李 鵬， 林金嬌， 孔祥平

(國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，江蘇 南京 211103)

統(tǒng)一潮流控制器在蘇南500 kV電網(wǎng)中的應(yīng)用

李 鵬， 林金嬌， 孔祥平

(國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，江蘇 南京 211103)

針對(duì)蘇州南部500 kV電網(wǎng)供電能力提升、特高壓直流功率消納等問(wèn)題，開展了統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)在蘇南500 kV電網(wǎng)應(yīng)用的可行性研究，并給出了UPFC接入系統(tǒng)方案及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)系統(tǒng)計(jì)算確定UPFC變壓器及換流器容量。仿真計(jì)算驗(yàn)證了其對(duì)蘇州南部500 kV電網(wǎng)潮流及電壓調(diào)節(jié)作用，結(jié)果表明：蘇南電網(wǎng)冬季大負(fù)荷及錦蘇特高壓直流小方式下，能消除梅里木瀆斷面N-1過(guò)載的問(wèn)題；夏季錦蘇直流大方式下發(fā)生雙極閉鎖時(shí)，通過(guò)提升地區(qū)電網(wǎng)供電能力，減小蘇南地區(qū)切負(fù)荷量；通過(guò)UPFC無(wú)功電壓控制，提供蘇南地區(qū)電網(wǎng)電壓恢復(fù)水平，一定程度上減少了錦蘇直流發(fā)生換相失敗。并給出了UPFC主設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)的選擇依據(jù)。

統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)；換流器；串聯(lián)變壓器

隨著電網(wǎng)供電能力提升難度增加，采用新技術(shù)發(fā)揮電網(wǎng)潛能需求愈發(fā)迫切，統(tǒng)一潮流控制器(unified power flow controller，UPFC)作為功能最強(qiáng)大的靈活交流輸電裝置，通過(guò)換流器控制能夠?qū)Χ鄠€(gè)電氣參數(shù)實(shí)現(xiàn)柔性控制，可以快速、靈活的調(diào)節(jié)電網(wǎng)的潮流分布，為破解廊道資源緊張等難題提供了重要解決手段[1,2]。

針對(duì)220 kV南京電網(wǎng)潮流缺乏靈活有效控制手段的問(wèn)題，江蘇省電力公司研制了國(guó)內(nèi)外首套基于MMC技術(shù)的UPFC成套設(shè)備，并在南京220 kV西環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用[3]。工程于2015年12月投入運(yùn)行，多次將西環(huán)網(wǎng)關(guān)鍵斷面潮流控制在穩(wěn)定限額以下，為南京電網(wǎng)供電能力提升發(fā)揮了重要作用。結(jié)合蘇州南部500 kV電網(wǎng)供電能力提升、特高壓直流功率消納等問(wèn)題，江蘇省電力公司開展了UPFC在蘇南500 kV電網(wǎng)中應(yīng)用的可行性分析，在借鑒南京220 kV UPFC示范工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上制定了蘇南500 kV UPFC工程技術(shù)方案，對(duì)500 kV UPFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)備參數(shù)、容量確定及作用等進(jìn)行分析。

1 蘇南電網(wǎng)基本情況

1.1 蘇南電網(wǎng)情況

蘇州電網(wǎng)是江蘇電網(wǎng)重要的負(fù)荷中心，2015年蘇州全市全社會(huì)最大負(fù)荷22 230 MW。蘇州南部電網(wǎng)是蘇州電網(wǎng)的重要組成部分，其負(fù)荷約占蘇州電網(wǎng)的45%，供電范圍包括蘇州市區(qū)及吳江地區(qū)，主要電源為錦蘇特高壓直流，并通過(guò)梅里—木瀆、華能蘇州—(石牌)—車坊及石牌—玉山—車坊3個(gè)500 kV輸電通道受電。

1.2 工程必要性

特高壓錦蘇直流對(duì)蘇州南部電網(wǎng)提供了有效的電力支撐, 但由于該電源為水電直流，受季節(jié)性影響，冬季枯水期送電大幅減少(僅20%左右)。冬季錦蘇直流小方式下蘇州南部電網(wǎng)500 kV交流受電通道潮流分布不均，梅里—木瀆雙回線潮流較重，限制了該地區(qū)電網(wǎng)的供電能力。另外，蘇州南部500 kV電網(wǎng)負(fù)荷總量大，常規(guī)電源少，單一容量最大的電源錦蘇直流不能向該地區(qū)提供無(wú)功支撐，動(dòng)態(tài)無(wú)功電壓支撐能力不足。

針對(duì)蘇州南部電網(wǎng)存在問(wèn)題，可考慮線路增容或新建線路等常規(guī)方案來(lái)解決，但投資巨大，且建設(shè)難度極大。借鑒南京220 kV UPFC示范工程的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)分析計(jì)算，在蘇州南部500 kV電網(wǎng)安裝UPFC可有效消除近期及遠(yuǎn)景冬季特高壓直流小方式下的電力受進(jìn)通道的過(guò)載問(wèn)題，并為蘇南地區(qū)提供動(dòng)態(tài)無(wú)功電壓支撐。加裝UPFC方案與傳統(tǒng)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較詳見表1。

表1 方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較表

2 蘇南500 kV UPFC接入系統(tǒng)方案

2.1 UPFC接入電網(wǎng)方案

為解決蘇州南部電網(wǎng)直流小方式下梅里—木瀆雙線的N-1過(guò)載問(wèn)題，保證充分消納錦蘇直流輸送功率，提升蘇南地區(qū)電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)無(wú)功/電壓支撐能力，選擇在緊鄰500 kV木瀆變裝設(shè)UPFC裝置，將梅里—木瀆雙線改接至UPFC，實(shí)現(xiàn)UPFC對(duì)木瀆—梅里雙線的潮流控制功能，如圖1所示。

圖1 蘇南UPFC接入方案

UPFC串聯(lián)變壓器線路側(cè)接入500 kV梅里—木瀆雙回線路中。串聯(lián)變兩端與500 kV梅里線路(一進(jìn)一出)形成4回接線單元，分別設(shè)置進(jìn)線斷路器和旁路斷路器。并聯(lián)變壓器線路側(cè)采用并聯(lián)接線方式接入木瀆500 kV開關(guān)場(chǎng)內(nèi)，采用變壓器-線路單元接線，并設(shè)置獨(dú)立斷路器。因此，UPFC站500 kV部分交流進(jìn)線2回(梅里側(cè))、交流出線3回(木瀆側(cè))，串聯(lián)變進(jìn)線4回，并聯(lián)變進(jìn)線1回，共10個(gè)進(jìn)出線單元，配置5臺(tái)斷路器，如圖2所示。

圖2 500 kV側(cè)接線

2.2 UPFC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

蘇南500 kVUPFC工程系統(tǒng)方案原理如圖3所示，串、并聯(lián)側(cè)3個(gè)換流器采用背靠背連接方式，串聯(lián)側(cè)2個(gè)換流器通過(guò)2個(gè)串聯(lián)變壓器接入木瀆—梅里500 kV雙回線路。并聯(lián)側(cè)1個(gè)換流器通過(guò)起動(dòng)電阻接至并聯(lián)變壓器，再接入木瀆變500 kV交流場(chǎng)。串聯(lián)變壓器閥側(cè)和系統(tǒng)側(cè)各配置1臺(tái)旁路斷路器，并在系統(tǒng)側(cè)配置1臺(tái)連接斷路器，網(wǎng)側(cè)和閥側(cè)旁路開關(guān)均斷開時(shí)，串聯(lián)變壓器串入線路，UPFC投入運(yùn)行；并聯(lián)變壓器通過(guò)專用斷路器接入木瀆變500 kV預(yù)留間隔。

圖3 UPFC系統(tǒng)方案原理

3 蘇南UPFC的容量及作用

3.1 容量選擇計(jì)算

3.1.1 系統(tǒng)情況

2015年，蘇州南部電網(wǎng)最大負(fù)荷10 270 MW?！笆の濉逼陂g，蘇州南部地區(qū)負(fù)荷仍將平穩(wěn)增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)蘇州南部電網(wǎng)2018年最大負(fù)荷將達(dá)到12 710 MW，夏季高峰負(fù)荷運(yùn)行方式下錦蘇直流豐水期送電6700 MW時(shí)，蘇州南部500 kV電網(wǎng)需要受進(jìn)電力2980 MW；冬季高峰負(fù)荷運(yùn)行方式下錦蘇直流枯水期送電1340 MW時(shí)，蘇州南部500 kV電網(wǎng)需要受進(jìn)電力7160 MW。預(yù)計(jì)蘇州南部電網(wǎng)2020年最大負(fù)荷預(yù)計(jì)將達(dá)到13 500 MW。

考慮到蘇州南部電網(wǎng)在直流小方式下梅里—木瀆線路的N-1過(guò)載問(wèn)題，通過(guò)UPFC控制能夠?qū)⒚防铩緸^通道的潮流轉(zhuǎn)移至裕度較大相鄰?fù)ǖ?，從而避免了N-1后另一回線潮流越限，從而提高該地區(qū)的供電能力。

3.1.2 容量計(jì)算

UPFC串聯(lián)變壓器容量選取原則為：滿足潮流控制需求時(shí)，網(wǎng)側(cè)繞組注入線路的最大電壓UT_max與閥側(cè)繞組折算至線路側(cè)的最大注入電壓UVL_max中的較大值，以及線路額定電流IL_N，按下式確定串聯(lián)變壓器容量SNT：

(1)

根據(jù)系統(tǒng)對(duì)UPFC調(diào)節(jié)潮流的需求，可以計(jì)算出串聯(lián)變壓器網(wǎng)側(cè)繞組注入線路的最大電壓UT_max；而串聯(lián)變壓器閥側(cè)最大電壓則與其漏抗大小有關(guān)，在計(jì)算串聯(lián)變壓器閥側(cè)折算至線路側(cè)的最大注入電壓UVL_max時(shí)，需要先估算一個(gè)串聯(lián)變壓器漏抗值，根據(jù)南京UPFC工程的經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮流經(jīng)串聯(lián)變壓器的短路電流限制需求及換流器容量選擇需求(改變線路有功功率時(shí)，換流器與線路交換的主要是無(wú)功功率，串變的漏抗越大，對(duì)換流器提升線路功率能力的影響越大)，串聯(lián)變壓器的漏抗取為0.2 p.u.。

UPFC串聯(lián)側(cè)換流器容量選取原則為：滿足潮流控制需求時(shí)，串聯(lián)變壓器閥側(cè)折算至線路側(cè)的最大注入電壓、以及線路額定電流，按式(2)來(lái)確定串聯(lián)換流器容量SNV：

(2)

基于3.1中的潮流邊界條件，考慮串聯(lián)變壓器漏抗為0.2 p.u.，梅里—木瀆線路額定電流為4 kA，針對(duì)不同年份的各種方式，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真計(jì)算，UPFC所需的變壓器以及閥側(cè)容量計(jì)算結(jié)果詳見表2。

表2 各方式下UPFC變壓器及閥側(cè)容量

由表2結(jié)果可見，上述各方式下UPFC所需最大串聯(lián)變壓器容量約為285 MV·A，對(duì)應(yīng)最大注入線路電壓為41.1 kV，換流器最大容量約為235 MV·A，對(duì)應(yīng)最大閥側(cè)折算至線路側(cè)的電壓為33.9 kV?？紤]一定的裕度，取串聯(lián)變壓器額定容量為300 MV·A，額定電壓為43.5 kV；串聯(lián)側(cè)換流器額定容量為250 MV·A。

UPFC在改變線路有功潮流時(shí)，串聯(lián)換流器與并聯(lián)換流器之間交換的有功功率較小，當(dāng)改變線路的無(wú)功功率時(shí)，串聯(lián)換流器與并聯(lián)換流器之間交換的有功功率變化較大，經(jīng)仿真估算，2個(gè)串聯(lián)側(cè)換流器和并聯(lián)側(cè)換流器交流的功率取為180 MW，即直流功率180 MW，可以滿足系統(tǒng)控制需求。

由于并聯(lián)側(cè)換流器和2個(gè)串聯(lián)側(cè)換流器背靠背連接，3個(gè)換流器的直流電壓等級(jí)相等，為了充分發(fā)揮UPFC并聯(lián)換流器的無(wú)功補(bǔ)償能力，可將并聯(lián)側(cè)換流器的容量取為與串聯(lián)側(cè)換流器一樣，即為250 MV·A。

3.2 蘇南UPFC的作用

3.2.1 潮流控制作用

結(jié)合直流冬季小方式下的蘇州南部500 kV電網(wǎng)潮流問(wèn)題，對(duì)加裝UPFC裝置后電網(wǎng)潮流情況進(jìn)行校核，計(jì)算結(jié)果分析見表3[4-7]。

表3 各方式下UPFC提升電網(wǎng)供電能力

由計(jì)算結(jié)果可見：

(1) 2018年至2020年，考慮1000 kV泰州—蘇州特高壓GIL過(guò)江段線路未投運(yùn)，在冬季蘇州直流小方式下(20%出力)，梅里—木瀆線路發(fā)生N-1故障，另一回線路將超過(guò)其熱穩(wěn)極限。

(2) 2020年，冬季蘇州直流小方式下(20%出力)，若GIL過(guò)江線路投運(yùn)，梅里—木瀆線路發(fā)生N-1故障后，另一回線路潮流約3 020.2 MW，越限約2.38%，需要切除負(fù)荷約270 MW。

(3) 遠(yuǎn)景年飽和負(fù)荷且在冬季蘇州直流小方式下(20%出力)，梅里—木瀆線路發(fā)生N-1故障后，另一回線路潮流約3447 MW，越限約16.85%，，需要限負(fù)荷約1930 MW。

(4) 2018年夏季高峰方式，若發(fā)生蘇州直流雙極閉鎖，滿發(fā)蘇南地區(qū)所有機(jī)組后，還需限負(fù)荷2300 MW；加裝UPFC后，可減少限負(fù)荷量約1000 MW，有效降低直流雙極閉鎖后的切負(fù)荷量。

(5) 建設(shè)UPFC后，可有效消除近期及遠(yuǎn)景冬季直流小方式下，梅里—木瀆N-1故障后，另一回線路的過(guò)載問(wèn)題。

3.2.2 無(wú)功電壓分析

在特高壓直流落點(diǎn)的蘇南500 kV電網(wǎng)運(yùn)用UPFC，可同時(shí)發(fā)揮UPFC潮流控制和無(wú)功電壓支撐兩個(gè)方面的功能，有助于提高直流系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，增加電網(wǎng)供電能力及適應(yīng)性[8-11]。

UPFC投運(yùn)后，并聯(lián)側(cè)最大理論可輸出動(dòng)態(tài)無(wú)功出力范圍為-250～250 MVAr，可對(duì)系統(tǒng)提供一定的動(dòng)態(tài)無(wú)功電壓支撐。通過(guò)仿真計(jì)算可知，UPFC投運(yùn)后，若發(fā)生較嚴(yán)重故障，如梅里—木瀆線路(梅里側(cè))、玉山—車坊線路(玉山側(cè))、茅山—斗山線路(茅山側(cè))發(fā)生三永故障，通過(guò)UPFC無(wú)功支撐，可使得蘇州南部電網(wǎng)恢復(fù)電壓提高約2～3 kV。

對(duì)投產(chǎn)年木瀆變進(jìn)行調(diào)相調(diào)壓計(jì)算，結(jié)果表明：各運(yùn)行方式下，木瀆變及UPFC站500 kV母線運(yùn)行電壓在502～508 kV之間， UPFC并聯(lián)變壓器額定抽頭電壓按(505±8×1.25%) kV考慮。

4 短路電流計(jì)算

以2018年為計(jì)算年份，遠(yuǎn)景年考慮蘇州地區(qū)特高壓蘇州站2×3000 MV·A主變接入蘇州南部500 kV電網(wǎng)供電。相關(guān)變電站的500 kV母線三相短路電流計(jì)算結(jié)果見表4所示。

表4 UPFC接入前后短路電流計(jì)算結(jié)果 kA

在系統(tǒng)故障時(shí)，晶閘管旁路開關(guān)TBS會(huì)迅速閉合，串聯(lián)變壓器閥側(cè)被旁路，相當(dāng)于串聯(lián)變壓器漏抗串在線路中，有助于抑制系統(tǒng)短路電流；此時(shí)，串聯(lián)變壓器網(wǎng)側(cè)繞組會(huì)流過(guò)較大的短路電流(與線路短路電流相等)。因此，為降低串聯(lián)變壓器的制造難度，應(yīng)考慮降低串聯(lián)變壓器網(wǎng)側(cè)繞組的短路電流設(shè)計(jì)水平。綜合考慮串變短路電流限制及換流器容量選擇的需求，串變短路阻抗按20%考慮。

由計(jì)算結(jié)果可見，所有方式下500 kV母線最大短路電流為53 kA，去除木瀆—梅里對(duì)應(yīng)線路分支影響，并計(jì)及串變短路阻抗影響，經(jīng)計(jì)算串變繞組的故障電流為37 kA?？紤]到未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展，500 kV系統(tǒng)短路電流水平按63 kA考慮，全開機(jī)、全接線方式下，在木梅線木瀆側(cè)發(fā)生三相金屬性短路、短路點(diǎn)電流接近63 kA時(shí)，由線路木瀆側(cè)短路電流接近52 kA。故在串聯(lián)變壓器繞組抗短路能力選擇時(shí)，計(jì)及短路阻抗影響，經(jīng)計(jì)算流過(guò)串變繞組的故障電流約為42 kA，最終考慮計(jì)算誤差，串變繞組抗短路能力取為45 kA。

5 主設(shè)備參數(shù)選擇

5.1 換流器

根據(jù)計(jì)算，換流器容量取250 MV·A/180 MW，采用MMC結(jié)構(gòu)，IGBT采用3300 V/1500 A器件。綜合考慮IGBT額定電壓和額定電流參數(shù)，可估算出：直流系統(tǒng)電壓為±90 kV，直流電流為1000 A。

根據(jù)柔性直流和UPFC工程的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并聯(lián)側(cè)換流器的額定交流電壓的選取考慮零功率運(yùn)行時(shí)換流器輸出調(diào)制比約為0.85，由此可以計(jì)算出并聯(lián)側(cè)MMC閥側(cè)額定電壓約為93.7 kV，故并聯(lián)側(cè)MMC閥側(cè)額定電壓取為94 kV，額定交流電流為1536 A，相應(yīng)可計(jì)算出其橋臂電流的有效值約為837 A。經(jīng)核算，通過(guò)與并變分接頭配合，并聯(lián)側(cè)額定電壓取94 kV可滿足并聯(lián)MMC在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)調(diào)制比小于1。

串聯(lián)變壓器閥側(cè)額定電壓的選取除了考慮換流器正常運(yùn)行時(shí)MMC調(diào)制比不大于1，還需要考慮換流閥橋臂電流滿足額定運(yùn)行的要求，由于UPFC閥側(cè)交流電流是由線路電流經(jīng)串聯(lián)變壓器耦合過(guò)來(lái)的，因此，串聯(lián)變壓器變比的選擇決定了串聯(lián)側(cè)換流器閥側(cè)的額定電流。綜合考慮上述2個(gè)因數(shù)，經(jīng)仿真計(jì)算驗(yàn)證，串聯(lián)變壓器閥側(cè)電壓取為105 kV，對(duì)應(yīng)閥側(cè)額定電流為1.65 kA，相應(yīng)橋臂額定電流約為890 A。

根據(jù)系統(tǒng)計(jì)算，串聯(lián)的MMC容量取250 MV·A，由此計(jì)算出其額定工作電壓為87.5 kV。綜合考慮各種運(yùn)行工況，根據(jù)圖5所示UPFC串聯(lián)側(cè)等效回路可知，串聯(lián)側(cè)MMC理論上輸出電壓(內(nèi)電勢(shì)Ea)最大值計(jì)算條件為同時(shí)滿足：(1) 提升線路電流至額定電流；(2) MMC閥側(cè)電壓達(dá)到額定電壓；(3) 串聯(lián)MMC與系統(tǒng)交換全部為無(wú)功功率。其中，L0為橋臂電抗器電抗值，LT為串聯(lián)變壓器網(wǎng)側(cè)/閥側(cè)間的漏抗，k串變閥側(cè)/網(wǎng)側(cè)電壓變比。

圖5 UPFC串聯(lián)側(cè)等效回路

基于以上條件，計(jì)及橋臂電抗器(電抗值36 mH)，可計(jì)算出串聯(lián)MMC最大輸理論輸出電壓(內(nèi)電勢(shì))為103.7 kV，相量圖如圖6所示，對(duì)應(yīng)調(diào)制比為0.942?？紤]實(shí)際運(yùn)行中串聯(lián)MMC在控制線路有功潮流時(shí)，其與系統(tǒng)交換的不完全是無(wú)功功率，故實(shí)際MMC輸出的電壓會(huì)更小，因此，本工程串聯(lián)側(cè)MMC的調(diào)制比有足夠裕度。

5.2 并聯(lián)變壓器

并聯(lián)變壓器為普通三繞組500 kV變壓器，接線組別：YN0/YN/d11，高中短路阻抗按10%考慮，電壓變比為505±8×1.25%/94/36 kV，各側(cè)額定容量為300/300/100 MV·A，采用自然油循環(huán)風(fēng)冷方式。高壓繞組在中性點(diǎn)處串入調(diào)壓線圈，采用三相有載調(diào)壓分接開關(guān)實(shí)現(xiàn)高壓繞組的中性點(diǎn)調(diào)壓。

圖6 UPFC串聯(lián)側(cè)MMC最大輸出電壓時(shí)相量

5.3 串聯(lián)變壓器

串聯(lián)變壓器采用單相三繞組變壓器，網(wǎng)側(cè)/閥側(cè)容量為300/300 MV·A，網(wǎng)側(cè)/閥側(cè)短路阻抗按20%考慮，串聯(lián)變壓器帶平衡繞組，網(wǎng)側(cè)/閥側(cè)聯(lián)接組別為III/YN，額定電壓比為43.5 kV/105 kV。串聯(lián)變壓器可在承受45 kA的短路電流下運(yùn)行2 s。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合蘇州南部500 kV電網(wǎng)供電能力提升、特高壓直流功率消納等問(wèn)題，總結(jié)了UPFC在蘇南500 kV電網(wǎng)中應(yīng)用的可行性及技術(shù)方案，蘇南500 kV UPFC投運(yùn)后將具備如下作用：針對(duì)蘇南電網(wǎng)冬季大負(fù)荷方式情況，錦蘇直流小方式下，消除梅里木瀆斷面N-1過(guò)載的問(wèn)題；夏季大方式情況，錦蘇直流大方式下發(fā)生雙極閉鎖時(shí)，通過(guò)提升地區(qū)電網(wǎng)供電能力，減小蘇南地區(qū)切負(fù)荷量；通過(guò)UPFC無(wú)功電壓控制，提供蘇南地區(qū)電網(wǎng)電壓恢復(fù)水平，一定程度上減少錦蘇直流發(fā)生換相失敗。

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李 鵬

李 鵬(1982 —)，男，陜西周至人，高級(jí)工程師，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、直流控保技術(shù)等研究工作；

林金嬌(1989 —)，女，山東棲霞人，工程師，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)數(shù)字仿真及柔性直流輸電技術(shù)研究工作;

孔祥平(1988 —)，男，江西上饒人，博士，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、直流輸電及柔性輸電技術(shù)等研究工作。

Application of UPFC in the 500 kV Southern Power Grid of Suzhou

LI Peng, LIN Jinjiao, KONG Xiangping

(State Grid Jiangsu Electric Power Company Electric Power Research Institute, Nanjing 211103, China)

To enhance the power supply capacity and solve the problem for UHVDC power assumption of 500 kV power network in Suzhou, the feasibility research on the application of UPFC in 500 kV Southern Power Grid of Suzhou is carried out. Combined with the scheme of UPFC integrated and its topology structure, the capacity of UPFC is determined by system calculation and the principle for the key parameters selection of UPFC main equipment are supplied. The effect of UPFC on the power flow and voltage regulation of 500 kV power grid in southern Suzhou is verified by simulation, which indicate that under the heavy load condition of Suzhou power network in winter, the regulation of UPFC can eliminate the key section overload problem as N-1,while under the heavy load condition in summer, it can decrease the capacity of load shedding as the UHVDC bipolar blocked. The reactive power control of UPFC can provide the dynamic voltage support for power grid, which is benefit to decrease the probability and duration time of commutation failure of UHVDC.

UPFC; modular multi-level converter; series transformer

2016-10-31；

2016-11-28

國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目500 kV 統(tǒng)一潮流控制器協(xié)調(diào)控制和保護(hù)配合技術(shù)研究

TM77

A

2096-3203(2017)01-0020-05