华中—华北交流同步电网简化等值建模分析

为了深入地研究华中—华北交流互联同步电网的运行机理,将华中电网与华北电网简化等值成一个7机48节点系统,该等值系统较好地保留原型系统的联络线潮流静态特性、联络线功率动态特性、大扰动冲击特性和短路电流特性。通过对该等值系统仿真分析,初步证明了仿真中发现的四川区域电网个别母线严重故障导致华中电网与华北电网间交流联络线发生解列的现象属于功角失稳范畴,基于此提出了一种实用的可提高系统稳定性的措施。     

交流互联电网中大扰动对联络线的冲击特性分析方法

针对在规模庞大的同步交流电网中,区域内大扰动不仅会对本区域电网稳定性造成冲击,而且将通过区域间联络线对其他区域电网的稳定性产生冲击,甚至会导致区域联络线功率振荡解列的现象,研究了故障后大扰动冲击各个区域电网的特性。基于联络线暂态势能变化,定义了扰动起始冲击时间和扰动冲击时间,可以定量描述大扰动冲击区域交流联络线的过程,并根据首次扰动冲击时间联络线功率偏差与暂态势能间的关系,提出了联络线脆弱性指标作为系统是否在联络线处发生解列的判据,从而建立了基于能量函数的大扰动冲击特性定量描述方法。最后,在华中—华北交流互联电网中验证了所述方法的有效性。     

基于联络线功率轨迹特征的暂态功角稳定性分析

交流跨区长距离弱联络线是电网同步稳定运行的薄弱环节,发生在局部电网中的大扰动,不仅会对本区域电网的稳定性造成冲击,而且可能会通过区域间联络线对其他区域电网的稳定性产生冲击。该文以华北—华中特高压交流互联电网为对象,研究大功率冲击扰动后长南线有功功率轨迹波动特征;并基于此特征,提出交流联络线在暂态过程中最大输电能力的估算方法;揭示功率振荡过程中的首摆电气量与互联电网暂态稳定性的关联性;在此基础上,提出利用多直流紧急功率控制改善互联电网暂态稳定性的策略。特高压互联大电网的仿真结果,验证暂稳识别判据及紧急控制策略对降低互联电网暂态失稳风险的有效性。     

宁东直流山东侧电网稳定控制措施研究

为了研究宁东直流双极故障对华北—华中电网同步安全稳定性的影响,在理论分析特高压交流试验示范工程静态稳定极限基础上,对宁东±660 kV直流工程与特高压联络线输送功率的耦合关系进行了深入分析,研究直流双极闭锁对特高压联络线潮流峰值的影响。基于实际电网算例,指出山东电网负荷模型是影响计算结果的重要因素,提出了宁东直流投运后山东电网稳定控制措施及配置实施方案,通过仿真验证了控制措施的有效性。提出了采用直流调制的方法提高华北—华中电网稳定水平。研究成果可为今后跨区电网稳定控制系统的实施提供参考。     

特高压运行对山西电网联络线潮流控制的影响

长治—南阳—荆门特高压交流试验示范工程是连接华北和华中两大电网的唯一通道,由于其输送功率大,发生在任何地方的发电和负荷有功扰动都对联络线输送功率产生影响,引起特高压联络线功率在计划值的基础上产生大范围的波动,从而引起区域控制偏差的大幅波动,对山西联络线潮流控制产生较大的影响。对特高压检修及特高压投运时的山西电网区域控制偏差的波动情况进行了详细分析,对调度运行提出了建议。     

大型互联区域电网解列后送端电网频率特性及高频切机方案

目前,我国已经形成华北—华中特高压交流联网格局,联网初期有必要研究特高压联络线解列后,2个区域电网的频率稳定性。以华中(含川渝)电网调度数据为基础,通过推导大型互联区域电网频率偏差的解析式,把握了频率变化过程中最高频率和稳态频率特性;在以上工作基础上,再通过构建华中电网的等值单机带负荷模型,研究华中电网高频切机的最佳频段、最少切机量和切机各轮次的较优比例。最终,提出了适合于华中电网的高频切机方案,并验证了其适应性。     

我国首次以交流方式实现华北、东北跨大区电网互联

2001年5月13日,华北电网、东北电网联网启动调试工作顺利完成。这是我国首次以交流方式实现跨大区电网互联,也是我国迄今为止难度最大的一项跨大区电网互联工程,采用了TBC联络线控制方式和机组快速解列装置,首次同时配置了30多套安全控制装置。华北、东北电网通过500 kV姜绥线联网运行,姜绥线自河北唐山姜家营至辽宁绥中,全长167 km。作为我国第1条跨大区电网交流联络线,姜绥线的启动调试成功将有力地推进全国联网、西电东送和电力南北互供。华东电网、华中电网已于1989年通过直流联络线实现互联。此次华北电网、东北电网以交流方式联网成功,充分表明我国已能够运用交流、直流2种方式实现跨大区电网互联。     

华北电网多区域自动发电控制与在线经济调度的研究

华北电网先后与东北电网和华中电网实现联网。为适应电网调度体制改革和大区电网联网后的频率与联络线潮流控制,对自动发电控制AGC(Automatic Generation Control)软件功能如何能够进行多区域控制进行了研究,介绍了多区域三种控制模式、控制性能标准控制策略、电网稳定控制策略。同时利用电网能量管理系统应用软件优化AGC,进一步在华北电网实现在线经济调度。     

基于IPC模糊控制的互联电网联络线潮流控制研究

为了提高互联电网问联络线负荷的稳定性,提出了一种联络线传输功率和频率协调模糊控制方案。通过调节联络线两端发电机组对两侧电网频率差进行调整,调节相间功率控制器(IPC)元件参数调整联络线传输功率,对调节参数采用模糊逻辑控制。模拟通过IPC互联的东北-华北电网,对不同控制区域进行控制仿真。结果表明,在一侧发生小扰动时,另一侧电网和联络线功率几乎不受影响,在大扰动时,两侧系统能可靠实现同步运行。     

跨大区互联电网与省级电网大扰动振荡耦合机制

华北电网与华中电网特高压交流互联后,位于华中电网西部末端且与互联通道电气距离最远的四川电网,其网内枢纽电站及其出线故障将会引发特高压通道功率大幅涌动,并成为约束南北电力互济的重要因素之一。首先分析了华北—华中特高压互联电网网架拓扑结构与转动惯量分布特征;基于所定义的广义驱动能量,揭示华中不同省级电网故障扰动后,特高压通道华中侧落点电网的注入能量差异;通过理想主导振荡模态及大电网仿真轨迹分析,指出过渡期电网固有结构所决定的振荡机群同调性和振荡耦合叠加性,是导致四川网内故障激发大区振荡首摆驱动能量和反摆制动能量显著增大,进而引发特高压通道功率大幅涌动的根本原因。基于广义驱动能量的影响因素分析,提出相应的缓解措施。该研究可提升特高压大电网动态行为机制的认知能力和大电网安全稳定运行的驾驭能力。     

华中公司:探索特高压互联电网运行规律

自今年年初华中电网通过特高压联络线与华北电网联网至今,电网一直运行平稳。华中电网有限公司电力调度中心(以下简称华中网调)副主任凌卫家说,从500千伏电网获取的规律性东西不适应了,需要重新寻找规律。     

两大区互联系统交流联络线功率波动机制与峰值计算

提出两大区互联系统交流联络线功率振荡的线性化模型。基于2阶线性系统时域分析理论和电力系统冲击功率的功率分配理论,阐明联络线功率波动的机制,证明由功率扰动引起两大区电网交流联络线功率波动峰值的大小取决于两大区电网的惯性常数比和区域振荡模式的阻尼比。提出功率缺额后联络线功率波动峰值以及功率转移比的计算方法。通过华北—华中互联系统特高压联络线的实测数据验证提出的模型、机制和算法的正确性和有效性。研究结论有助于掌握两大区互联电力系统联络线功率波动的动态特性,为互联电力系统运行方式的安排和控制措施的确定提供依据。     

基于联络线功率波动理论的华北—华中特高压交直流联网系统安全稳定控制策略

受华北—华中特高压交流通道静态稳定极限限制,天山—中州(天中)特高压直流和长治—南阳(长南)特高压交流通道输电能力存在耦合关系,成为制约该交直流混联电网稳定水平的关键因素。基于联络线功率波动理论,研究并量化了同步电网系统惯量、负荷特性、交流线路初始输送功率、直流落点近区开机方式等相关因素对华北—华中特高压交流通道潮流转移特性的影响;根据特高压交直流耦合关系,提出了一种交直流协调控制策略,以应对同类系统中受耦合关系制约的稳定问题。针对华北—华中电网实际数据,采用PSD-BPA电力系统仿真软件计算验证了该策略的有效性。     

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跨区多条直流连续多次、同时换相失败冲击及抑制措施

为适应跨区特高压互联大电网的发展,深度理解特高压复奉、锦苏、宾金直流对华北-华中-西南链式交流同步电网的影响,从跨区多条直流连续多次、同时换相失败的机理入手,研究导致特高压复奉、锦苏、宾金直流连续多次、同时换相失败的华东电网故障,以及对华北-华中-西南链式交流同步电网产生的冲击,并找出了减小影响的有效措施:延长华东线路重合闸间隔时间、配置安控切机措施、及根据四川南部、重庆开机容量,合理规定华北-华中-西南链式交流同步电网跨区联络线的稳定限额。     

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振荡中心联络线大扰动轨迹特征及紧急控制策略

交流跨区长距离弱联络线是电网同步稳定运行的薄弱环节。以华北—华中特高压交流互联电网为对象,研究大扰动冲击后系统振荡中心落于长治—南阳特高压交流联络线时,主要电气量受扰轨迹特征;揭示互联电网稳定裕度较小时,联络线有功功率轨迹出现"双峰"波动机理;识别峰值时刻对应的跨区互联电网同步稳定裕度及各电气量综合特征;在此基础上,定义紧急功率控制启动判据以及退出判据;提出利用多直流紧急功率控制改善互联电网稳定性的策略。特高压互联大电网的仿真结果,验证了控制判据及策略对降低互联电网解列风险的有效性。