1、2、3国网湖南省电力公司电力调度控制中心；4国网湖南省电力公司长沙供电分公司
摘要：随着现代化社会的不断发展，我国逐渐开始重视对特高压直流输电项目的研究及发展，现阶段，我国特高压直流输电项目工程已逐渐投产运行，在电力系统中的重要性日益凸显，因此本文主要以金沙江一期溪洛渡和向家坝水电站为研究背景，研究特高压直流输电对系统安全稳定性的影响，从而促进整个电网的安全及可靠性运行。
关键词：特高压直流输电；系统安全稳定；影响
1.项目概述
金沙江一期溪洛渡和向家坝水电站是我国西电东送重要建设项目之一，水电站输电系统采用3回±800kV特高压直流输电，每回输电规模为6400MW，总装机容量18.60GW，输电距离远，容量大，对我国电力资源的有效整合及应用具有重要应用意义。
随着我国电力相关操作技术水平的不断提升，现阶段金沙江一期、四川水电送出输电网架已形成直流及交流并行应用及发展局面，故而在此复杂的输电网架设置中的交流通道、交流系统等的运输安全性及稳定性相关问题已逐渐引起人们的广泛性关注并逐渐予以深入研究及探讨。
现阶段，电网规划方案中电网格局逐步形成以华北、华中及华东交流的大同步电网，而东北、西北、南方电网以直流等实现与大同步电网的分隔。本次研究中主要采用BPA程序建立交直流系统机电暂态仿真模型[1]，直流系统运行为定功率控制，在相关系统条件已知的情况下对各条件在电力网中的分布进行潮流计算，可知金沙江一期溪洛渡和向家坝水电站母线电压控制于540kV以上，确保电力系统的稳定运行。
特高压直流输电较超高压直流输电其运行的电压等级及输电功率均较大，因此若特高压直流输电在运行过程中产生一定的安全性问题造成系统故障，则会对电网的安全性及可靠性运行造成严重的不良影响，因此相关人员对特高压直流输电在系统安全性中的具体影响分析研究以及其对电网的安全及可靠性运行影响等均具有非常重要的研究意义。
2.互联系统稳定分析
2.1直流单极闭锁时稳定性
金沙江、锦屏断面中网架电力流输电通道其交流电压为500kV，直流电压为±800kV，金沙江断面送出电力流为12600MW，锦屏断面为12000MW。在本次研究中若金沙江一期及锦屏任一特高压出现直流单极闭锁故障，但该系统具有一定的故障冲击承受能力，因此无需再进行相关措施应用便可保证其系统稳定性，系统若其交流通道在运行中出现一定的故障则直流功率可转移，变压器、线路等均在承载能力之内，则故障后，需从其他电网受电视线用电平衡的受端电网以及交流通道其电压可保证在0.95pu左右[2]。若特高压直流送出中任意两回均发生单极闭锁故障，可在切除相关机组后可保证其系统的相应稳定性。
2.2直流双极闭锁时稳定性
向家坝及南汇直流双极闭锁故障时，华东电网瞬时电力损失可达5900MW，故为保持电力需在故障后0.2s切除向家坝电站4台750MW机组，金沙江部分电力通过川渝电网转移。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆系统在一定时间的不稳定性后便会逐渐趋于稳定性发展，上海南汇换流站附近变电站500kV下降约6.3%，金沙江部分电力在川渝-华东输电通道将其转送至华东，交流特高压站电压与环境具有一定相关性，输电通道其若潮流加重则会造成损耗增加造成各电压水平明显下降[3]；以断面潮流而言，金沙江一期中其运送至四川电网的电力于3回500kV交流线路实现运输，一般而言，系统有功电力增加多由于电网旋转备用增发产生，而在该系统工程程序下，各电力发电机有功出力未现改变，故可知研究中采用60%恒定功率及40%恒定阻抗模型电网负荷，金沙江一期功率转移会造成各系统电压力下降故实际电网负荷下降。
以发电机机端电压而言，在此次闭锁故障产生后，各系统电压普变呈现下降趋势，交流系统在具体运行中多会呈现无功补偿不足现象产生，以所得到的结果而言，系统平衡状态下的各发电机在发生故障前与发生故障后的机端电压差异不明显。
2.3换流站附近交流三相故障系统稳定性
整流站：正常丰水期及大方式运行，复龙换流站与四川电网、水电站三相故障发生期间，系统可无需采取任何措施便可保证其稳定性运行；逆变站附近故障：若白鹤附近现故障[4]，则上海南汇、南桥及白鹤三个换流站若同时产生换相失败操作，若对其进行故障消除后其直流功率便可达到正常换相；政平现故障且政平及苏南同时换相失败后切除故障则其直流电流会恢复。
2.4直流单极长期停运稳定性
金沙江一期直流单极长期停运，若忽略其余直流过负荷能力则交流电网转送潮流可达3150MW，根据此数据可知其交流电网转送潮流数据非常大，故此类潮流在转移过程中沿途交流电网承受能力便需适当的提升采可适应期安全转移。正常丰水期以及大方式运行中，向家坝及南汇直流单极长期停运状态下，直流单一故障中，向家坝及南汇直流一单极闭锁则需对向家坝2台机组切除才可保证系统安全及有效稳定性运行。
3.系统安全稳定敏感性分析
3.1重要节点安装静止无功补偿器
取向家坝及南汇直流研究，在主要潮流转移通道特高压站安装2800Mvar静止无功补偿器，送受端电压较低的500kV低压侧加360Mvar静止无功补偿器，后分析可知向家坝及南汇直流现双极闭锁故障，在特高压直流送电端少切1台机组便可实现对系统的稳定性维持。
系统电压水平而言，在静止无功补偿器安装后，若该直流发生与以上情况类似故障且切除4台机组后，系统在平衡基础下各高压站高压均有大幅度提升，若故障后送端切除3台机组，则在平衡后安装静止无功补偿器的电压较未安装的电压在有所提升。
3.2电网负荷特性变化
在本次研究中，其基础负荷与上述类型相同，在此基础上，华东区域3条直流若现双极闭锁故障，故全网机组旋转备用均无启用，全网电压较未修改负荷特性有所提升及恒阻抗负荷比例下降则全网实际负荷较未修改时有所上升，故全网发电机有功出力有所提升，在一定情况基础下，有时或会高于故障前有功出力，在此现象之下，需采用电网旋转备用容量[5]；故障频率偏差而言，全网频率在全网负荷量下降较送端切机量较小时有所下降，故为实现平衡，故障后全网发电机有功出力会增加；以负荷特性敏感性而言，同步电网有功功率储备相对而言具有一定的充足性，故在直流双极故障护系统旋转备用足够弥补切机后所造成的有功缺额。
结束语
综上所述，本文主要对金沙江一期及锦屏特高压直流故障模拟进行分析，对系统故障及直流单极闭锁时稳定性、特高压直流双极闭锁时系统稳定性、换流站附近交流三相故障系统稳定性、特高压直流单极长期停运系统稳定性进行分析，了解电网安全及稳定性影响因素，促进特高压直流输电系统的高效性发展。
参考文献
[1]郑超，盛灿辉，林俊杰，等. 特高压直流输电系统动态响应对受端交流电网故障恢复特性的影响[J]. 高电压技术，2013，03：555-561.
[2]叶圣永，王云玲，唐权，等. ±1100kV“疆电入川”特高压直流输电对四川电网安全稳定影响[J]. 电网技术，2013，10：2726-2731.
[3]周保荣，金小明，吴小辰，等. 特高压直流对交直流并联电网安全稳定影响[J]. 南方电网技术，2010，02：31-34.
[4]郑传材. 特高压直流运行故障特性及其对受端系统影响研究[D].华南理工大学，2010.
[5]杨镝. 特高压直流输电系统可靠性及其对交流系统的影响[D].上海交通大学，2011.
论文作者:李昀1,陈浩2,彭文彬3,刘希林4
论文发表刊物:《电力技术》2016年第11期
论文发表时间:2017/3/1
标签：电网论文; 金沙江论文; 故障论文; 系统论文; 特高压论文; 稳定性论文; 电压论文; 《电力技术》2016年第11期论文;