国网山西省电力公司检修分公司 山西 太原 030032
【摘要】通过研究并分析特高压交直流电网安全稳定运行的保障技术框架，提出了特高压交直流电网保障系统的设计理念和原理，描绘了该系统的总体框架和存在的问题，并对该系统的安全运行和保障技术进行了说明，对保障特高压交直流电网安全稳定运行具有一定的参考意义。
【关键词】特高压交直流电网；安全运行；保障技术
1 引言
充分利用大电网安全稳定的已有在线防御技术是研究大规模、远距离交直流混合电网安全运行的关键，与大规模交直流、远距离混合电网特性相结合，有利于分析研究关键技术与应用功能及其存在的安全稳定问题。根据电网实际情况分布研究，从而进一步完善特高压交直流电网安全运行保障技术体系。
2 电网发展存在的问题
传统电网在线防御系统无法解决大规模、远距离特高压交直流电网存在的安全稳定问题，需要在框架体系、预警分析、采集信息、决策控制等层面予以提升。在传统的在线防御框架基础上，智能防御系统应能针对特高压交直流电网存在的问题加以解决。
2.1 短路电流水平日益增大
由于不断增加的电源装机容量和不断扩大的电网规模，电网短路电流水平也在持续上升。当短路电流水平接近甚至超过设备的允许值时，应该分别采取不一样的控制措施。需要从网络结构的改善、老旧设备的改造入手进行电网规划，制订有关厂站对短路电流的控制措施和实施方案。
2.2 尚未形成以特高压电网为核心的坚强电网
由于有限的环境承载能力和能源的缺乏，电力可持续发展的必然选择之一即是依靠特高压电网运行。在特高压试验工程投入商业运行之后，目前我国已全面开展特高压电网的建设。当前都将以特高压电网为核心来展开电网的规划、建设工作，并短时间内形成特高压电网为核心的坚强电网。
2.3 变电站站址和线路走廊的落实越来越困难
随着国家更加严格的土地和物权保护措施以及逐渐增长的城乡建设规模，高压线路走廊和变电站站址越来越难选择，电网工程的实施周期被不断拉长，且工程造价也在不断提高。所以，城市总体规划与各区域的控制规划中电网规划必不可少。需要将站址和线路通道提前预留，并对电网建设的外部环境进行改善，积极寻找电网项目与基础设施开发合作、建设模式，有助于电网建设同步协调社会经济发展。
3 优化电网结构
3.1 推进特高压电网建设
国家特高压交直流电网包括1000千伏交流特高压和±800千伏直流特高压两部分，建设特高压电网对电源集约化开发十分有利，可以避免出现电源建设大起大落的情况，在最大程度上将重复建设情况减少，将跨区资源优化配置规模大幅度提升。短路电流也因为建设特高压电网而创造了有利条件，输电通道送电能力的大幅度提升不仅可以节约廊道资源，还使电力可持续发展需求得以满足。
3.2 提高电网抗灾能力
坚持电网协调发展和电源、发电装机规模的科学规划以及备用容量的适度配置在建设电网的规划中十分重要。由于电源建设与区域电网建立需要相适应，因此实施分层分压分散接入原则，不断增强区域电网之间的联系，加强建设重要输电通道和主干网架，并提升区域相互间互帮互助的能力。电力设备的选址、选线工作需要合理规划，对设施维护相对困难地区和自然灾害较易发生区要尽力避开。以各个地区供电需求、目标规划、结构网架为基础，对200千伏及以下电网重要路线和建设重要跨越段与抢修困难段线路提出具有差异的实质性建议。
4 高压交直流协调运行策略
4.1 故障前方式预控
特高压交直流电网系统在不同的转移比条件下，可分为“稳控措施”和“稳定运行”两个区域，系统在直流、交流以较小功率水平运行时，在稳定运行区域范围内依然可以维持稳定运行，不需要采纳任何措施。所以，以静稳极限和潮流转移比为依据，并针对任意时刻系统的运行条件，可确定其稳定运行区域，在此区域内安排直流、交流功率，便可维持系统运行的稳定性。
4.2 故障后稳定控制
若以较大功率水平运行直流与交流，在稳控措施区域范围内，直流故障发生后，交流通道转移功率便会超过静稳极限，引发电网失去稳定性，则需要采取一系列安全控制措施，如多回直流功率紧急降落或切负荷等。仿真显示了此控制措施协调配合关系，如表1为直流功率紧急降落与切负荷协调配合关系，图1为直流功率紧急降落与切负荷协调配合关系曲线。
研究表明，在直流功率控制策略中，若想减少紧急降落量，则需要用切负荷来将这一部分的功率缺额填补，当直流功率的控制量不断减少时，切负荷量则在不断增加，且控制总量同时也在持续增大。与此同时，因为直功率紧急降落对比而言更具有经济性与安全性，因此直流降功率是优先考虑的方法，在直流可调功率不够时，则考虑与集中切负荷措施相配合的方式。
4.3特高压交直流稳定控制策略
以特高压交直流关系和功率波动理论为基本，提出稳定控制特高压交直流电网的策略。
1)以实际工况与潮流转移比为基准，对交直流系统的稳定运行区域进行计算。
2)若系统在稳控措施区域中运行，则可对直流评估系统进行调量。
3)将直流可调量与切负荷措施相结合，为确保稳定运行系统，采用仿真校核稳定控制措施。
4)以特高压交直流初始功率为判断依据，判断系统是否在稳定区域内运行，若系统在稳定区域内运行，则不需要采取任何措施。
5)以实际运行工况为依据，如系统惯量、交直流初始功率等，得出特高压交流通道转移比。
5 结束语
特高压输变电工程的可靠性主要依赖于输变电工程的自身因素和所位于的大气环境，它是系统安全运行的关键，直接影响工程变电能力，故障情况下还会造成严重的经济损失。不论是交流还是直流，建立一个相应可靠的模型必不可少，同时还需要建造一个可靠性指标体系，并对安全运行制度不断进行完善，对系统可靠性影响的关键元件进行分析，必要时采取有效方法提高特高压交直流电网的可靠性。
【参考文献】
[1]韩佃礼.特高压电网的可持续发展.经济技术协作信息，2008, (2) :10
[2] 赵兴勇，张秀彬.特高压输电技术在我国的实施及展望.能源技术(上海)，2007, 28 (1):52-54
[3] 李晶，李晓瑁，唐晓骏，等．哈密-郑州特高压直流投运后河南电网安全稳定及其控制策略研究[R]．北京：中国电力科学研究院，2013．
论文作者:胡多 李倩
论文发表刊物:《科技中国》2016年11期
论文发表时间:2017/1/6
标签：电网论文; 特高压论文; 交直流论文; 功率论文; 稳定论文; 系统论文; 措施论文; 《科技中国》2016年11期论文;