曾波

摘要：電能在實際生活中的應(yīng)用極為廣泛，我國是世界上人口最多的國家，人們對于電力資源的需求極為巨大，但是由于資源分布不均，部分地區(qū)存在電力資源短缺的問題。為了更好的解決該問題，近些年來，我國建設(shè)了大量的特高壓直流輸電系統(tǒng)，這些系統(tǒng)有效的解決了供電不足的問題，但是其在實際應(yīng)用過程中也存在一定的問題。該文將結(jié)合±1101kV特高壓直流接入系統(tǒng)控制策略的優(yōu)化進行分析，以求更好的滿足廣大居民的用電需求。

關(guān)鍵詞：±1101kV：特高壓直流；接入系統(tǒng)；控制策略；優(yōu)化

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A 文章編號：2095—6487（2018）02—0056—02

0引言

為了更好的滿足未來更大容量，更遠距離的輸電需求，解決我國能源分布不均的問題就有必要進一步對特高壓直流輸電系統(tǒng)中存在的問題進行分析，以提升輸電質(zhì)量和輸電效果。

1 ±1101kV特高壓直流接入系統(tǒng)的動態(tài)等值

文章以某特高壓直流接入系統(tǒng)作為研究對象，該工程等值網(wǎng)保留沿線福建節(jié)點和主要交流線路，其包含有20個保留節(jié)點和約40條保留線路，發(fā)電機組33臺，其中保留機組約為22臺，等值機組約為11臺。在對系統(tǒng)進行分析時，簡化后系統(tǒng)的潮流與原電網(wǎng)潮流、整體電壓水平、主要交流線路等基本上保持一致。從系統(tǒng)穩(wěn)定的角度進行分析，簡化網(wǎng)中的保留部分的動態(tài)特性需要與原始網(wǎng)絡(luò)保持一致。在對簡化后的電網(wǎng)系統(tǒng)進行規(guī)劃時，工作人員借助三相故障對等值網(wǎng)和原網(wǎng)的動態(tài)性能進行了簡單的比較，最終發(fā)現(xiàn)等值系統(tǒng)故障后的動態(tài)行為與原網(wǎng)基本上是一致的。

2 ±1101kV斗寺高壓直流接入系統(tǒng)電磁暫態(tài)建模

2.1直流輸電系統(tǒng)

結(jié)合動態(tài)等值系統(tǒng)中的簡化交流系統(tǒng)進行分析，該直流輸電系統(tǒng)主要包含有詳細的換流閥、換流變壓器、直流線路及交直流濾波器等，直流保護按照當(dāng)前已經(jīng)投運的直流輸電系統(tǒng)規(guī)模進行建設(shè)，直流計入系統(tǒng)主要控制環(huán)節(jié)中除了需要考慮直流電流、電壓關(guān)斷角調(diào)節(jié)器和低壓限流等環(huán)節(jié)以外，其還增加了在交直流故障過程中具有重要作用的一些輔助控制環(huán)節(jié)，比如說，整流站增加了最小觸發(fā)角限制，逆變站增加了逆變站關(guān)斷角限制和換相失敗預(yù)測環(huán)節(jié)等。

2.2交流系統(tǒng)

等值系統(tǒng)中的發(fā)電機均采用詳細模型，勵磁調(diào)節(jié)器、調(diào)速器和電力系統(tǒng)穩(wěn)定器模型參數(shù)與機電暫態(tài)程序一致，交流符合有恒阻抗、恒電流和恒功率負荷組成，按照程序提供的個部分比例建立輸電線路模型采用貝杰龍分布參數(shù)模型。

3 ±1101kV特高壓直流接入系統(tǒng)仿真研究

對±1101kV特高壓直流在交直流系統(tǒng)故障時的動態(tài)性能和交直流系統(tǒng)的相互影響進行了研究，其主要包含有：受端交流系統(tǒng)故障、送端交流系統(tǒng)故障、直流故障、直流調(diào)制等。

3.1受端交流系統(tǒng)故障

一般來說，在直流輸電系統(tǒng)中，受端交流故障容易導(dǎo)致直流逆變器發(fā)生換相失敗。在±1101kV直流輸送功率超過1000MW時，換相失敗對交直流系統(tǒng)的影響更大，因此，在對其接入系統(tǒng)控制策略進行優(yōu)化時，首先需要掌握±1101kV直流輸電系統(tǒng)受端交流故障直流的恢復(fù)特性及其對交直流系統(tǒng)的影響。

通常其故障時序為，受端交流線發(fā)生單相或三相接地故障時，100 ms后跳開故障相，計算中±1101kV直流輸電系統(tǒng)整流側(cè)采用定功率進行控制，逆變側(cè)則采用預(yù)測性關(guān)斷角進行控制，當(dāng)直流輸送功率為10450 Mw的時候，交流系統(tǒng)送端和手段短路電流如果按照63 KA進行考慮，送端系統(tǒng)有效短路比為7.4，受端系統(tǒng)有效短路比為4.9。

3.2送端交流系統(tǒng)故障

在送端交流發(fā)生故障之后，換流母線電壓跌落可能會導(dǎo)致直流電壓下降，如果送端換流站出口交流線發(fā)生三相故障，將可能會導(dǎo)致故障期間的直流輸送功率下降至0附近。

在發(fā)生該故障之后，可以嘗試啟動整流站觸發(fā)角限制功能，將整流站觸發(fā)角限制在25。左右，交流故障清楚之后，直流系統(tǒng)開始恢復(fù)功率，由于整流站觸發(fā)角比較小，直流電流的功率恢復(fù)速度也比較快。由于±1101kV特高壓直流工程的換相電抗大，隨著電流直流的快速上升，換相角也將會大幅度的增加，針對這種情況也需要多加注意。

3.3直流系統(tǒng)故障

直流系統(tǒng)故障也是±1101kV特高壓直流接入系統(tǒng)中的常見故障，由于直流輸電工程的輸送距離加長，使得兩極線路之間的耦合更強，其對暫態(tài)過程直流電流的抑制能力減弱，在交直流系統(tǒng)擾動的情況下，直流電流容易發(fā)生過沖，而且由于±1101kV換流變壓器漏抗大幅度增加，引起逆變其換相角大幅度增加，關(guān)斷角減少，導(dǎo)致?lián)Q相失敗發(fā)生的概率增大。針對這種故障，可以嘗試安裝自動化保護裝置，及時的對其進行預(yù)防，在設(shè)備出現(xiàn)異常時就及時的發(fā)生警報，做好故障防治工作。

在特高壓輸電系統(tǒng)工作過程中，由于系統(tǒng)的容量比較大，輸電線路相互交叉和跨越，因此系統(tǒng)的穩(wěn)定性相對來說也比較差，在設(shè)備運行過程中很容易出現(xiàn)交流線路跳閘以及多回直流線路同時閉鎖等故障。這些故障的出現(xiàn)對于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生了較大的影響，很容易造成系統(tǒng)罷工，不利于相關(guān)工作的有效開展。

同時，在特高壓線路出現(xiàn)直流系統(tǒng)故障之后，很可能會因此引起保護和開關(guān)拒動的故障，這些故障也會對系統(tǒng)的其他部位造成影響，如其使得多回直流閉鎖或者是持續(xù)性的換相失敗。此外，這種故障出現(xiàn)之后，功率在恢復(fù)過程由于動態(tài)無功需求等因素的影響，電網(wǎng)的負荷可能也不是十分的穩(wěn)定，這樣很容易出現(xiàn)大面積的停電，給人們的正常生活造成影響。

3.4直流調(diào)制功能中的無功調(diào)制

無功調(diào)制的主要功能就是用于換流站交流系統(tǒng)電壓異常波動控制。當(dāng)交流系統(tǒng)電壓出現(xiàn)異常波動時，將換流母線電壓作為輸入，從中提取電壓震蕩信號，經(jīng)過超前滯后環(huán)節(jié)的相位補償后通過比例和限幅環(huán)節(jié)，輸出需要調(diào)制的關(guān)斷角，做好相關(guān)的控制工作，吸收無功功率，控制電壓波動，做好系統(tǒng)優(yōu)化工作。

5結(jié)束語

總之，在±1101kV特高壓直流接入系統(tǒng)中，由于輸電距離遠，容量大，經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的故障，針對這些故障，如果不能結(jié)合實際情況，及時的進行修復(fù)，不僅會造成資源能耗的浪費，同時，其還可能會引發(fā)安全事故。文章結(jié)合特高壓直流接入系統(tǒng)幾種常見的故障，分析了做好這些故障的方法和策略，希望能夠更好的提升設(shè)備運行效率，促進相關(guān)工作的開展。