摘要：由于我国特高压电网建设的不断增加，使得特高压电网成为我国电网的主要组成部分，同时也给电网的运行与控制方面增加了难度。因此，本文对特高压交流电网运行与控制研究方面进行了综述，主要对特高压交流电网的控制和优化、运行和发展方面以及特高压电网的功能方面进行了总结，提出一些有待探究及解决的问题。对特高压交流电网运行与控制进行了一些展望，给未来特高压交流电网的运行及控制给出了一些方向。
关键词：特高压交流电网；功率控制；输电能力；运行与控制
由于电力负荷的逐渐变大以及对输电要求的不断增加，使得特高压交流电网的发展成为电力行业发展的必然结果，同时提高特高压输电及电网是加强电网线路的主要方法。我国电网企业正在建设由特高压交流与直流一同组成的特高压电网，来解决电网所存在规模大、距离远、容量大的问题，使资源能够合理配置。
一、对特高压交流电网功率的控制和优化研究
特高压交流电网的建设、运行和控制使原来的电网结构更加的复杂，原来的输电线路安全、稳定的运行已经接近了极限。所以，从输电能力、电网运行、功率控制以及无功优化的方面对特高压交流电网的运行与控制进行了研究，这对电网的发展有着非常大的影响。
（一）特高压交流电网输电能力和运行特性的研究
交流电网的输电能力主要是在经济稳定的基础下，输电线路在一定距离上所能输送的最大功率。对于输电能力方面，很多专家学者都采取了大量的实验，进而实现了远距离、大容量输电的技术。随着科技的不断增强，借助补偿装备之间的协调合作来加大输送功率的特高压FACTS技术有待进一步研究。
（二）特高压交流电磁环网运行与控制的研究
因为输电距离及容量的不断加大，同时为了达到供电负荷的要求，使得电力系统就会形成单个或者多个电磁环网。由于特高压电网的不断发展，使电磁环网在运行过程中出现了很多问题，如系统的稳定性和系统的电压方面的问题。为达到电力系统的要求，必须对电磁环网采取解合环操作，了解电磁环网的解环原则和开环过程，制定合理的开环方法与开环之后稳定性的控制手段。对电磁环网运行当中所出现的无功环流和解合环运行方案进行研究，同时给出相应的控制方法。为了消除对电网安全性和稳定性产生影响的电磁环网，给出了一种分步的电磁环网开环方案的优化措施。
（三）特高压交流电网最优潮流的研究
电网最优潮流作为电网建设、运行、控制及稳定的前提。电网最优潮流问题是非线性规划的问题，对控制手段进行调整，为了找到约束条件之下对电网控制的最优值。电网潮流计算作为对电网稳定运行的根本计算方法，同时动态潮流在系统出现功率不平衡时的稳态潮流，就对动态潮流的求解给出了具体的思路。在传统的优化潮流上找到了对动态优化的约束，建设了动态优化潮流的结构模型和计算方法，对负荷的变化特点编制了动态的优化潮流过程。因电网的快速发展，使最优潮流问题在电网的运行与控制方面有着非常重要的作用。从交直流电网最优潮流及约束最优潮流两方面对最优潮流的应用进行了总结，对约束最优潮流的模型和计算方法进行分析。稳定约束最优潮流是电网运行与控制中最主要的研究内容，对最优潮流的算法给出了求解方法。随着电网的发展和壮大，对电网的特性、安全、稳定及经济做出了最有效的模型和计算方法，准确、快速求解最优潮流的问题需要进一步研究。
（四）特高压交流电网无功优化与控制的研究
为保持线路两边的电压，系统两边应该有充足的无功功率，无功补偿是保持电网电压稳定的主要方法，未及时补偿就会给电网带来影响，怎么迅速补偿电网中的无功负荷是现在需要解决的主要问题，应该对无功补偿的必要性和技术发展进行研究。特高压线路在轻载与重载时有不一样的特点，线路的无功损耗随着电压的输送有非常大的有功变动，并且电容效应会有非常大的充电功率，使特高压线路给变电站的无功补偿以及电压控制产生影响。
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二、特高压交流电网的稳定性与控制
随着电网的不断发展及负荷的增大，使远距离、大容量输电变得非常普遍，因此，电网的稳定、安全及可靠问题就逐渐凸显出来。大量的专家学者就对电网的稳定性做了大量的研究，并且在很多方面实现了在线安全、稳定评估和分析，并且可以对电网所具有的问题给出有效措施，指引了电网的调度决策及运行安全。虽然解决了许多问题，不过随着对特高压电网、电子原件及控制技术的应用，还有很多工作需要做，必须加强对特高压电网应用之后的控制方法的配合方面进行研究。
（一）特高压交流电网的功角稳定与控制
电网的功角稳定指的是电网的同步发电机能够同步运行的能力，还能够分成静态稳定、小干扰动态稳定、暂态稳定以及大干扰动态稳定。因电能的需求量变大以及电网的规模加大，使电网的稳定、安全问题更加凸显，如在故障时所面临的暂态功角失稳的问题，对于暂态功角失稳的问题给出了故障的电网暂态功角稳定性的判定方法，对风险评估的过程进行了分析，同时在加强电网暂态稳定性方面给出了新的思路。因为网络复杂性的同步化控制原理，做出了一些计算暂态功角稳定的切机控制策略。如今，研究基本都是对交直流混合系统的功角稳定性与控制策略上的，对特高压交流电网的功角稳定与控制还要深入研究。
（二）特高压交流电网的频率稳定性与控制
电网的频率稳定指的是电网受到有功功率干扰后，系统的频率可以保持并恢复到要求的范围中，不会出现频率崩溃的情况。电网受电能力主要受电网频率稳定性的影响，随着大受端电网的出现，大受端电网的安全、稳定方面就需更加深入的研究。
（三）特高压交流电网的电压稳定性与控制
电网的电压稳定指的是电网受到或大或小的干扰后，系统电压可以保持并恢复到要求的范围当中，不会出现电压失稳的情况发生。电网的运行及发展越来越接近极限，这对电源竞价上网机制及电网构造薄弱的方面为系统电压的安全、稳定产生了很大的影响，对电网电压安全、稳定方面的现状、原理及方法进行了研究，找出影响电压稳定的薄弱部分及区域，研究出避免系统电压失稳的解决措施及电网优化的措施。因为对干扰电压稳定性的理论及研究不完善以及对电网暂态电压失稳和功角特性具有关系，怎样讯速有效的判断电网暂态电压失稳是电网所面对的一项难题，应该对几个主要的比较严重的故障中的特高压电网干扰电压稳定性的问题进行研究，同时给出一些较为安全、稳定的控制策略。
三、总结
特高压电网凭借其独特的优势在现代电力系统中占有举足轻重的地位。特高压输电作为实现电网紧密互联和区域性新能源并网消纳的最具潜力输电方式，建设以特高压为骨干，各级电网协调发展的坚强电网是能源发展的必然选择也是未来中国电网发展的必然趋势。为了提高电网输送能力和受电能力，提高新能源并网和消纳能力，提高电网运行的安全性和经济性，在特高压电网规划、建设、运行和控制上需进一步深入研究。
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论文作者:刘兴光,唐家鑫,唐家铭,杨昕霖
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/6
标签：电网论文; 特高压论文; 稳定论文; 电压论文; 潮流论文; 稳定性论文; 最优论文; 《电力设备》2018年第36期论文;