500kV交直流并聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行問題探究

（國(guó)家電網(wǎng)華中電力調(diào)控分中心，湖北 武漢 430077）

一、500kV交直流并聯(lián)電網(wǎng)主要運(yùn)行問題

1 加大負(fù)荷峰谷差，這樣就增加了電網(wǎng)調(diào)控的難度

近些年來，不斷的調(diào)整著負(fù)荷結(jié)構(gòu)，那么就相應(yīng)的改變了各個(gè)省區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷特性，進(jìn)一步加大了電網(wǎng)的峰谷差。在2010年的時(shí)候，某網(wǎng)的全網(wǎng)最大峰谷差達(dá)到了20.90GW，相較于2009年，提高了百分之三十多，因此也加大了西電東送潮流的峰谷差，這樣就會(huì)帶來一系列的問題。

（1）電壓調(diào)控的難度加大

因?yàn)樵诟叻宥斡兄艽蟮乃碗姵绷?，那么要想?shí)現(xiàn)穩(wěn)定，就需要在較高水平控制中樞點(diǎn)電壓；在低谷段有著較小的送電潮流和較高的電壓，那么就需要采取一系列的措施控制電壓，使其滿足相關(guān)的范圍要求。因此，在設(shè)置變壓器分接頭的時(shí)候，就需要對(duì)高峰段以及低谷段和500kV、220kV系統(tǒng)不同的調(diào)壓要求充分考慮；但是通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前非常突出的問題是大多數(shù)將無(wú)載調(diào)壓變壓器裝設(shè)于站點(diǎn)，沒有足夠的調(diào)壓手段，這樣就會(huì)加大電壓控制難度。

（2）潮流調(diào)整困難

在本電網(wǎng)中，結(jié)合相關(guān)合同確定的送電曲線，每天就需要六次調(diào)整西電東送的功率，同時(shí)控制調(diào)整幅度，一般維持在1.700GW左右。調(diào)整涉及到了6個(gè)送受電放的9個(gè)送受電曲線，調(diào)度人員在對(duì)運(yùn)行方式進(jìn)行安排時(shí)，調(diào)整潮流中，就有著較大的難度和工作量。比如，需要協(xié)同配合交直流系統(tǒng)；協(xié)調(diào)和調(diào)整兩個(gè)電廠發(fā)電處理，還需要在極限內(nèi)控制某通道的潮流；對(duì)沿線各中樞點(diǎn)的電壓水平維持在一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，并且對(duì)電網(wǎng)頻率變化進(jìn)行兼顧。通過實(shí)踐研究表明，潮流調(diào)整的困難，會(huì)難以有效的提高電網(wǎng)電能質(zhì)量。

2 系統(tǒng)存在弱阻尼現(xiàn)象，需要在全網(wǎng)范圍內(nèi)進(jìn)一步研究

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前某電網(wǎng)形成的格局是強(qiáng)受端、長(zhǎng)距離和大負(fù)荷送電，已經(jīng)開始逐步顯現(xiàn)系統(tǒng)的弱阻尼特性。從2010年以來，多次低頻震蕩都已經(jīng)被監(jiān)測(cè)到?？梢灶A(yù)見的是，隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，電網(wǎng)在進(jìn)一步的擴(kuò)大，那么將會(huì)在很大程度上擴(kuò)大長(zhǎng)距離和大負(fù)荷送電的規(guī)模。同時(shí)，某電網(wǎng)內(nèi)還將在運(yùn)行當(dāng)中投入更多機(jī)組和快速勵(lì)磁裝置，那么將會(huì)依然存在系統(tǒng)的弱阻尼，甚至還會(huì)出現(xiàn)加劇問題，這樣就會(huì)對(duì)南方交直流混合電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。在2011年的時(shí)候，這方面的研究工作已經(jīng)開始，但是因?yàn)檫@個(gè)工作有著較大的工作面，電網(wǎng)和電廠之間需要密切的配合，那么工作進(jìn)展就難以滿足人意。那么當(dāng)前的最主要任務(wù)就是分析和研究南方電網(wǎng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，重新整定網(wǎng)內(nèi)大機(jī)組電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，對(duì)PSS管理工作進(jìn)行規(guī)范。

3 暫態(tài)穩(wěn)定問題比較突出，需要進(jìn)一步提高電網(wǎng)仿真計(jì)算的效率和精確度

隨著電網(wǎng)所在地域經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力負(fù)荷越來越大，但是本地域的電源卻比較的緊張，那么就需要將黨中央發(fā)布的西電東送原則牢牢的貫徹和落實(shí)下去，將價(jià)格不高質(zhì)量較好的電力從西部輸送到東部。那么為了保證可以順利完成送電計(jì)劃，某電網(wǎng)主網(wǎng)輸送潮流就會(huì)經(jīng)常接近于穩(wěn)定極限，顯露出了暫態(tài)穩(wěn)定問題，電網(wǎng)安全運(yùn)行要求更精確的仿真計(jì)算結(jié)果，如果有誤差存在于計(jì)算結(jié)果中，將很容易導(dǎo)致一些事故的發(fā)生，影響到電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。另一方面，隨著時(shí)代的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)也越來越不簡(jiǎn)單，那么要想將電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)律把握住，就不能夠僅僅依靠經(jīng)驗(yàn)來完成。同時(shí)，電網(wǎng)規(guī)模越來越大，也會(huì)在很大程度上增大檢修跟蹤計(jì)算量。在前些年，有三條直流線路出現(xiàn)在了某電網(wǎng)中，那么在電網(wǎng)中，直流輸電系統(tǒng)的重要性也是不容忽視的。但是目前的計(jì)算軟件無(wú)法進(jìn)行穩(wěn)定的批量計(jì)算，也不能夠?qū)τ?jì)算參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，操作起來也不簡(jiǎn)單，影響到計(jì)算效率。因此目前面臨的一個(gè)重要問題就是如何提高電網(wǎng)穩(wěn)定計(jì)算的準(zhǔn)確性和工作效率。

二、調(diào)度運(yùn)行中采取的技術(shù)路線

1 將調(diào)頻調(diào)壓手段適當(dāng)增加，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性

隨著我國(guó)電力體制改革的逐步深入，過些年留在本電網(wǎng)管理的電源將會(huì)越來越少，裝機(jī)容量也會(huì)進(jìn)一步的縮小。部分的電源還將參與到西電東送之中，以此來實(shí)現(xiàn)電力的平衡，如果依據(jù)合同電力安排發(fā)電之后，就基本上沒有空間可以調(diào)整調(diào)度，實(shí)際上可以用的調(diào)峰、調(diào)頻電源容量也比較的小，并且網(wǎng)內(nèi)大機(jī)組有著較多的跳閘次數(shù)，那么就會(huì)增加電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的難度。針對(duì)這個(gè)問題，建議就是增加一些直管直調(diào)的可用調(diào)頻容量，從而滿足某電網(wǎng)安全運(yùn)行調(diào)控的需求。

另外，還需要建議相關(guān)部門對(duì)無(wú)功電壓調(diào)節(jié)問題進(jìn)行充分的考慮，將有載調(diào)壓變壓器比例適當(dāng)?shù)脑黾?，?duì)變壓器抽頭進(jìn)行合理選擇，各個(gè)調(diào)度部門需要將發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行調(diào)壓?jiǎn)栴}繼續(xù)開展下去；生產(chǎn)運(yùn)行單位則需要對(duì)無(wú)功電壓的監(jiān)測(cè)手段和精度進(jìn)行改善。

2 要想從根本上解決低頻振蕩問題，就需要抓好發(fā)電機(jī)勵(lì)磁參數(shù)實(shí)測(cè)和大機(jī)組PSS管理工作

采用PSS可以有效的解決負(fù)阻尼低頻振蕩問題，那么某電網(wǎng)就需要在近期進(jìn)行電網(wǎng)的穩(wěn)定計(jì)算，構(gòu)建相關(guān)的勵(lì)磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，同時(shí)，還需要進(jìn)行參數(shù)的測(cè)試和確定工作。通過相關(guān)振蕩的仿真，我們可以發(fā)現(xiàn)相較于電網(wǎng)的實(shí)際值，有一定程度的偏差存在于電網(wǎng)仿真計(jì)算數(shù)據(jù)中；而電力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算和準(zhǔn)確性會(huì)在很大程度上受到發(fā)電機(jī)組及其勵(lì)磁系統(tǒng)模型和參數(shù)的準(zhǔn)確性影響，因此就需要重新收集整理系統(tǒng)中的機(jī)組和勵(lì)磁系統(tǒng)模型參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)仿真計(jì)算準(zhǔn)確性提高的目的。

3 研究中部電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓支持能力，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定狀況進(jìn)行改善

通過分析某電網(wǎng)的穩(wěn)定性我們發(fā)現(xiàn)，如果系統(tǒng)穩(wěn)定極限小于電網(wǎng)潮流水平，那么系統(tǒng)穩(wěn)定狀況就會(huì)發(fā)生改變，表現(xiàn)為最先失穩(wěn)的是三條穩(wěn)定曲線中母線最低電壓曲線，電壓一直在降低，并且呈發(fā)散狀態(tài)。而在第一次擺動(dòng)中，功角曲線已經(jīng)從高峰往下回落，但是因?yàn)槟妇€最低電壓曲線發(fā)散，就會(huì)發(fā)散相應(yīng)的功角曲線。因此，電壓支撐能力是本電網(wǎng)的穩(wěn)定問題。如果有嚴(yán)重故障發(fā)生于本電網(wǎng)系統(tǒng)中，要想提高系統(tǒng)的穩(wěn)定水平，只需要采取一系列有效的措施提高電網(wǎng)母線電壓的恢復(fù)能力即可。要想提高最低母線電壓處電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓支撐能力，就可以將靜止補(bǔ)償器和同步調(diào)相機(jī)設(shè)置與500kV變電站中。

4 引進(jìn)先進(jìn)的計(jì)算分析軟件，強(qiáng)化對(duì)技術(shù)人員的相關(guān)培訓(xùn)

通過上文的敘述我們可以發(fā)現(xiàn)，目前采用的計(jì)算分析軟件存在著諸多的弊端；那么就需要積極的采用新就似乎，同時(shí)緊密結(jié)合電網(wǎng)的具體發(fā)展情況，本電網(wǎng)引進(jìn)了國(guó)家上非常先進(jìn)的計(jì)算分析工具，如EMTDC、TSAT等，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算分析效率提高的目的，進(jìn)而讓計(jì)算結(jié)果更加的準(zhǔn)確。另外，結(jié)合本電網(wǎng)的具體情況，還成立了相應(yīng)的技術(shù)中心，并且在測(cè)試直流控制系統(tǒng)時(shí)，還配備了RTDS。

并且，電網(wǎng)公司還需要定期經(jīng)常的培訓(xùn)相關(guān)的技術(shù)隊(duì)伍，除了要對(duì)專業(yè)技術(shù)人員掌握的知識(shí)體系進(jìn)行更新之外，還需要注意不同學(xué)科知識(shí)之間的滲透和銜接，將相關(guān)技術(shù)的原理以及運(yùn)行控制特性傳授給技術(shù)人員，讓技術(shù)人員對(duì)交直流電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行熟悉和掌握，不斷的提高工作人員的專業(yè)技術(shù)水平，增強(qiáng)他們的綜合素質(zhì)，從而在技術(shù)層面上為電網(wǎng)的生產(chǎn)運(yùn)行提供支持。

結(jié)語(yǔ)

在交直流并聯(lián)運(yùn)行電網(wǎng)方面，經(jīng)過近些年的大力發(fā)展，已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成績(jī)；但是在對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀分析之后，發(fā)現(xiàn)還存在著諸多的問題，嚴(yán)重影響到電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，需要引起人們足夠的重視，采取一系列的措施來提高供電質(zhì)量，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。本文以某交直流并聯(lián)電網(wǎng)為例，探究了運(yùn)用中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見。

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