王月強（國網(wǎng)浙江玉環(huán)市供電公司，浙江 玉環(huán) 317600）

直流系統(tǒng)故障對電網(wǎng)運行方面的影響研究

王月強（國網(wǎng)浙江玉環(huán)市供電公司，浙江 玉環(huán) 317600）

隨著科技的不斷進步，直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障而對電網(wǎng)運行造成影響的現(xiàn)象已經(jīng)越來越常見，尤其是直流系統(tǒng)中出現(xiàn)的換相失敗便是在電網(wǎng)運行中普遍存在的一種問題。本文針對直流系統(tǒng)故障對電網(wǎng)運行方面的影響作出研究，并從規(guī)劃建設(shè)、技術(shù)應(yīng)用以及運行控制方面對改善直流系統(tǒng)故障提出相關(guān)的建議與改良措施，以期直流系統(tǒng)可以長足健康穩(wěn)定的發(fā)展。

直流系統(tǒng)；規(guī)劃建設(shè)；技術(shù)應(yīng)用

高壓直流輸電系統(tǒng)因其具有的快速運行屬性，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電力的互相聯(lián)動，還可以保證互聯(lián)電網(wǎng)在運行過程中的穩(wěn)定性，在當(dāng)前的全國電網(wǎng)中，大部分區(qū)域都實現(xiàn)了直流電網(wǎng)，并且因其輸送功率大、功率調(diào)節(jié)性好的優(yōu)點被人們廣泛使用在生活之中。但是在直流系統(tǒng)的發(fā)展過程中，仍然存在著諸多問題，尤其在其發(fā)生故障時會對電網(wǎng)運行產(chǎn)生諸多影響，應(yīng)該引起人們的廣泛重視。

1 直流系統(tǒng)故障對電網(wǎng)運行方面的影響

目前國內(nèi)外對于直交流系統(tǒng)故障對電網(wǎng)運行的影響已經(jīng)做出一些分析研究。相關(guān)文獻中已經(jīng)指出，高壓直流輸電換相失敗會對交流線路的保護造成影響，而在對直流輸電系統(tǒng)中的靜態(tài)影響特征進行仿真分析時，對常見的故障時暫態(tài)響應(yīng)特性也有了重大的發(fā)現(xiàn)。其中，換相失敗是電網(wǎng)的一種異常運行狀態(tài)，尤其容易在手段交流系統(tǒng)較為薄弱的時候發(fā)生。換相失敗后會造成直流側(cè)的暫時性短路以及降低交流系統(tǒng)電壓的情況發(fā)生。對于其發(fā)生的原因，可以青藏直流系統(tǒng)為例進行解釋，一方面原因是因為交流系統(tǒng)受到了擾動，另一方面原因可能誤觸發(fā)了系統(tǒng)開關(guān)。由于青藏的電網(wǎng)交流系統(tǒng)與其他地區(qū)相比較為薄弱，以此極容易導(dǎo)致?lián)Q相失敗情況的發(fā)生，進而會嚴重影響供電的可靠性[1]。

2 改善直流系統(tǒng)故障的建議與措施

2.1 從規(guī)劃建設(shè)方面改善直流系統(tǒng)故障

直流系統(tǒng)因其直流的特征，而在運行過程中的輸電損耗量較小，但是其送電能力卻超過其他輸電系統(tǒng)，同時直流系統(tǒng)還具備不增加短路容量等優(yōu)點，使其進行遠距離大容量的供電成為一種可能。以上海為例，出去規(guī)劃中的直流系統(tǒng)，當(dāng)前在上海已經(jīng)有4回直流系統(tǒng)在上海運行，被稱為世界上直流落點最為密集的城市電網(wǎng)。根據(jù)以往的運行經(jīng)驗來看，雖然直流系統(tǒng)有著種種優(yōu)點，但也是因為其直流的輸電形式極容易造成交流線路發(fā)生故障，嚴重時可能會造成多回直流換相的集體失敗，造成重大影響。目前，針對于怎樣有效減小直流中產(chǎn)生的故障的方式方法還有待于研究，同時應(yīng)該對于交流電網(wǎng)與換流站的接入點進行合理布局，減小直流系統(tǒng)之間的影響，另外還應(yīng)該收到交流電網(wǎng)的堅韌度進行一定程度的提高，盡量保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。對于設(shè)備，應(yīng)該對其強化安全的管理措施，應(yīng)該全方位地為異常的設(shè)備進行收集整理，進而分析討論，搞清楚異常出現(xiàn)的原因，盡早的找到解決辦法，保證電網(wǎng)運行的實際要求[2]。

2.2 從技術(shù)應(yīng)用方面改善直流系統(tǒng)故障

電網(wǎng)發(fā)展的重要部分在于對于技術(shù)的高效運用，從創(chuàng)新的角度看，發(fā)展新型技術(shù)可以在一定程度上減小故障的發(fā)生，例如新型的直流輸電技術(shù)和應(yīng)用STATCOM等先進的補償裝置。采用輕型直流輸電系統(tǒng)可以省去換流變壓器和整個換流站的搬遷，使得中型的直流輸電工程頗有競爭力，由于目前電力電子器件的智能化，可以對其進行關(guān)斷，因而換相失敗的可能被剔除了，而且其對手段系統(tǒng)的容量基本處于無要求狀態(tài)，對于向孤立的小系統(tǒng)供電尤為合適，同時也適用于城市配電系統(tǒng)，但是其高成本的經(jīng)濟代價在一定程度上減少了其競爭實力。另外，使用的精制同步并聯(lián)補償器可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的動態(tài)無功補償，又可支撐動態(tài)電壓的運行，部分程度可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，減少虛擬功率的震蕩，同時又可對同步諧振進行抑制。兼職同步并聯(lián)補償器適用的場合比較有限，對占地面積要求較高，并且要求動態(tài)響應(yīng)速度適中，例如風(fēng)電和太陽能發(fā)電集中的地方。對于上海這樣的城市，靜止同步并聯(lián)補償器的應(yīng)用范圍還是極其廣泛的。

2.3 從運行控制方面改善直流系統(tǒng)故障

目前對于安全穩(wěn)定系統(tǒng)的控制策略應(yīng)該由調(diào)度機構(gòu)進行全面的調(diào)節(jié)，對于直流的各種工作狀況應(yīng)該給與靈活的考量，向整流站切機發(fā)出指令時，應(yīng)該同時兼顧直流閉鎖的情況和功率損失的實際情況，同時要考慮到直流功率的異?；亟禒顩r。對于在現(xiàn)場的工作人員，應(yīng)該樹立其密切監(jiān)視系統(tǒng)運行情況的意識，并不斷監(jiān)控外部環(huán)境，對可能出現(xiàn)的會影響直流系統(tǒng)正常運行的惡劣天氣等情況，應(yīng)該及時作出反應(yīng)，以避免對直流系統(tǒng)的正常運行造成影響。在當(dāng)今社會，直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障已經(jīng)變成了一種普遍現(xiàn)象，對于交直流系統(tǒng)的二次設(shè)備進行合理配置將有助于解決故障問題，可以讓交流器與設(shè)備運行的動作時間相一致，達到默契配合，而且還應(yīng)該讓系留系統(tǒng)的啟動與閉鎖時間相適應(yīng)，不僅能保護直流系統(tǒng)，并且可以在一定程度上增強其抗擾動能力，將直流雙級的時間錯開，有序地進行工作。對于交直流混合運行的系統(tǒng)，應(yīng)該保證其穩(wěn)定性。盡管直流系統(tǒng)的故障還未得到有力解決，但是相關(guān)研究人員，應(yīng)該防患于未然，在故障未發(fā)生之前，研究出與換流站直流連接的保護和防范措施，在最大程度上減少事故的發(fā)生。

3 結(jié)語

綜上所述，我國電網(wǎng)在運行過程中受到直流系統(tǒng)能否正常運行的影響較大，我們應(yīng)該加大對直流和弱交流聯(lián)網(wǎng)的電力系統(tǒng)的特性進行細致研究的力度，全面分析影響直流安全穩(wěn)定運行的影響因素，保證充分發(fā)揮直流系統(tǒng)的作用。相關(guān)企業(yè)部門應(yīng)該加大直流系統(tǒng)故障對電網(wǎng)運行方面的影響研究，以期保證我國的電網(wǎng)能夠得以長遠的發(fā)展。

[1]謝毅思.復(fù)雜大電網(wǎng)直流輸電系統(tǒng)換相失敗時空特性研究[D].華南理工大學(xué),2015.

[2]嚴國勝.變電站直流系統(tǒng)的設(shè)計及故障分析[D].華北電力大學(xué),2014.