华北电网规划几个问题的思考

针对华北电网规划中遇到的受端电网电源支撑、送端电源合理分组和特高压电网对华北电网的影响及对策等问题进行了分析,提出了相应的建议。     

吉林省风电通过特高压直流外送的方式方法研究

从吉林省电源结构、系统调峰、无功及安全稳定等方面,分析了制约吉林省风电大规模开发的主要因素,综合考虑风能资源开发规划、结合地区电网风电消纳能力,计算分析东北电网和吉林省风电消纳能力,提出吉林省风电采用特高压外送华北、华东电网消纳的方案,并对外送方式、送端电源组织、送受端落点进行分析,提出需要寻找合适的省外和区域外消纳方式,建议东北实行统一调度.     

华北—华中—华东特高压同步电网构建和安全性分析

总结了国内外电网的发展趋势和经验。结合中国电源和负荷的分布特点,提出了中国同步电网受端规模、电压等级、输电方式和华北—华中—华东特高压(ultra high voltage,UHV)同步电网的安全构建原则。分析了大规模同步电网的安全稳定特性和大电网停电机制,论证了规划中的华北—华中—华东特高压同步电网的安全性。     

送端电网规划研究

送端电网在向受端电网输送大功率电量的同时,还要向本地区电网提供电力支持满足地区用电需求,因此送端电网的结构对系统的稳定性影响甚大。指出应从电源接入系统的电压等级以及电源接入系统的母线接线方式这两个方面考虑电源接入系统的方式;论述了送端电网的互联问题,指出送端电网不宜互联紧密;讨论了送端电网与受端电网的连接问题,指出应缩小送端电网和送端电网的电气距离,并同时在高一级的电网规划中考虑低一级电网的规划,提高电网的输送能力。     

送端电网规划研究

送端电网在向受端电网输送大功率电量的同时,还要向本地区电网提供电力支持满足地区用电需求,因此送端电网的结构对系统的稳定性影响甚大.指出应从电源接入系统的电压等级以及电源接入系统的母线接线方式这两个方面考虑电源接入系统的方式;论述了送端电网的互联问题,指出送端电网不宜互联紧密;讨论了送端电网与受端电网的连接问题,指出应缩小送端电网和送端电网的电气距离,并同时在高一级的电网规划中考虑低一级电网的规划,提高电网的输送能力.     

国网“十三五”规划电网面临的安全稳定问题及对策

中国能源资源与生产力逆向分布,能源基地距离负荷中心1 000~4 000 km,必须实施能源大范围优化配置,才能保障能源供应。“十三五”期间,特高压步入加速发展的快车道,国家电网（不含南网）将形成“三送端（西北、东北、西南）、一受端（华北—华中—华东）”的规划电网格局,将出现交直流并列运行、多直流集中馈入受端等特征。直流输送容量的提升和大容量特高压变压器的应用使电网安全稳定性面临新的挑战,多回直流集中送电“三华”负荷中心也对送端电网的频率稳定水平提出了更高的要求。依托国家电网仿真中心,从短路电流、静态安全性、暂态稳定性、动态稳定性、电压稳定性等方面进行安全校核,结果表明,通过构建“强交强直”电网格局、采用交直流协调控制策略、适时解开1 000/500 kV电磁环网等对策,可有效解决国网“十三五”规划电网面临的主要安全稳定问题。     

首个“十三五”电网规划发布拉动电力装备市场新格局

国家能源局日前发布《南方电网发展规划（2013-2020年）》（以下简称《规划》），这是国内首个“十三五”电网规划，明确南网发展以直流为主的西电东送技术路线，形成适应区域发展、送受端结构清晰、定位明确的同步电网主网架格局。     

北通道“西电东送”规划研究概况

“西电东送”北通道包括受端“京津唐”、“河北南网”和“山东电网”,送端“山西煤电”、“蒙西煤电”、“陕北煤电”、“宁夏煤电”和黄河上游“甘宁青”水电以及相应输变电设施等。文章在研究受端电网1991～2000 年用电量、负荷及其增长率的基础上,预测了受端各电网2005 ,2010 ,2015 年用电量、负荷,分析了受端各地区煤炭资源和水资源,提出除维护系统稳定、保持一定比例需要新建电源外,电力缺口原则上由外送解决。送端山西、蒙西、陕北、宁夏煤炭资源丰富,规划建厂水源已解决,黄河上游“甘宁青”水电资源丰沛,现只开发29 % ,开发潜力很大。因此,开发“西电东送”北通道意义重大。     

新能源基地经LCC-HVDC送出系统振荡机理分析与抑制策略(一):计及受端影响的阻抗建模EI北大核心CSCD

新能源基地经电网换相换流器型高压直流(line commutated converter-based high voltage direct current,LCC-HVDC)送出系统次/超同步振荡风险严重制约系统安全运行。阻抗模型逐渐成为大规模新能源并网振荡问题分析和解决的有效方法。现有LCC-HVDC阻抗建模将受端换流站等效为理想电压源,未考虑受端换流站和受端电网强度等因素。该文首先建立计及受端换流站及受端电网强度的LCC-HVDC阻抗解析模型,分析换流站交流侧与直流侧间、送端换流站与受端换流站间的阻抗耦合关系。然后,基于送受端耦合小信号模型,揭示受端电网强度、受端换流站锁相环与直流电压环控制、送端换流站直流电流环控制对LCC-HVDC送端交流端口阻抗特性的影响机理。最后,基于新能源发电和LCC-HVDC输电控制保护装置,构建新能源基地经LCC-HVDC送出系统全电磁暂态实时仿真平台,开展系统振荡阻抗分析与时域仿真,验证LCC-HVDC受端对送端系统振荡特性的影响。     

关于建设坚强广东电网的若干建议

广东电网是世界上最大的交直流互联电网的受端电网.文章结合广东电网的发展特点,对如何建设西电东送坚强的受端电网、提高供电可靠性提出了若干建议.广东电网应加强电源建设、优化电源布局和结构;积极推进外环网建设、优化环网结构;重视无功规划和建设;合理选择外区送电方式、落点及接入方案;实施分区供电;加大新技术研究和推广应用的力度;加强运行管理,重视电网运行状态分析及事故预想研究;积极开展电力系统统一规划和科学研究.     

大容量风电场柔直并网系统的送/受端次同步振荡分析与抑制

电力系统中风电渗透率不断升高,系统送/受端次同步振荡受到送端风电控制系统参数、送端风电场风速、受端发电机出力及交流线路长度等因素影响。为了通过抑制风电出力不确定性来降低以上因素导致系统出现送/受端次同步振荡的可能性,建立了大容量风电柔直送出、受端含常规机组的试验系统模型。基于特征值分析法对系统送/受端的振荡机理进行了分析,并对次同步振荡的产生原因和影响因素进行分析。最后,依托静止同步补偿器建立了基于H∞理论的鲁棒控制器用以抑制系统次同步振荡,并在DIgSILENT/PowerFactory仿真平台上搭建算例系统,仿真验证了无论风速为何值时所设计的控制器对送/受端次同步振荡均有较好的抑制效果。     

中蒙直流输电工程送端孤岛频率控制问题

蒙古煤电资源通过中蒙直流输电工程直接送往我国华北电网京津唐负荷中心地区,直流输电系统送端采用"孤岛"运行方式。针对直流系统故障、受端地区交流系统故障后出现的送端频率快速上升问题,研究了利用安全稳定控制系统、机组高周切机保护、直流频率控制解决送端系统频率问题的有效性,并提出上述措施间协调配合的控制方案。仿真分析表明,利用综合控制手段能够较好地解决送端系统频率稳定问题,提高系统的稳定性。     

混合直流输电系统送端交流暂态电压特性研究

对于大规模新能源特高压直流外送系统,受端电网故障可能导致送端电网电压剧烈变化,严重威胁送端电网的安全稳定运行,因此送端电网暂态电压是直流输电系统适应性的重要考虑因素。混合直流输电结合了常规直流和柔性直流的优势。针对大规模新能源混合直流外送应用场景,首先介绍了两端混合直流输电系统典型拓扑,建立了相应数学模型,阐述了基本控制结构。然后分析了当受端交流电网发生短路故障,采用不同直流输电拓扑方案时送端电网的交流暂态电压特性。最后在PSCAD/EMTDC搭建了不同混合直流输电系统仿真模型,验证了上述分析的有效性。     

考虑受端电压水平的异步互联紧急控制协调策略研究

当送端电网仅通过多条高压/特高压常规直流或柔性直流线路与受端电网相连构成异步互联电网时,若大容量直流发生闭锁,将引发送端及受端系统的频率及电压问题。本文针对异步联网后的多直流孤岛系统,基于直流系统的快速性及可控性,提出一种针对直流闭锁故障紧急状态下功率支援的协调控制策略。首先,通过综合考虑交流电网强弱、潮流转移的影响,提出了考虑受端电压水平的有功功率分配算法。其次,通过对直流功率提升/回降、FLC、稳控切机以及分轮次切机等不同控制措施的协调配合,提出了一套多直流孤岛系统协调控制策略。最后构建了一套协调控制系统并通过南方电网2016年夏大方式下的RTDS仿真模型验证了此系统的有效性。     

LCC-MMC型混合直流送端交流系统故障时直流电流的暂态过程解析

电网换相换流器和模块化多电平换流器(LCC-MMC)型混合直流输电解决了传统直流受端的换相失败问题,目前葛洲坝—上海直流系统正在进行受端柔性直流化改造的方案论证,而焦点在于送端交流系统故障引起直流电流快速下降的故障穿越问题。为此,首先根据送端交流系统故障时的系统等值电路得到其拉氏运算电路,基于回路电流法通过拉氏反变换求得直流电流的暂态过程,并分析了暂态电流的衰减分量及振荡分量。在PSCAD/EMTDC仿真平台上建立了葛洲坝—上海直流的电磁暂态仿真模型,仿真结果验证了分析的正确性。进一步地,忽略暂态电流的振荡分量,得到了直流电流及其过零时间的近似解析表达式。最后,利用解析表达式分析了交流电压跌落程度、平波电抗器和控制策略对直流电流过零时间的影响。所提方法可为LCC-MMC型混合直流输电的送端交流系统保护定值整定及平波电抗器参数的选取提供依据。     

基于合作博弈的送端电磁环网解环量化评估方法

电力系统电磁环网的解合环具有两面性,对于送端系统,解环能够降低短路电流,但同时系统的稳定裕度可能降低。因此,对送端电磁环网解环的评估是值得研究的问题,需研究建立送端电磁环网解合环评估指标体系,研究判断电磁环网解环方法。判断是否解环需要指标进行分析。文中针对送端电磁环网的特点,建立送端电磁环网解合环评估指标体系,利用合作博弈对指标进行博弈,得出指标的权重,提出一种基于合作博弈的方法对指标赋权,得出电磁环网解合环优劣的综合判据,通过对承德外送通道电磁环网的实例分析,验证了该方法的有效性。     

西北四省区西电东送两端市场研究报告(摘录)

分析西北送电端和东部受电端的电力市场,指出西北电力开发的优势和劣势;提出西北电源和电网开发规划,给出西北电力东送的效益评价。     

向无源网络供电的LCC-MMC混合直流输电系统控制策略

电网换相换流器和模块化多电平换流器(LCC-MMC)混合直流输电系统兼顾了两种换流器的技术优势和经济优势,具有较好的应用前景。无源网络装设容性滤波装置能够起到平滑交流电压波形、提供电压支撑等作用。首先通过理论推导,建立了含容性滤波装置的模块化多电平换流器数学模型,基于dq理论,提出了模块化多电平换流器的无源解耦控制策略。针对送端电网换相换流器侧交流故障可能导致的功率中断等问题,从电网换相换流器和模块化多电平换流器的控制机理出发,分析了故障阶段及故障后的系统响应特性,并进而提出了送端交流故障穿越附加控制策略。为验证上述控制策略的有效性,在PSCAD/EMTDC内建立了一个LCC-MMC混合直流输电模型。通过受端电压频率变化和送端交流故障仿真,验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

特高压直流输电系统可靠性和可用率指标研究

金沙江一期直流外送工程每个直流系统额定功率高达6 400 MW,具有主接线复杂、输电距离长、可靠性要求高的特点.在送端,向家坝和溪洛渡左、右岸3个换流站相互之间联系紧密,任何一个直流系统故障都将会对其他直流系统乃至整个送端电网产生影响.对于受端电网,特高压直流系统输送的6 400 MW是一个很大的受电功率,即使失去直流单极,也会对电网产生不小的冲击.因此,对于特高压直流系统而言,可靠性是一个不容忽视的问题.文章根据我国现有直流输电系统的运行经验和故障次数、可靠性数据的统计结果,分析我国已投入运行的高压直流输电系统故障设备及故障次数占比,并结合特高压直流输电系统的主接线形式和技术特点,分析并提出了特高压直流输电系统合理的可靠性指标.     

适用高比例新能源系统广域消纳的输电技术研究综述

针对特高压直流输送新能源存在的频率稳定、电压稳定和连锁反应等问题,本文分析研究了几种研究较多、有可能在我国纳入规划的技术的原理、应用场景和案例。从替代技术角度,提出了半波长交流输电替代特高压直流输电和构建立体电网的应用场景;分析了柔性直流利于组网的特点,提出了用于新能源接入及构建直流电网的应用场景。以单位容量年费用法比较了两类替代技术的经济性,得出了柔性直流输电技术更优的结论,研究了其经济输电范围。从辅助技术角度,分析了虚拟同步机改善新能源调频特性,并提出可应用于新能源高渗透率送受端电网的场景;分析了调相机的动态无功调节能力,并提出了可应用于新能源基地的输电系统。以四类替代技术及辅助技术的发展轨迹及我国电网发展历程、未来形态的变化,讨论、预测未来四类技术的发展趋势及其对未来电网形态的影响。