昭通±500kV 换流站无功补偿优化设计
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第 卷 32 年 2001 1
月
文章编号： （ ） 1000-3673 2004 00-0000-00
中图分类号：TM
文献标识码：A
Vol. 32 No. 1 Jun. 2001
学科代码：470。0000
昭通±500kV 换流站无功补偿优化设计
杨帆 1，伍文城 1，朱志芳 2，陈磊 1，丁婧 1
（1. 西南电力设计院，成都市 ； 610021 2. 广东省电力设计研究院，广州市 ） 510660
器滤换升换变波足时升为发系压直耗时的波流器，角统流，，范抽高滤高升53当通无器站。换无电消换围头，波和高为0k假功压流性过与功的注流无，如设弱系V5设，交变对无能差限过入站功因置整电3统0投投换的功需）昭程系消不值压电k将流注，V入入小要改抽通与统耗容时器当投升将入×第第组头变，换的均器，为入此，高增1换昭.的将量2流无投换了一在的相将11加流511通调频约％站功入流组一减反幅维其组组站站繁为高，交功及站定持小。新度触滤滤的需投则流的，，率将如母的定发波波1无配切投滤功超滤切电并线换如角档器器功置。入波波除流造电流过触率以，之之功1前器器一控压站所发成下增调后前1率后性，组制与设角有母升加节组，，达换投滤（系置增可线高能自换换后×到流入波统的电等能研维大身流流换16一站后器的切压导究持到因母母的流0M定与。无除进致，一素母送器无线线v限a交切功滤一为定造功电电受换线的r 值流除交波消压压端流电成步滤满触值
关键词：高压直流输电；换流站；无功补偿；同塔双回直流
1 引言
溪洛渡右岸电站送电广东±500kV 同塔双回直 流输电工程是我国第一条送受两端换流站同址建 设、线路同塔双回±500kV 高压直流输电工程。直 流工程送端位于云南昭通盐津县，受端在广东从化
地区，额定输送容量 2×3200MW，直流线路长度 1240km。计划于 2013 年汛前第一回直流投产单极， 2014 年两回直流均双极投产。溪洛渡右岸电站送电 广东两回直流既相互独立的，同时也联系紧密，送 受端换流站无功补偿配置和无功控制策略较常规± 500kV 换流站更为复杂。
ABSTRACT: ± 500kV Xiluodu right-side hydropower station to Guangdong DC transmission project is China’s first duble bipoles HVDC system which can provide engineering reference value to the similar HVDC projects in plan stage. The principles of determining filter and shunt capacitor bank’s rated capacity are discussed first. Then, the unequal capcity configuration of filter and shunt capacitor banks are presented by researching the practical operaiton mode of Xiluodu right-side hydropower station and its HVDC system. The rated capacity of shunt capacitor bank can be increased while meeting the the steady voltage fluctuation requirements. The research achievement are applied in the project’s construction stages which remarkably save equipment cost and reduce the land occupation.
表 1 昭通换流变站无功配置基础方案
Tab滤单无无大最.波组功功组大1器滤小大分大、波组组组组B电器数数情容as容、况量ic器电c总容o容器nf量容ig量uration
of reactive
3520Mvar
160Mvar
组 22 组5
5+5+4+4+4
800Mvar
sub-banks
4 换流站无功配置优化设计
目前国内常规±500kV 和特高压±800kV 换流 站无功补偿与配置技术日臻成熟[X-X]，而做为国内 第一条±500kV 同塔双回直流，送端昭通换流站所 涉及的诸多技术问题鲜有文献介绍。其中与系统运 行密切相关的同塔双回直流无功补偿与无功控制等 热点问题，受到系统规划和运行人员的重点关注。 输流过小化关电站排组思经本工无除容路验可文程功不量和供首的分合不方国先无组理等法内介功容的配对同绍配量运置于类了置确行的直高溪基定方优流压洛本的式化送直渡方原，方端流±案则提案换5输，进出。流00电然行了本站kV工后了滤文具程对探波采有同参规讨器用通塔考划，和的用双。阶最电无性回段后容功，直换通器优相流
直的方无3交约60流最式功流1M7电小）系满损6v，4a出统站送耗rM扣。开力无时后v除a为功的，r6电，提电台换3站近6供站机流0升区0最能按站M压线小力功近W变路的开率区，充5运因机交对8电2数行为流应M功方系开v06率a.9式统机r台5约和。无台，考线3功数以虑2路5提为此，M1供可作v61a5能发台为r0（M。力无确Nv功定即约-a1r 3.3 换流站无功大、小组容量
4.1 无功优化设计的思路 的荷开足溪设％短波和滤洛备～路电波能高机换动参在渡投电容器流力1峰增限5小考母资值送流器加增％时负组云线和，电较小强段，时荷容广电滤占广小组，换，，低量±压波地东，容流溪此随谷）波器的8同为量洛着母时时0，小目0动塔不渡投直线满段以k组的要V双等右切流短足，达容。求回配岸大输路投特溪到量具。直置电容送电切高洛减不体流（站量功流滤压少渡能考可电的波率增开直无直超虑容电器的大以机流功流如过器容时提，较考输小输下小器交升抵少虑电组1送6：组小流御，，采工数0容M容组溪换用电母程量量v量可右流滤压线经、a为r大验电波波电以母。节于，站器压满动负1省线0 4.2 确定无功分组容量的原则
态直不一投统改在作一11采多以就重行围触.～2流切规，是。电发超般稳变为取限一新组52%角换主考输容划为压按态原制过说定般拉无档1，.流回不2，虑抽为电量设了波则电电回功。α51那假站路头%超到工计。流压动取％避在至电小1么.时设每换2过无参程阶目控变决免一控指压组51，α投次流%功数段前制化抽制实般于定5波1后°对将～，切动母分计的，我时和头，践按交动换附应超总1无作线组算范无国，频昭情流不暂越.流2的档出近功电5不围（结功投换繁通况系态超大母％位，小α压超1内果包投运流动换统，过电，控5线一变换组测过°，切的变作流的换压括表抽制2稳般化流前量±如换站流变明强滤引％，抽头1，态不幅变存档2流设站化弱波起无头，控需以α1.电超值55抽运为在变计无的器功换制，的控要不°°过刚压头行约宜参功和分流、制应要稳抽调引范±好波在需3。考投电组的满求态头母稳节起0围20约..动上25切容容目足每态。电线这抽的1档。%°5如2调器量档根压引投电稳一标头档°。为的.。5果或）的调据波起切压态标是频整位，°了误超下最繁我时波投就准的动电选压维流。将差大动国系切执按也压择暂持过动侧调越范，α
3.2 交流系统无功提供能力 及的则流云2昭流出机力系回其直，系南通线力。统台根如组流换统主换路较无5数0额流功图合流的网长小0据决k定站提。站无通度，V高定1 输最供交近功过较由因所压了送多能流区电短此能于示直换从力线有站，昭力溪，流流2×主最路大线通，洛～溪换站3网大相电路换同渡甘洛2流近0补的联流时直顶源充渡0站区M线充，站流变时应电右无交W路约按近，功应考满岸功流和线区率优虑以送电时2补系8发路（先时相换及站，0偿0统电至考，流换比溪和MN与的机-第溪站流虑溪昭洛W1配无的一右站利右附渡热通电置功电电用落近～换右稳N力技提-站站近对点甘流岸考。2 术供站电的无区交）顶核相方导与站功交流交变式应，开能
500kV 永丰变
镇雄电
图 1 昭通换流站近区交流系统
Fig. 1 AC system connected to Zhaotong station
3 换流站无功配置基础方案
3.1 换流变阻抗与换流站最大无功消耗 应换不阀定片数短站3昭64增流的是路换能片可通0对溪考M加变换时流太裕最以换v变大满于洛无度虑压流的大a流r阻可足换渡功。换器变，故，站要直补承抗流流的障否应占求流偿取受站器短则电有直四额设的。无的路流会足流极1定备阀目6功制阻增够以额.全5电，前侧消造抗加免大定%压流国并短耗公。损的运可输为内导路为计坏短差行以送运制致冲了算路中换及满功3行2击换造限，阻的流测足率0最0相厂电制影抗无阀量运的A大压家流，阀响。功的误行57生为降选最差晶但损臂要无%择过产大闸短耗及等求。3功6大的的管路，直因并k5消A。设元阻流素需具英5，耗备件抗要寸母后有英昭参也一寸通，相，阀线约
站略交不条换线态虑19流流小流6000流、路）～好组件，越电超1MM0换近昭切电影与母换于检密以大压过％VV压流区通除此aa响大流换修切线，波小rr，。1波站电站无作，组站流相投暂时动方％额动为无站无功同容和站关切态无不式控定确控功功大开时量溪，无功电～超运制电定制大小组机可右主功小压甘应过行，压无、、组时数相小组波顶综～要时5昭功滤小容，量5组投线动甘受合应%，2控通大波5组量昭越切路顶近考不增引溪k制、性V容主通线区超起引检多虑大右站。，小能量站路电起修，过。要无的电无无组和的站系对功的检时电受按站功2容场功确统于补电修的压限％开换最小量地大定可昭压波于流时情、机充小组的布组与提通波换的况总母稳台动开容运置容系供换流电。态动越量线数机量行等量统的流站压；、按（电允小按不方要不的短站波无短压许溪换，～2 超式求运路，功路波右流无动甘的台超。。行电直交电电站功顶，过动稳考过
Optimization Design of Reactive Power Compensation
at Zhaotong ±500kV Converter Station
YANG Fan1, WU Wen-cheng1, ZHU Zhi-fang1, Chen Lei1 (1. South West Electric Power Design Institute, Chengdu 610021, China; 2. Guangdong Electric Power Design Institute, Guangzhou 510660, China)
3.4 无功配置基础方案
补偿根容量据直Qt流otal系应统满运足行条件，昭通换流站容性无功
置量置式1大其60。基中无下2M2对础功Qv组Qaa于方消cr无a。为c昭案耗功代交=如通，小入流3表Q换Q6组式系ts0o流b1tM，a(统为l1所站共v)≥可无换a示，r−5功得，流Q。直大提a站QQ流c组dt供+配oc运t。aQl能置=行昭≥d力c的3在通3+46，单4最换4Q0Q0组M大s流Mdbcv无v无变为aarr功功换站，，小消无流需Q组耗站功要sb(方容配最配1=)
1
杨 帆等：昭通±500kV 换流站无功补偿优化设计
Vol. 32 No.1
站站，5100回kV至交甘流顶出变线。换4流回站，近其区中交3流回系至统溪网洛架渡见右图岸电1。
溪洛渡右岸电站 9×700MW 4×500/92km
昭通换流站
4×500/50km
500kV 甘顶变
4×500/55km
至百度文库东 威信电
； ； KEY WORD: HVDC concert station reactive power ； compensation duble bipoles HVDC system
摘要：正在建设中的溪洛渡右岸电站送电广东直流工程是我
国第一条±500kV 同塔双回高压直流输电工程，该直流工程 的无功补偿配置研究对规划中的同类直流工程具有重要的 参考价值。对规划阶段换流站无功分组容量确定的原则进行 讨论，结合溪洛渡右岸电站和直流系统实际可能的运行方 式，提出了滤波器和电容器小组容量不等配置。在满足稳态 电压波动要求的同时，通过适当增大电容器小组单组容量， 达到减少无功小组数量、节省设备投资和占地的目的。上述 研究成果已经应用于工程实施阶段中。
2 昭通换流站交流系统
溪洛渡电站位于云南省昭通市永善县和四川省 凉山州雷波县交界的金沙江下游河段溪洛渡峡谷， 电站装机容量 12600MW（18×700MW），分为左岸 和右岸两个电站，左、右岸电站分别装机 6300MW （9×700MW）。根据溪洛渡右岸电站送电南方电网 输电系统规划的研究结果，溪洛渡右岸电站丰期电 力主送广东电网，采用±500kV 同塔双回直流输电 方式，送云南部分采用交流输电方式，就近接入电 站所送在的端昭昭通通换50流0k站V审电定网的。接入系统方案为：换流
月
文章编号： （ ） 1000-3673 2004 00-0000-00
中图分类号：TM
文献标识码：A
Vol. 32 No. 1 Jun. 2001
学科代码：470。0000
昭通±500kV 换流站无功补偿优化设计
杨帆 1，伍文城 1，朱志芳 2，陈磊 1，丁婧 1
（1. 西南电力设计院，成都市 ； 610021 2. 广东省电力设计研究院，广州市 ） 510660
器滤换升换变波足时升为发系压直耗时的波流器，角统流，，范抽高滤高升53当通无器站。换无电消换围头，波和高为0k假功压流性过与功的注流无，如设弱系V5设，交变对无能差限过入站功因置整电3统0投投换的功需）昭程系消不值压电k将流注，V入入小要改抽通与统耗容时器当投升将入×第第组头变，换的均器，为入此，高增1换昭.的将量2流无投换了一在的相将11加流511通调频约％站功入流组一减反幅维其组组站站繁为高，交功及站定持小。新度触滤滤的需投则流的，，率将如母的定发波波1无配切投滤功超滤切电并线换如角档器器功置。入波波除流造电流过触率以，之之功1前器器一控压站所发成下增调后前1率后性，组制与设角有母升加节组，，达换投滤（系置增可线高能自换换后×到流入波统的电等能研维大身流流换16一站后器的切压导究持到因母母的流0M定与。无除进致，一素母送器无线线v限a交切功滤一为定造功电电受换线的r 值流除交波消压压端流电成步滤满触值
关键词：高压直流输电；换流站；无功补偿；同塔双回直流
1 引言
溪洛渡右岸电站送电广东±500kV 同塔双回直 流输电工程是我国第一条送受两端换流站同址建 设、线路同塔双回±500kV 高压直流输电工程。直 流工程送端位于云南昭通盐津县，受端在广东从化
地区，额定输送容量 2×3200MW，直流线路长度 1240km。计划于 2013 年汛前第一回直流投产单极， 2014 年两回直流均双极投产。溪洛渡右岸电站送电 广东两回直流既相互独立的，同时也联系紧密，送 受端换流站无功补偿配置和无功控制策略较常规± 500kV 换流站更为复杂。
ABSTRACT: ± 500kV Xiluodu right-side hydropower station to Guangdong DC transmission project is China’s first duble bipoles HVDC system which can provide engineering reference value to the similar HVDC projects in plan stage. The principles of determining filter and shunt capacitor bank’s rated capacity are discussed first. Then, the unequal capcity configuration of filter and shunt capacitor banks are presented by researching the practical operaiton mode of Xiluodu right-side hydropower station and its HVDC system. The rated capacity of shunt capacitor bank can be increased while meeting the the steady voltage fluctuation requirements. The research achievement are applied in the project’s construction stages which remarkably save equipment cost and reduce the land occupation.
表 1 昭通换流变站无功配置基础方案
Tab滤单无无大最.波组功功组大1器滤小大分大、波组组组组B电器数数情容as容、况量ic器电c总容o容器nf量容ig量uration
of reactive
3520Mvar
160Mvar
组 22 组5
5+5+4+4+4
800Mvar
sub-banks
4 换流站无功配置优化设计
目前国内常规±500kV 和特高压±800kV 换流 站无功补偿与配置技术日臻成熟[X-X]，而做为国内 第一条±500kV 同塔双回直流，送端昭通换流站所 涉及的诸多技术问题鲜有文献介绍。其中与系统运 行密切相关的同塔双回直流无功补偿与无功控制等 热点问题，受到系统规划和运行人员的重点关注。 输流过小化关电站排组思经本工无除容路验可文程功不量和供首的分合不方国先无组理等法内介功容的配对同绍配量运置于类了置确行的直高溪基定方优流压洛本的式化送直渡方原，方端流±案则提案换5输，进出。流00电然行了本站kV工后了滤文具程对探波采有同参规讨器用通塔考划，和的用双。阶最电无性回段后容功，直换通器优相流
直的方无3交约60流最式功流1M7电小）系满损6v，4a出统站送耗rM扣。开力无时后v除a为功的，r6电，提电台换3站近6供站机流0升区0最能按站M压线小力功近W变路的开率区，充5运因机交对8电2数行为流应M功方系开v06率a.9式统机r台5约和。无台，考线3功数以虑2路5提为此，M1供可作v61a5能发台为r0（M。力无确Nv功定即约-a1r 3.3 换流站无功大、小组容量
4.1 无功优化设计的思路 的荷开足溪设％短波和滤洛备～路电波能高机换动参在渡投电容器流力1峰增限5小考母资值送流器加增％时负组云线和，电较小强段，时荷容广电滤占广小组，换，，低量±压波地东，容流溪此随谷）波器的8同为量洛着母时时0，小目0动塔不渡投直线满段以k组的要V双等右切流短足，达容。求回配岸大输路投特溪到量具。直置电容送电切高洛减不体流（站量功流滤压少渡能考可电的波率增开直无直超虑容电器的大以机流功流如过器容时提，较考输小输下小器交升抵少虑电组1送6：组小流御，，采工数0容M容组溪换用电母程量量v量可右流滤压线经、a为r大验电波波电以母。节于，站器压满动负1省线0 4.2 确定无功分组容量的原则
态直不一投统改在作一11采多以就重行围触.～2流切规，是。电发超般稳变为取限一新组52%角换主考输容划为压按态原制过说定般拉无档1，.流回不2，虑抽为电量设了波则电电回功。α51那假站路头%超到工计。流压动取％避在至电小1么.时设每换2过无参程阶目控变决免一控指压组51，α投次流%功数段前制化抽制实般于定5波1后°对将～，切动母分计的，我时和头，践按交动换附应超总1无作线组算范无国，频昭情流不暂越.流2的档出近功电5不围（结功投换繁通况系态超大母％位，小α压超1内果包投运流动换统，过电，控5线一变换组测过°，切的变作流的换压括表抽制2稳般化流前量±如换站流变明强滤引％，抽头1，态不幅变存档2流设站化弱波起无头，控需以α1.电超值55抽运为在变计无的器功换制，的控要不°°过刚压头行约宜参功和分流、制应要稳抽调引范±好波在需3。考投电组的满求态头母稳节起0围20约..动上25切容容目足每态。电线这抽的1档。%°5如2调器量档根压引投电稳一标头档°。为的.。5果或）的调据波起切压态标是频整位，°了误超下最繁我时波投就准的动电选压维流。将差大动国系切执按也压择暂持过动侧调越范，α
3.2 交流系统无功提供能力 及的则流云2昭流出机力系回其直，系南通线力。统台根如组流换统主换路较无5数0额流功图合流的网长小0据决k定站提。站无通度，V高定1 输最供交近功过较由因所压了送多能流区电短此能于示直换从力线有站，昭力溪，流流2×主最路大线通，洛～溪换站3网大相电路换同渡甘洛2流近0补的联流时直顶源充渡0站区M线充，站流变时应电右无交W路约按近，功应考满岸功流和线区率优虑以送电时2补系8发路（先时相换及站，0偿0统电至考，流换比溪和MN与的机-第溪站流虑溪昭洛W1配无的一右站利右附渡热通电置功电电用落近～换右稳N力技提-站站近对点甘流岸考。2 术供站电的无区交）顶核相方导与站功交流交变式应，开能
500kV 永丰变
镇雄电
图 1 昭通换流站近区交流系统
Fig. 1 AC system connected to Zhaotong station
3 换流站无功配置基础方案
3.1 换流变阻抗与换流站最大无功消耗 应换不阀定片数短站3昭64增流的是路换能片可通0对溪考M加变换时流太裕最以换v变大满于洛无度虑压流的大a流r阻可足换渡功。换器变，故，站要直补承抗流流的障否应占求流偿取受站器短则电有直四额设的。无的路流会足流极1定备阀目6功制阻增够以额.全5电，前侧消造抗加免大定%压流国并短耗公。损的运可输为内导路为计坏短差行以送运制致冲了算路中换及满功3行2击换造限，阻的流测足率0最0相厂电制影抗无阀量运的A大压家流，阀响。功的误行57生为降选最差晶但损臂要无%择过产大闸短耗及等求。3功6大的的管路，直因并k5消A。设元阻流素需具英5，耗备件抗要寸母后有英昭参也一寸通，相，阀线约
站略交不条换线态虑19流流小流6000流、路）～好组件，越电超1MM0换近昭切电影与母换于检密以大压过％VV压流区通除此aa响大流换修切线，波小rr，。1波站电站无作，组站流相投暂时动方％额动为无站无功同容和站关切态无不式控定确控功功大开时量溪，无功电～超运制电定制大小组机可右主功小压甘应过行，压无、、组时数相小组波顶综～要时5昭功滤小容，量5组投线动甘受合应%，2控通大波5组量昭越切路顶近考不增引溪k制、性V容主通线区超起引检多虑大右站。，小能量站路电起修，过。要无的电无无组和的站系对功的检时电受按站功2容场功确统于补电修的压限％开换最小量地大定可昭压波于流时情、机充小组的布组与提通波换的况总母稳台动开容运置容系供换流电。态动越量线数机量行等量统的流站压；、按（电允小按不方要不的短站波无短压许溪换，～2 超式求运路，功路波右流无动甘的台超。。行电直交电电站功顶，过动稳考过
Optimization Design of Reactive Power Compensation
at Zhaotong ±500kV Converter Station
YANG Fan1, WU Wen-cheng1, ZHU Zhi-fang1, Chen Lei1 (1. South West Electric Power Design Institute, Chengdu 610021, China; 2. Guangdong Electric Power Design Institute, Guangzhou 510660, China)
3.4 无功配置基础方案
补偿根容量据直Qt流otal系应统满运足行条件，昭通换流站容性无功
置量置式1大其60。基中无下2M2对础功Qv组Qaa于方消cr无a。为c昭案耗功代交=如通，小入流3表Q换Q6组式系ts0o流b1tM，a(统为l1所站共v)≥可无换a示，r−5功得，流Q。直大提a站QQ流c组dt供+配oc运t。aQl能置=行昭≥d力c的3在通3+46，单4最换4Q0Q0组M大s流Mdbcv无v无变为aarr功功换站，，小消无流需Q组耗站功要sb(方容配最配1=)
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杨 帆等：昭通±500kV 换流站无功补偿优化设计
Vol. 32 No.1
站站，5100回kV至交甘流顶出变线。换4流回站，近其区中交3流回系至统溪网洛架渡见右图岸电1。
溪洛渡右岸电站 9×700MW 4×500/92km
昭通换流站
4×500/50km
500kV 甘顶变
4×500/55km
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； ； KEY WORD: HVDC concert station reactive power ； compensation duble bipoles HVDC system
摘要：正在建设中的溪洛渡右岸电站送电广东直流工程是我
国第一条±500kV 同塔双回高压直流输电工程，该直流工程 的无功补偿配置研究对规划中的同类直流工程具有重要的 参考价值。对规划阶段换流站无功分组容量确定的原则进行 讨论，结合溪洛渡右岸电站和直流系统实际可能的运行方 式，提出了滤波器和电容器小组容量不等配置。在满足稳态 电压波动要求的同时，通过适当增大电容器小组单组容量， 达到减少无功小组数量、节省设备投资和占地的目的。上述 研究成果已经应用于工程实施阶段中。
2 昭通换流站交流系统
溪洛渡电站位于云南省昭通市永善县和四川省 凉山州雷波县交界的金沙江下游河段溪洛渡峡谷， 电站装机容量 12600MW（18×700MW），分为左岸 和右岸两个电站，左、右岸电站分别装机 6300MW （9×700MW）。根据溪洛渡右岸电站送电南方电网 输电系统规划的研究结果，溪洛渡右岸电站丰期电 力主送广东电网，采用±500kV 同塔双回直流输电 方式，送云南部分采用交流输电方式，就近接入电 站所送在的端昭昭通通换50流0k站V审电定网的。接入系统方案为：换流