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五.我国怎样实现同步电网合理规模?
建议各大区电网结合将来的发展对现有分区结构进行进一步的研究,包括现有电网结构的规模,如何进一步再分区,使之更为合理,更为安全。
1.南方电网再分区已开始步入同步电网合理规模
南方电网东西距离最长(2000公里),以7回直流(2420万千瓦)和8回500kV交流(约输送800万千瓦)线路并列西电东送的输送总容量,接近受端负荷的1/3,远大於分散外接电源一般规定的10%。过去一回直流输电曾发生过双极闭锁,如再发生,输电电力转移到并联的交流回路,有可能造成电压崩溃/失稳,从而失去全部西电东送电力,将引起重大停电。要可靠解决这样的重大问题首先要从电网结构解决,光依靠远方自动切机/解列/切负荷等方法难以保证其可靠性,2006年华中电网事故中,所装设的安全自动装置都未起应有作用,可以说它们祗能作为辅助措施。
南网就是从实现同步电网合理规模来解决,规划主网分2~3区,如实现分3大区后,西电东送广东的500kV交流线路有的改为直流输电,有的等於由长距离改变为中、短距离输电,也解决交直流并列运行的不安全问题,安全重点已由[防止暂态失稳]转为[防止电压崩溃],既能保证交流系统安全,特别是保持愈来愈多的直流输电馈入广东运行安全和短路电流超标问题。
广东直流馈入又快又多,三年来已由五个增至八个逆变站密集珠三角地区,总容量达2560万千瓦,占广东负荷约28%,密集的程度居世界首位,将来还要增加。所以当前和将来的关键是等如何防止长时(绝不能超过1秒)的电压崩溃,否则有像巴西那样造成多回直流站全停的危险,结果全部直流输送功率全部转移到并联的交流500kV线路上而整个南网失稳全停。即使按将来规划南网分三大区,不再会出现交直流并列方式,但广东电网也有全停危险?因此怎样支撑直流多落点?现已成为世界、特别是中国关注的重大问题。所以关键是应用直流将广东电网再分东西两个小区,一是控制500kV电网短路电流水平,既保持足够的动态无功储备,又不超标,适应今后更多的新建发电厂投入运行。二是合理的使各直流输电分别落入不同区,任一区故障祗影响本区直流,更适应将来更多的直流馈入。三是考虑容量最大的一回直流双极闭锁停运,但同时有其他直流和区间背靠背支援,综合损失的电力不超过目前规定的旋转备用6%,不会影响正常运行。同时广东具备继电保护可靠快速切除故障的能力,特别应继续保持无功电力在各级电压网分层分区基本平衡,使各发电机运行力率接近1.0,甚至像沙角C厂和抽水机蓄能等机组在低谷时进相运行,防止长时电压崩溃,导至直流全停的危险。
2.采用直流将〈华东分四大区域电网〉合理规模的论证
从华东2015/2020年电源/负荷规划研究合理的电网结构研究,根据国网公司2012年12月和2013年5月《华东“十二五”电网发展规划》等三个报告,从2015/2020年华东各省市负荷需要和电源规划证明,将来各个省市、包括安徽省都缺电,怎样解决呢?一是继续靠远方直流输电,二是在各城镇负荷中心附近建新电源,各自作到电源/负荷基本平衡,互相之间不需要大规模输电,现有500kV电网已满足要求,根本不需要交流特高压联网。为了解决由於增设发电机组必然出现短路电流超标问题和保证更多直流馈入的安全问题,最经济有效和安全可靠的办法,还是贯彻《稳定导则》,按今后实际需要,釆用直流逐步将华东电网(隔离)异步互联分为四个分区。各区事故互不影响,更不可能同时发生失稳/电压崩溃/频率崩溃瓦解事故。将来用直流隔离分为四大〈分区〉的总投资不超过62亿元,约为华东交流特高压联网静态投资(744亿元)的十二分之一(8.3%),且长远保证今后的运行安全可靠,又经济。
3.各大区结合发展规划也建议对电网合理规模作深入研究
各大区应研究南网再分区的经验,随着电源、负荷的发展,短路电流超标,提高稳定水平-交流长距离输电改为中、短距离,适应多回直流输电馈入,将来有没有必要再分区?总之,我国六大区电网的发展趋势是增加分区,才适应合理规模,更不应建交流特高压联网,反而扩大交流网区规模,从区内装机/电网范围/自由联网方式都走上美国不安全道路;特别不同却更危险的是交流特高压比美国现有超高压更不安全,又极其浪费,可见后果更为严重。
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