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摘要:四川电网锦苏、复奉和宾金三回特高压直流输电线路相继投产后,若任一直流工程发生双极闭锁稳控拒动故障,大量盈余功率转移将导致渝鄂输电断面失步解列装置动作,川渝电网孤立运行.由于四川电网原有高频切机方案切机量不足以及切除机组选择不当,将引发川渝电网高频问题且失去稳定.对此,针对多回特高压直流投运新形势,提出的高频切机方案配置原则包括:应避免特高压直流发生换相失败期间和线路故障再启动成功后误切机组;高频切机防控故障应限于单回直流故障;为避免过切机组,每轮次切机量不宜过大;直流闭锁引发的高频问题,应该由直流配套电源来解决等.最后,重新配置并校核了高频切机方案,研究结论已得到实际应用,切机定值已下发至机组,应用效果良好.
引言:
四川省地处中国西南地区,可开发的水利资源蕴藏丰富,已投产的三回特高压直流锦屏—苏州(简称锦苏)输送容量为7.2GW、复龙—奉贤(简称复奉)输送容量为6.4GW和宜宾—金华(简称宾金)输送容量为8GW,是国家电网公司“三交四直”特高压网架中的重要组成部分.特高压直流工程由于电压等级高、输送距离远、容量大,一旦发生换相失败、线路故障再启动、功率闭锁等故障,将对送端和受端电网稳定性造成较大影响.因此,学者们针对特高压直流馈入后受端电网的安全稳定特性和稳控措施配置,以及直流闭锁引起功率大范围转移对送端电网稳定性影响[5G9]做了深入研究,对交直流耦合下的稳定机理以及维持稳定的稳控措施均有大量研究成果.
前述直流功率闭锁后系统的稳定性及稳控措施研究属于电力系统第二道防线范畴,针对川渝电网“强直弱交”的特点,直流功率闭锁后仍需考虑稳控装置拒动的可能性,直流功率大范围转移至500kV交流线路,将引起川渝电网与华中东四省输电断面失步解列装置动作,导致川渝电网孤网运行系统频率升高,配置第三道防线的高频切机方案可使得系统恢复频率稳定.文献提出结合发电机一次调频、连锁切机、高频切机和发电机超速保护等手段来抑制系统高频问题;文献中对于发电机组超速保护定值设定与高频切机协调配合进行了优化研究;文献通过推导区域电网频率偏差的解析式,掌握了频率变化特性,提出了一种基于单机模型快速配置高频切机方案的方法;文献针对地区电网深化研究了机组间超速保护定值的协调配合.
以上文献对于高频切机配置方法及各参数协调配合原则均值得借鉴,但针对大规模直流功率闭锁引起的高频问题及其配置原则暂无详细研究.
本文基于2014年四川电网三回特高压直流满功率送出运行方式,若发生任一回直流双极闭锁稳控拒动故障,鄂渝断面失步解列动作导致川渝电网孤网运行,针对四川电网原有高频切机方案切机量不足和切除机组选择等问题,提出了适应多回特高压直流送出新形势的高频切机方案配置原则,并重新配置和校核了高频切机方案,为多回特高压直流满功率安全稳定送出提供了重要技术支撑.
1原有高频方案适应性仿真分析
1.1特高压直流投运典型运行方式
2014年夏季典型方式,特高压交流北送约5.4GW,华中电网装机容量已经达到146GW,最大
负荷达到119GW.其中,四川电网机组出力达到48.4GW,最大负荷达到21.55GW,此时三回特高压直流均为额定功率送出.重庆电网出力达到10.92GW,最大负荷达到12.12GW,川渝电网总出力达到59.32GW,总负荷达到33.68GW.四川电网三回特高压直流送出联络示意图如图1所示.
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