此基础上给出了现阶段可行的提升电网输送能力的方法和各自的特点,并按照实施方法将其分为三类,包括改变电网网架结构、改变电网电气特性和加装安全稳定控制装置。结合特高压电网的网络特性,研究了各种方法对特高压电网的适用性,提出了适合特高压输电网络的方案。

特高压双直流送端电网直流闭锁故障稳控措施研究

基于新疆电网2017年规划网架结构,±1 100 k V准东直流将作为第二条直流外送通道接入新疆送端电网。为了保障新疆送端电网的安全稳定运行,当±800 k V哈郑直流发生闭锁故障时,提出综合考虑±1 100 k V直流紧急功率支援、送端电网切机的稳控手段,分析两种不同稳控措施对于含双直流送端电网运行电压的影响。研究结果表明在满足新疆电网稳定运行前提下,稳控切机配合直流紧急功率支援能有效降低送端电网的切机量,平衡直流故障后的无功功率。该稳控措施对提高双直流送端电网的电压稳定及优化送端电网稳控切机不平衡量具有一定的参考价值。

特高压交直流混联电网故障反演系统的体系架构与关键技术

大规模交直流混联的复杂性和脆弱性使得电网的安全稳定问题日益突出,为快速准确模拟电网的故障特性,提出了特高压交直流混联电网故障反演方法。通过将电网仿真计算数据管理平台(powersystem database,PSDB)的方式离线模型与智能电网调度控制系统(D5000)的实时在线模型进行融合,生成完整准确的故障反演模型。该模型不仅解决了实时在线模型不含暂态参数的问题,而且克服了方式离线模型无法反映电网实时潮流的困难,将故障反演耗时由两三个星期缩短到几秒,大大提高了方式计算人员的工作效率,满足故障反演对时效性和精确性的要求。并基于该模型对电网进行仿真计算分析,准确模拟电网故障发生过程中电气量的变化。该系统已在国家电网仿真中心成功安装并投入使用,针对国调和华中电网进行了故障反演分析,验证了所提方案的科学有效性。

特高压交直流电网系统保护及其关键技术

中国特高压交直流电网发展过渡期,电网特性持续发生重大变化,传统的安全稳定防御技术和措施难以适应,亟须对电网安全防控体系进行提升。在梳理电网大的特性变化基础上,分析了适应特高压交直流电网实践的"系统保护"的必要性及需求。提出了系统保护的体系设计,包括设计思路、总体构成、具体措施等。提出了系统保护关键技术,并着重介绍了全景状态感知、实时决策与协同控制、精准负荷控制技术的需求及框架。最后,简述了国家电网在系统保护建设上的实施方案,为特高压交直流大电网安全稳定运行控制提供了解决方案。

吉林省风电通过特高压直流外送的方式方法研究

从吉林省电源结构、系统调峰、无功及安全稳定等方面,分析了制约吉林省风电大规模开发的主要因素,综合考虑风能资源开发规划、结合地区电网风电消纳能力,计算分析东北电网和吉林省风电消纳能力,提出吉林省风电采用特高压外送华北、华东电网消纳的方案,并对外送方式、送端电源组织、送受端落点进行分析,提出需要寻找合适的省外和区域外消纳方式,建议东北实行统一调度。