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2017-03-16 08:13李兴源,甄威
四川电力技术 2017年1期
关键词:偏磁交直流特高压

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以特高压交直流输电系统为骨干网架的国内能源互联网正逐步形成。特高压输电在带来巨大经济、社会、环境效益的同时,也给电网运行带来新的挑战。其中,电压等级的提高对一次设备性能提出更高要求;交直流混联、大量快速响应电力电子设备的应用使机电暂态、电磁暂态与受控调节交织,使电网行为以及用于描述这些行为的电网建模和分析计算更加复杂;送端大规模新能源接入后,一方面使电网在稳定性及承载能力上面临新的问题,另一方面也促使电力市场做出相应改革以保证对新能源发电的消纳能力;运行经验表明,特高压直流输电系统在控制保护配置方面存在一定改进空间。

四川大学 李兴源教授/博导

国网四川省电力公司电力科学研究院 甄威 教授级高级工程师

为深入分析特高压交直流电网面临的问题与挑战,探讨电网仿真建模方法和解决问题的技术,促进同行交流,受《四川电力技术》编辑部邀请组织了本期“特高压专刊”。

本专刊共收录文章19篇,主要研究领域包括特高压电网分析与控制、特高压一次设备运行与绝缘、特高压保护技术以及现场经验与工程应用。

1) 特高压电网分析与控制

穆清、张星等分析了基于静态链接的融合仿真和动态链接的融合仿真的特点,并研究了复杂直流输电控制保护系统与ADPSS融合仿真的同步机制。算例表明复杂直流输电控制保护系统与ADPSS融合仿真后,其仿真结果与现场实际行为基本吻合,仿真速度优于详细逻辑模型。刘挺坚、苟竞等提出了基于支路能量时空特征的暂态稳定分析方法,从扰动能量在系统中分布、传播和消纳的角度分析电网稳定变化趋势,算例结果与故障场景的临界切除时间基本相符。刘天宇、王渝红等分析了特高压直流受端单层接入、分层接入和分极分层接入方式的拓扑结构及其特点,提出了分极分层接入方式的控制系统结构。金子开、滕予非分析了RAML的存在对直流系统的影响,并用等面积法则对直流系统和交流系统的影响进行了解释说明,仿真结果验证了RAML对系统稳定性的影响。刘金强、卢芸等计及系统频率响应,对交直流混联系统的最大风电渗透率计算方法进行了研究,分别在大扰动和风电自身波动两种情况下对系统的频率偏移展开研究,实际风电场的数据验证了所提计算方法的有效性。梁晓斌、魏巍等介绍了基于场路耦合建模思路的直流偏磁仿真计算方法,基于该方法建立的模型可以预判直流输电单极检修、单极闭锁、双极不对称运行等多种大地回路运行方式下直流偏磁风险。刘磊、林圣等针对PSCAD/EMTDC软件自带的换流器元件全封装导致仿真灵活性降低的问题,搭建了较详细的换流器触发控制模型,以多个自定义元件为基础,实现了目前工程广泛采用的等相位间隔触发控制。陶宇轩、胥威汀等提出了一种激励可再生能源消纳的特高压输电电价形成方法,该方法充分考虑了可再生能源的跨区交易问题,对基于特高压的跨区交易市场构建有一定参考价值。刘佳钰基于理论分析和公式推导,得到普提变电站功率测量装置存在的缺陷,并提出修正方法。

2) 特高压一次设备运行与绝缘

吴庆华、刘文勋等对±800 kV特高压直流线路上绕耐张塔进行研究,研究中综合考虑塔型结构、跳线串型、跳线型式、空气间隙及地线起晕场强等因素,并对其经济效益和社会效益进行分析,为后续±800 kV特高压直流线路的耐张塔设计提供了参考。刘守豹、张星海等以宾金直流2016年8月2日雷击故障为契机,开展了考虑电晕损耗的特高压直流线路雷击特性分析,研究结论对开展特高压直流线路防雷工作具有参考意义。刘隆晨、张星海等研究了正向电流幅值、换向电流变化率等参数对特高压换流阀用晶闸管反向恢复特性的影响,研究成果为换流阀晶闸管级单元现场检测试验提供了理论依据。蒋伟、兰新生等对220 kV幸福变电站主变压器噪声异常情况进行分析,发现该主变压器噪声异常的原因是德阳换流站直流接地极电流导致其发生直流偏磁现象,并提出了变压器直流偏磁的防护建议。

3) 特高压保护技术

焦在滨、姜振超在调研国内外相关文献的基础上,从多端直流系统故障分析、保护和故障隔离三方面,介绍了目前国内外的研究进展、存在的问题,并提出后续研究方向的意见。李小鹏、高杉等从线路保护的角度出发,提出了基于小波能量相对熵的单端保护算法,并进行了仿真验证。张纯、滕予非指出了目前接地极线路保护存在的缺陷,并从保护策略和故障隔离两方面提出了改进意见。刘俊杰、李琨等针对接地极线路保护存在的问题,提出了保护配置方案优化建议。汤会増、程朝磊等研究了特高压变压器调压补偿变压器配置独立差动保护的必要性。李乾、张祥等介绍了特高压直流输电保护性闭锁的分类和针对不同故障的动作策略,并以实际工程为例,分析了现有保护性闭锁动作策略的优劣,提出了改进策略。

本专刊在组稿过程中,兼顾了文章的创新性和实用性,希望本刊能对读者有所助益。

2017年1月3日于成都

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