大规模特高压交直流混联电网特性分析与运行控制

大规模特高压交直流混联电网特性分析与运行控制

发表时间：2018-06-08T10:28:21.977Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：陆鹏宇[导读] 摘要：现阶段，随着我国经济建设的快速发展，在很大程度上扩大了我国电网建设规模。

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摘要：现阶段，随着我国经济建设的快速发展，在很大程度上扩大了我国电网建设规模。随着电网技术的快速发展，国家电网公司已经完成交直流的混联。现阶段，大规模特高压交直流混联电网正处于飞速发展的时期，在这种情况下，如何才能有效控制电网的安全、稳定运行，成为当前行业工作者面临的重点。本文首先阐述了大规模特高压交直流混联电网的运行特性；其次探讨了大规模特高压交直流混联电网运行控制措施。

关键词：特高压交流；特高压直流；运行控制；策略

前言

现阶段，随着科技的快速发展，我国的电网规模与系统已经逐渐实现了全部的电网通过交流、直流互联。在去年年底，我国特高压运行规模就已经达到了六交五直，在这种情况下，我国也就成为世界范围内的唯一一个能够同时运行特高压交、直流的电网，这对于我国电网的发展来说具有重要意义。

一、大规模特高压交直流混联电网的运行特性

现阶段，我国特高压电网正处于重要的发展过渡时期。当下，各大高压交流、直流工程陆续投产，从而就使得特高压直流混联电网逐渐形成了一定的规模。特高压交直流的快速发展，尤其是特高压直流输电规模的不断扩大，在很大程度上改变了我国电网的运行特性，在这种情况下，就使得强直弱交两者之间的矛盾日益显现，进而使得我国电网在安全方面面临着一系列的困难。

（一）特高压交流发生故障对直流带来的影响分析

当交流系统出现了故障之后，会对直流输电的正常运行造成一定的影响，其主要包括以下几个方面：首先，当交流系统发生故障之后，会使得换流站交流母线电压出现降低的现象或者是电压过零点发生了偏移的现象，在这种情况下，就会使得直流换相失败。其次，如果交流系统在发生了故障之后及时的进行了切除工作，在等到交流系统电压恢复正常之后，直流输电系统就能恢复正常的运行状态。但是如果没有及时的切除交流系统所发生的故障或者是在作了切除工作之后，系统的电压仍然没有恢复正常状态的话，就会出现直流输电持续换相失败的现象，最终导致直流闭锁。此外，在换相工作结束之后，晶闸管仍然是需要承受一定的反向电压，才能恢复关断能力的，但是如果熄弧角较小的话，就会导致晶闸管在还内有恢复正常关断能力的状态下，又重新导通了正向电压，最终导致换相失败。

（二）特高压直流发生故障对交流带来的影响分析

直流系统在发生了故障之后，会导致直流输电出现闭锁的现象。直流系统作为受端系统，电网在很大程度上存在着有功缺额、频率下降等一系列的不足，在这个时候，如果系统有大量的备用发电用量的话，就能够让系统频率恢复正常的工作状态。与此同时，如果直流闭锁之后，如果受端系统仍然存在电压上升现象的话，在这个时候，将换流站无功补偿设备及时的进行切除，就能够让系统电压恢复正常运行，但是如果没有及时的对换流站的无功补偿设备切除的话，使得系统的运行仍然存在一定的电压，最终导致直流系统发生故障闭锁。

（三）电网的稳定性分析

通过对现实区域内所有 500kV 的交流线路以及直流线路分别设置了相应的故障，然后分析其在受到故障干扰之后，是否还能保持正常的工作状态。通过实际的调查研究我们发现，很大一部分的电路在受到了一定的干扰之后，系统仍然能够稳定的状态，并且，在网内500kV 电路中设置了N-2 故障之后，系统也能够保持正常的运行。与此同时，如果外送特高压直流中单以及双极发生了闭锁性的故障之后，就会使得很多的原本送至部分地区的功率转向这一区域直流输送，不得不说，这给高压扩建工程的稳定运行带来了巨大的而影响，甚至还会出现严重的解列。此外，送断而潮流分布不均，直流闭锁严重、水电速率增加速率较快等等，这些因素都会导致电网薄弱现象。

二、大规模特高压交直流混联电网运行控制措施

（一）切实加强主网架构

通过对特高压运行实践研究分析我们发现，只有交流电网的规模和直流容量两者之间相匹配，才能够有效的承受住大容量直流闭锁所带来的巨大的功率冲击。交流电网和直流大容量数量相比较而言，交流电网的发展是较为落后的，再加上当前的交流电网的规模以及强度，已经逐渐无法满足直流大规模的稳定运行，这样一来，就使得大电网的整个运行过程存在着一定的风险。我们只有加强交流电网的建设力度，使得直流容量与其规模两者之间是相匹配、相适应的，才能有效的解决强直弱交这一问题。此外，我国电网正在积极的构建完善的东西部同步电网，这样一来，就能够有效的实现对电网的优化与升级工作，从而为我国的情节能源发展战略打下良好的基础。

（二）构建完善的优化系统运行控制策略

其次，我们还应加强对交直流电网特性的研究分析，从而构建完善的运行控制策略。部署单回以及多回特高压直流连续换相失败的情况下，主动的对闭锁直流并联，切送端机组的控制措施，从而有效的降低由于直流换向失败所产生的一系列连锁反应。切实优化直流再启动、功率速降等相关控制保护策略，并通过调整受端电网交流线路的重合时间，并相应加大彼此同时换相失败之间的时间间隔，通过这样的方式，来有效的降低直流扰动对交流系统所带来的巨大冲击。

（三）交直流混联电网的控制措施

此外，在电网受到一定的干扰之后，在面对一些功率不平衡的电网的时候，就可以利用直流紧急功率来控制分摊功率的缺失；如果是线路在联络的方面出现了一定的问题的时候，我们就可以采用直流紧急控制措施，来对所损失的输电电量进行相应的补偿。与此同时，在面对局部潮流较为严重的交流电网的时候，我们可以采用直流功率紧急控制措施来实现对转移潮流的分布。如果支撑较弱的电网在受到了一定的干扰之后，电压就会出现失衡的现象，在这种情况下，我们就可以利用直流功率回降的方式，来有效的降低换流器当中的功率损耗，从而有效的交流电网的电压稳定性。

结语

综上所述，按照我国能源、资源以及生产能力分布的特性，大力发展具有大容量、远程距离的特高压交直流输电逐渐成为我国电网发展的重要举措。科学合理的控制大规模特高压交直流混联电网的安全、稳定运行，不仅能够实现资源、能源的超远距离的大规模输送，而且还有效的推进了节能减排工程，为我国的可持续发展、绿色发展打下来了良好的基础。