直流馈入受端电网“空心化”形势下的稳定特性分析及解决措施
发布时间：2022-01-11 17:36
随着国家对"西电东送"战略逐步重视以及清洁能源大范围优化配置能力的持续提升,特高压多直流馈入后替代受端电网常规电源而导致受端"空心化"趋势可能成为一个较为普遍的问题。主要以青豫直流馈入河南及华中电网为例,分析了直流馈入受端电网后的潮流疏散、电压稳定、功角稳定、小干扰动态稳定及多馈入短路比等主要特性变化。计算结果表明,直流工程可有效提升受端电网供电能力及电力互济能力,但直流落点近区可能存在潮流疏散不均衡、暂态电压、功角及系统动态稳定性降低,及现有跨区直流多馈入有效短路比降低等问题。针对上述问题提出合理安排运行方式及受端交流网架加强工程与直流工程同步的建议,并验证了建议的有效性。研究结果对规划、运行及国内同类直流工程设计都具有较强的参考价值。
【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(18)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
青豫直流接入河南电网示意图
-166-电力系统保护与控制标，运行电压主要取决于无功功率平衡，发电机是最重要的无功支撑，以单机对无穷大系统说明发电机无功与系统电压之间的关系，如图2所示。图2单机对无穷大系统示意图Fig.2Schematicdiagramofasinglemachinetoinfinitesizesystem图中，E为发电机机端电势，V为系统电压，X为发电机与系统的联系电抗。cossinEVPVIθδX(1)2sincosVEVQVIXX-(2)将式(1)代入式(2)，可得式(3)。222EVVQPXX--(3)当电源机端电势固定时，Q与V的函数是向下开口抛物线，如图3所示。任一时刻电源发出的无功功率与负荷消耗及网损无功功率之和抵消。图中电源无功功率曲线1与负荷无功功率曲线1相交于a点，系统运行电压为Va的两条曲线交点a确定了系统电压，电源无功与负荷无功达到平衡。图3电源无功曲线与负荷无功曲线Fig.3Powerreactivepowercurveandloadreactivepowercurve交流短路故障后，直流换相失败及感应电动机电流增大，需要系统提供的暂态无功功率增加，若电源发出无功功率不变，电源无功功率曲线1与负荷无功功率曲线2相交于点b，系统运行电压降低至Vb。此时，若要保持系统电压不变，则需增加电源发出的无功功率，使得电源无功功率特性变为曲线2，与负荷无功曲线2相交于c点，c点电压与a点电压一致，恢复至故障前电压。直流馈入能力与受端交流电网的电压稳定支撑性密切关联[21]。直流馈入后若替代受端常规电源开机容量，将导致受端电网产生“空心化”趋势，无功支撑减少，式(3)中的发电机机端电势E和系统电压V的恢复能力降低，进而降低受端电网的暂态电压稳定特性。本文以?
决于无功功率平衡，发电机是最重要的无功支撑，以单机对无穷大系统说明发电机无功与系统电压之间的关系，如图2所示。图2单机对无穷大系统示意图Fig.2Schematicdiagramofasinglemachinetoinfinitesizesystem图中，E为发电机机端电势，V为系统电压，X为发电机与系统的联系电抗。cossinEVPVIθδX(1)2sincosVEVQVIXX-(2)将式(1)代入式(2)，可得式(3)。222EVVQPXX--(3)当电源机端电势固定时，Q与V的函数是向下开口抛物线，如图3所示。任一时刻电源发出的无功功率与负荷消耗及网损无功功率之和抵消。图中电源无功功率曲线1与负荷无功功率曲线1相交于a点，系统运行电压为Va的两条曲线交点a确定了系统电压，电源无功与负荷无功达到平衡。图3电源无功曲线与负荷无功曲线Fig.3Powerreactivepowercurveandloadreactivepowercurve交流短路故障后，直流换相失败及感应电动机电流增大，需要系统提供的暂态无功功率增加，若电源发出无功功率不变，电源无功功率曲线1与负荷无功功率曲线2相交于点b，系统运行电压降低至Vb。此时，若要保持系统电压不变，则需增加电源发出的无功功率，使得电源无功功率特性变为曲线2，与负荷无功曲线2相交于c点，c点电压与a点电压一致，恢复至故障前电压。直流馈入能力与受端交流电网的电压稳定支撑性密切关联[21]。直流馈入后若替代受端常规电源开机容量，将导致受端电网产生“空心化”趋势，无功支撑减少，式(3)中的发电机机端电势E和系统电压V的恢复能力降低，进而降低受端电网的暂态电压稳定特性。本文以河南电网为例进行说明。河南电网火电机组装机容量占
【参考文献】：
期刊论文
[1]特高压直流运行风险评估技术研究及应用[J]. 冯长有,姚伟锋,江叶峰,吕颖,马超. 智慧电力. 2020(07)
[2]柔性直流接入对弱受端电网恢复特性的影响及优化措施[J]. 吕思卓,舒展,宋新甫,杨志国,张增强,郑超. 电力工程技术. 2020(01)
[3]同步调相机对受端省级电网运行影响及控制策略研究[J]. 赵静波,孟侠,朱鑫要. 电力系统保护与控制. 2019(20)
[4]特高压直流馈入湖南电网的暂态电压稳定分析[J]. 邱威,贺静波,于钊,徐遐龄,杨丹,刘娜. 电力自动化设备. 2019(10)
[5]交直流混联配电网换流变压器零序保护优化配置[J]. 武利会,黄辉,范心明,李新,董镝,宋安琪. 供用电. 2019(10)
[6]混合直流输电系统送端交流暂态电压特性研究[J]. 索之闻,陈启超,李晖,王菲. 电力系统保护与控制. 2019(17)
[7]基于新型交直流协调控制抑制电力系统低频振荡的仿真试验[J]. 习工伟,胡涛,朱艺颖,沈琳,屠竞哲. 电网与清洁能源. 2019(04)
[8]含柔性直流输电系统的电网安全稳定特性和控制策略研究[J]. 朱益华,郭琦,李威,常东旭,王玉. 电网与清洁能源. 2018(12)
[9]高受电比例受端电网的输电网网架结构优化技术研究[J]. 蔡晖,万振东,孙文涛,张文嘉,祁万春,黄俊辉,谢珍建. 电网与清洁能源. 2018(12)
[10]全球能源互联网标准体系优先领域研究[J]. 张晶,刘晓巍,张松涛,王伟,沈珮,张洁,李彬,祁兵,代攀. 供用电. 2018(08)
本文编号：3583181
【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(18)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
青豫直流接入河南电网示意图
-166-电力系统保护与控制标，运行电压主要取决于无功功率平衡，发电机是最重要的无功支撑，以单机对无穷大系统说明发电机无功与系统电压之间的关系，如图2所示。图2单机对无穷大系统示意图Fig.2Schematicdiagramofasinglemachinetoinfinitesizesystem图中，E为发电机机端电势，V为系统电压，X为发电机与系统的联系电抗。cossinEVPVIθδX(1)2sincosVEVQVIXX-(2)将式(1)代入式(2)，可得式(3)。222EVVQPXX--(3)当电源机端电势固定时，Q与V的函数是向下开口抛物线，如图3所示。任一时刻电源发出的无功功率与负荷消耗及网损无功功率之和抵消。图中电源无功功率曲线1与负荷无功功率曲线1相交于a点，系统运行电压为Va的两条曲线交点a确定了系统电压，电源无功与负荷无功达到平衡。图3电源无功曲线与负荷无功曲线Fig.3Powerreactivepowercurveandloadreactivepowercurve交流短路故障后，直流换相失败及感应电动机电流增大，需要系统提供的暂态无功功率增加，若电源发出无功功率不变，电源无功功率曲线1与负荷无功功率曲线2相交于点b，系统运行电压降低至Vb。此时，若要保持系统电压不变，则需增加电源发出的无功功率，使得电源无功功率特性变为曲线2，与负荷无功曲线2相交于c点，c点电压与a点电压一致，恢复至故障前电压。直流馈入能力与受端交流电网的电压稳定支撑性密切关联[21]。直流馈入后若替代受端常规电源开机容量，将导致受端电网产生“空心化”趋势，无功支撑减少，式(3)中的发电机机端电势E和系统电压V的恢复能力降低，进而降低受端电网的暂态电压稳定特性。本文以?
决于无功功率平衡，发电机是最重要的无功支撑，以单机对无穷大系统说明发电机无功与系统电压之间的关系，如图2所示。图2单机对无穷大系统示意图Fig.2Schematicdiagramofasinglemachinetoinfinitesizesystem图中，E为发电机机端电势，V为系统电压，X为发电机与系统的联系电抗。cossinEVPVIθδX(1)2sincosVEVQVIXX-(2)将式(1)代入式(2)，可得式(3)。222EVVQPXX--(3)当电源机端电势固定时，Q与V的函数是向下开口抛物线，如图3所示。任一时刻电源发出的无功功率与负荷消耗及网损无功功率之和抵消。图中电源无功功率曲线1与负荷无功功率曲线1相交于a点，系统运行电压为Va的两条曲线交点a确定了系统电压，电源无功与负荷无功达到平衡。图3电源无功曲线与负荷无功曲线Fig.3Powerreactivepowercurveandloadreactivepowercurve交流短路故障后，直流换相失败及感应电动机电流增大，需要系统提供的暂态无功功率增加，若电源发出无功功率不变，电源无功功率曲线1与负荷无功功率曲线2相交于点b，系统运行电压降低至Vb。此时，若要保持系统电压不变，则需增加电源发出的无功功率，使得电源无功功率特性变为曲线2，与负荷无功曲线2相交于c点，c点电压与a点电压一致，恢复至故障前电压。直流馈入能力与受端交流电网的电压稳定支撑性密切关联[21]。直流馈入后若替代受端常规电源开机容量，将导致受端电网产生“空心化”趋势，无功支撑减少，式(3)中的发电机机端电势E和系统电压V的恢复能力降低，进而降低受端电网的暂态电压稳定特性。本文以河南电网为例进行说明。河南电网火电机组装机容量占
【参考文献】：
期刊论文
[1]特高压直流运行风险评估技术研究及应用[J]. 冯长有,姚伟锋,江叶峰,吕颖,马超. 智慧电力. 2020(07)
[2]柔性直流接入对弱受端电网恢复特性的影响及优化措施[J]. 吕思卓,舒展,宋新甫,杨志国,张增强,郑超. 电力工程技术. 2020(01)
[3]同步调相机对受端省级电网运行影响及控制策略研究[J]. 赵静波,孟侠,朱鑫要. 电力系统保护与控制. 2019(20)
[4]特高压直流馈入湖南电网的暂态电压稳定分析[J]. 邱威,贺静波,于钊,徐遐龄,杨丹,刘娜. 电力自动化设备. 2019(10)
[5]交直流混联配电网换流变压器零序保护优化配置[J]. 武利会,黄辉,范心明,李新,董镝,宋安琪. 供用电. 2019(10)
[6]混合直流输电系统送端交流暂态电压特性研究[J]. 索之闻,陈启超,李晖,王菲. 电力系统保护与控制. 2019(17)
[7]基于新型交直流协调控制抑制电力系统低频振荡的仿真试验[J]. 习工伟,胡涛,朱艺颖,沈琳,屠竞哲. 电网与清洁能源. 2019(04)
[8]含柔性直流输电系统的电网安全稳定特性和控制策略研究[J]. 朱益华,郭琦,李威,常东旭,王玉. 电网与清洁能源. 2018(12)
[9]高受电比例受端电网的输电网网架结构优化技术研究[J]. 蔡晖,万振东,孙文涛,张文嘉,祁万春,黄俊辉,谢珍建. 电网与清洁能源. 2018(12)
[10]全球能源互联网标准体系优先领域研究[J]. 张晶,刘晓巍,张松涛,王伟,沈珮,张洁,李彬,祁兵,代攀. 供用电. 2018(08)
本文编号：3583181
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