直流配電網(wǎng)調(diào)度研究

劉敏+李英+黃睿+周朝暉+吳煒

摘要 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，直流配電網(wǎng)得到了廣泛的研究。本文從電力調(diào)度的角度，對直流配電網(wǎng)的運(yùn)行操作和事故處理進(jìn)行了分析，并對未來直流技術(shù)發(fā)展可能引起的調(diào)度變化進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞 直流配電網(wǎng)；電力調(diào)度；運(yùn)行操作；事故處理

中圖分類號TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號1674-6708（2015） 153-0088-01

目前直流配電網(wǎng)的研究集中于新能源并網(wǎng)組成直流微電網(wǎng)、電壓等級選取、繼電保護(hù)配合以及接地方式等方面，對于直流配電網(wǎng)投運(yùn)后的調(diào)度運(yùn)行則分析寥寥。直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)區(qū)別巨大，運(yùn)行方式和設(shè)備狀態(tài)等方面更是千差萬別，基于傳統(tǒng)交流系統(tǒng)和跨區(qū)域高壓直流線路電網(wǎng)而構(gòu)建的調(diào)度、運(yùn)行、管理等體制，在直流配電網(wǎng)投入運(yùn)行后，將面臨巨大的難題和挑戰(zhàn)。

1 直流配電網(wǎng)調(diào)度范圍與功能

電力系統(tǒng)調(diào)度管理的任務(wù)是組織、指揮、指導(dǎo)、協(xié)調(diào)和監(jiān)督電力系統(tǒng)的運(yùn)行操作和事故處理，根據(jù)電力市場規(guī)則組織、參與電力市場運(yùn)營。

作為調(diào)度管轄直流配電網(wǎng)的城市配調(diào)或地調(diào)，在對于新能源并網(wǎng)而構(gòu)建的直流配電網(wǎng)，可以將調(diào)度管轄權(quán)下放至相關(guān)新能源廠站，視作用戶產(chǎn)權(quán)設(shè)備，僅對交流并網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度管理，這種情況下的直流配電網(wǎng)可以視作微型發(fā)電廠，對現(xiàn)有調(diào)度影響較??；但對于目前設(shè)想的將城市交流配電網(wǎng)絡(luò)更換為直流配電網(wǎng)絡(luò)，則必須直接調(diào)度管轄，此外，調(diào)度管轄范圍管轄細(xì)致到換流閥層面、還是僅僅管轄到包括換流變在內(nèi)的換流器層面，對調(diào)度業(yè)務(wù)影響很大。直流配電網(wǎng)的引入與之前分布式電源構(gòu)建的交流微網(wǎng)不同，對現(xiàn)有基于交流配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的調(diào)度部門將帶來全新的操作和事故處理方式。

2 直流配電網(wǎng)運(yùn)行操作

2.1 適應(yīng)直流系統(tǒng)的全新調(diào)度操作術(shù)語

以換流器為例，若根據(jù)直流系統(tǒng)的特性，采用全新的調(diào)度術(shù)語。

檢修：聯(lián)結(jié)變及換流閥在檢修狀態(tài)。

冷備用：聯(lián)結(jié)變及換流閥在冷備用狀態(tài)。

極隔離：聯(lián)結(jié)變熱備用（聯(lián)結(jié)變各側(cè)閘刀在合上位置，交流線路開關(guān)兩側(cè)閘刀在合上位置，交流線路開關(guān)在拉開位置，聯(lián)結(jié)變各側(cè)接地閘刀在拉開位置），換流閥冷備用（安全措施拆除，啟動(dòng)電阻旁路閘刀拉開位置，換流器正負(fù)極閘刀拉開位置，換流閥相關(guān)接地閘刀在拉開位置）。

極連接：聯(lián)結(jié)變熱備用（聯(lián)結(jié)變各側(cè)閘刀在合上位置，交流線路開關(guān)兩側(cè)閘刀在合上位置，交流線路開關(guān)在拉開位置，聯(lián)結(jié)變各側(cè)接地閘刀在拉開位置），換流閥極連接（啟動(dòng)電阻旁路閘刀拉開位置，換流器正負(fù)極閘刀合上位置，換流閥相關(guān)接地閘刀在拉開位置，閥閉鎖）。

無源HVDC充電：聯(lián)結(jié)變熱備用（聯(lián)結(jié)變各側(cè)閘刀在合上位置，交流線路開關(guān)兩側(cè)閘刀在合上位置，交流線路開關(guān)在拉開位置，聯(lián)結(jié)變各側(cè)接地閘刀在拉開位置）；換流HVDC充電（啟動(dòng)電阻旁路閘刀合上位置，換流器正負(fù)極閘刀合上位置，換流閥相關(guān)接地閘刀在拉開位置，閥閉鎖）。

有源HVDC充電：聯(lián)結(jié)變運(yùn)行（聯(lián)結(jié)變各側(cè)閘刀在合上位置，交流線路開關(guān)及兩側(cè)閘刀在合上位置，聯(lián)結(jié)變各側(cè)接地閘刀在拉開位置）；換流閥HVDC充電（啟動(dòng)電阻旁路閘刀合上位置，換流器正負(fù)極閘刀合上位置，換流閥相關(guān)接地閘刀在拉開位置，閥閉鎖）。

STATCOM充電：聯(lián)結(jié)變運(yùn)行（聯(lián)結(jié)變各側(cè)閘刀在合上位置，交流線路開關(guān)及兩側(cè)閘刀在合上位置，聯(lián)結(jié)變各側(cè)接地閘刀在拉開位置）；換流閥STATCOM充電（啟動(dòng)電阻旁路閘刀合上位置，換流器正負(fù)極閘刀拉開位置，換流閥相關(guān)接地閘刀在拉開位置，閥閉鎖）。

有源HVDC運(yùn)行：聯(lián)結(jié)變運(yùn)行（聯(lián)結(jié)變各側(cè)閘刀在合上位置，交流線路開關(guān)及兩側(cè)閘刀在合上位置，聯(lián)結(jié)變各側(cè)接地閘刀在拉開位置）；換流閥有源HVDC運(yùn)行（啟動(dòng)電阻旁路閘刀合上位置，換流器正負(fù)極閘刀合上位置，換流閥相關(guān)接地閘刀在拉開位置，閥以有源HVDC控制方式觸發(fā)導(dǎo)通）。

無源HVDC運(yùn)行：聯(lián)結(jié)變運(yùn)行（聯(lián)結(jié)變各側(cè)閘刀在合上位置，交流線路開關(guān)及兩側(cè)閘刀在合上位置，聯(lián)結(jié)變各側(cè)接地閘刀在拉開位置）；換流閥無源HVDC運(yùn)行（啟動(dòng)電阻旁路閘刀合上位置，換流器正負(fù)極閘刀合上位置，換流閥相關(guān)接地閘刀在拉開位置，閥以無源HVDC控制方式觸發(fā)導(dǎo)通）。

STATCOM運(yùn)行：聯(lián)結(jié)變運(yùn)行（聯(lián)結(jié)變各側(cè)閘刀在合上位置，交流線路開關(guān)及兩側(cè)閘刀在合上位置，聯(lián)結(jié)變各側(cè)接地閘刀在拉開位置）；換流閥STATCOM運(yùn)行（啟動(dòng)電阻旁路閘刀合上位置，換流器正負(fù)極閘刀拉開位置，換流閥相關(guān)接地閘刀在拉開位置，閥以STATCOM控制方式觸發(fā)導(dǎo)通）。