基于500kV交直流混合電網運行的穩(wěn)定性研究

徐嬌 銀濤

摘 要：隨著時代的進步和社會經濟的發(fā)展，我國建成了第一個500kV超高壓遠距離交直流混合電網，有效推動了西電東送工程的發(fā)展。但在實際運行過程中，因為負荷較重，且遠距離送電，穩(wěn)定性受到各種因素的影響，無法保證電網的安全穩(wěn)定運行。針對這種情況，需采取針對性的處理措施，保證500kV交直流混合電網穩(wěn)定運行。本文簡要分析了500kV交直流混合電網運行的穩(wěn)定性，希望可以提供一些有價值的參考意見。

關鍵詞：500kV；交直流混合電網；穩(wěn)定性

中圖分類號：TM712 文獻標識碼：A

在500kV交直流混合電網運行中，受到諸多因素的影響，由于跨度較長、輸送功率較重，氣象條件復雜，電網安全受到雷害、污閃、覆冰等因素的影響，需要采取有效的應對措施，使500kV交直流混合電網運行的穩(wěn)定性得到保障。

1 500kV交直流混聯電網運行中存在的問題

（1）負荷峰谷差增大，電網調控難度較大：隨著時代的發(fā)展，近年來大力調整負荷結構，對各個省、區(qū)電網的負荷特性進行了改變，電網的峰谷差增大。去年，某網的全網峰谷差達到峰值，即21GW，相較于往年，有較大的提升幅度；西電東送潮流的峰谷差也同時增加，易出現穩(wěn)定問題。首先是增加了電壓調控的難度。因為較大的送電潮流存在于高峰段，要提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，需要對中樞點電壓進行嚴格控制：在低谷段，送電潮流較小、電壓較高時，需要采取措施降低減壓，促使其滿足相應的運行規(guī)定。因此，在設置變壓器分接頭時，需要將高峰段及低谷段的不同調壓要求充分納入考慮范圍。但研究發(fā)現，如今無法在站點裝設無載調壓變壓器，調壓手段亦不夠豐富，電壓控制存在較大難度。其次，潮流調整難度較大。在電網運行中，結合相應的送電曲線，每天需對西電東送功率進行多次調整，同時嚴格控制調整幅度。調度人員在安排運行方式時，調整潮流的難度和工作量都會增大。

（2）需進一步深入研究交直流混聯電網中存在的弱阻尼現象：通過研究發(fā)現，目前交直流混聯電網的主要特點是強受端、長距離和大負荷，并且系統(tǒng)的弱阻尼特性也逐漸凸顯出來。近年來，已監(jiān)測到多次交直流混聯電網低頻振蕩現象。在未來一段時期內，電網的送電距離和送電負荷將會進一步增加；同時，更多機組和快速勵磁裝置將不斷投入到電網運行中，將會進一步加劇系統(tǒng)的弱阻尼特性，影響到交直流混合電網運行的安全性和穩(wěn)定性。

2 調度運行中采取的相關措施

（1）增加調頻調壓手段，使電網運行的安全性得到保證：我國已經逐步深入電力體制改革，留在本電網中管理的電源會逐漸減少，系統(tǒng)裝機容量進一步縮??；西電東送中，還有部分的電源參與進來，以此平衡電力。如果結合合同約定對發(fā)電進行安排，調度調整空間會被進一步壓縮，只有較小的調峰和調頻電源容量可利用；事故跳閘仍大量存在于電網運行中，電網調峰調頻的難度會增加。針對該問題，建議增加部分直管直調的可用調頻容量，使電網安全運行調控的需求得到滿足。另外，相關部門還需充分考慮無功電壓調節(jié)的問題，適當增加有載調壓變壓器，合理選擇變壓器抽頭，各級調度部門需繼續(xù)研究發(fā)電機進相運行調壓問題，生產單位則需進一步改善無功電壓的監(jiān)測手段及精度。

（2）要根本性的解決低頻振蕩問題，需不斷提升對大機組PSS管理和發(fā)電機勵磁參數實測工作的重視：提高PSS的應用，可有效解決負阻尼低頻振蕩問題。對電網進行穩(wěn)定計算，對勵磁系統(tǒng)的數學模型進行構建，前提是需要測試和確定相關參數。同時，通過仿真相關振蕩現象，發(fā)現與電網實際值相比，電網仿真計算數據也存在一定的偏差。發(fā)電機組及其勵磁系統(tǒng)模型和參數的準確性將會直接影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算及其準確性，因此需要對系統(tǒng)中的機組和勵磁系統(tǒng)模型參數重新收集和整理，以便有效提升仿真計算的精確性。

（3）對中部電網動態(tài)電壓支持能力進行研究，改善電網的穩(wěn)定狀況：通過對電網的穩(wěn)定性進行分析我們可以得知，如果系統(tǒng)穩(wěn)定極限比電網潮流水平小，就會改變系統(tǒng)穩(wěn)定狀況，表現為三條穩(wěn)定曲線中母線最低電壓曲線最先失穩(wěn)，電壓降低，并且呈發(fā)散狀態(tài)；而在第一次擺動中，功角曲線已經有下落狀況，但是因發(fā)散的是母線最低電壓曲線，會導致相應的功角曲線發(fā)散。因此，在本電網中，需要對電壓支撐能力引起足夠的重視。如果在本電網系統(tǒng)中出現了嚴重的故障，要使系統(tǒng)的穩(wěn)定水平得到提升，需要應用一系列更有針對性的措施，使電網母線電壓的恢復能力得到提升。可考慮在500kV變電站中設置靜止補償器和同步調相機，這樣最低母線電壓處動態(tài)電壓支撐能力可得到提升。

（4）引入先進的計算機分析軟件，大力培訓技術人員：當前采用的計算機分析軟件，實踐過程中逐漸暴露出一系列問題。需結合電網具體情況，引入更為先進的計算機分析軟件進行實測計算，如TSAT等，以便提升計算分析效率，得到更加準確的計算結果。電網公司還應加大相關的技術隊伍培訓力度，成立相應的技術中心，除了更新專業(yè)技術人員的知識體系之外，還需要銜接不同學科知識，讓技術人員掌握相關的技術原理和運行控制特性，熟悉并掌握交直流電網的運行規(guī)律。

結語

通過上文的分析得知，近年來交直流混聯運行電網獲得了巨大的發(fā)展。但在分析電網運行現狀之后，發(fā)現還有諸多的問題需要重視，當前電網運行的穩(wěn)定性和安全性存在一定隱患，需結合具體情況，應用一系列有針對性的措施，提升電網的運行質量和效率，促進我國社會經濟更好更快的發(fā)展。

參考文獻

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