PDF《多送出直流系统送端故障引发稳定破坏机理分析》

多送出直流系统送端故障引发稳定破坏机理分析 屠竞哲,张健,吴萍,刘明松,卜广全,印永华 ( 中国电力科学研究院,北京市

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9 2 ) 摘要:随着大容量高压直流逐步投运, 电网进一步呈现 强直弱交 特性, 多送出特高压直流系统对 互联电网稳定性的影响逐渐突显.

分析了送端故障引发直流功率瞬降特性, 以三区域交直流等值 模型为基础, 分析了不同功率流向情况下多回直流功率瞬降对送端系统稳定性的影响, 并与单回直 流闭锁故障进行了对比分析, 最后采用 三华 实际电网算例进行了验证.结果表明, 多回直流功率 瞬降导致的送端系统失稳模式为第一摆/第二摆功角失稳, 对送端系统稳定性的影响严重程度接近 单回直流闭锁故障, 需要进一步深入研究有效的应对措施. 关键词:高压直流输电;

直流功率瞬降;

互联电网稳定性;

稳定破坏机理 收稿日期:

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修回日期:

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0 9. 国家电网公司科技项目 利用混合仿真技术的多回直流异步 联网系统故障影响机理及应对措施研究 .

0 引言 复龙―奉贤特高压直流( 简称 复奉直流 ) 和宜 宾―金华特高压直流( 简称 宾金直流 ) 均为大规模 远距离输送四川水电到华东负荷中心的 ±8

0 0k V 特高 压直流,额定功率分别为6400MW 和80

0 0MW, 两回直流送端的复龙 和宜宾换流站通过不到2 0k m 的双回5

0 0k V 线路相连, 因此形成 了送端落点密集的四川多送出特高压直流系统[

1 G 2] . 复奉和宾金直流送端处于华北―华中特高压交流互 联电网, 其单回10

0 0k V 特高压交流联络线( 简称 长南线 ) 是整个系统的薄弱环节[

3 G 7] .四川多送出 直流系统由于各回直流送端换流站之间电气距离接 近, 近区交流故障引发华中―华东多回直流同时功 率瞬降的概率和影响较大, 大容量多直流的功率冲 击将对华北―华中交流互联电网的薄弱环节造成严 重的威胁. 目前, 相比于多馈入直流系统, 国内外对于多送 出直流系统稳定性的研究还处于初级阶段.文献 [

8 ] 分析了多直流送出系统与交流电网的耦合特性 及送端交直流协调控制策略;

文献[

9 ] 利用多送出运 行短路比等指标分析了交直流以及多直流系统之间 的影响;

文献[

1 0 ] 提出了利用直流系统过负荷能力 和频率调制功能实现直流系统间的协调控制;

文献 [

1 1 G

1 2 ] 利用量化指标分析了多送出直流系统交互 影响, 并评估了特高压交流投运对多送出直流系统 的影响.但是, 以上文献均没有涉及送端交流故障 引发多回直流功率瞬降对稳定性影响方面的研究. 仿真计算发现, 特高压长南线大功率北送或南 送方式下, 四川多送出直流系统近区发生短路故障, 可能引发复奉、 宾金直流同时功率瞬降, 使得华中电 网出现大量功率盈余, 对特高压长南线造成巨大的 能量冲击, 可能导致华北―华中互联电网失稳解列. 在 强直弱交 不断增强的电网背景下, 多送出特高 压直流系统对互联电网稳定性的影响逐渐突显, 将 威胁到特高压交直流混联电网的安全稳定运行, 亟 须对这一问题开展深入研究. 本文将首先分析送端交流故障引发直流功率瞬 降的系统特性, 接着分析不同功率流向情况下多回 直流功率瞬降引发送端系统失稳的可能模式, 进一 步与单回直流闭锁故障的失稳模式及影响程度进行 对比分析, 最后采用 三华 实际电网算例进行验证.