[发明专利]基于直流紧急控制的特高压联络线功率摇摆峰值抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统输配电技术领域，具体涉及一种特高压联络线功率摇摆峰值的抑制方法。

背景技术

电力系统中，输电电压一般分高压、超高压和特高压。在国际上，高压(HV)通常指35～220kV的电压；超高压(EHV)通常指330kV及以上、1000kV以下的电压；特高压(UHV)通常指1000kV及以上的电压。对于我国目前绝大多数电网来说，低压指的是1kV及以下的电压；中压指的是35kV的电压；高压指的是66kV、110kV和220kV电压；超高压指的是330kV，500kV和750kV的电压；而特高压指的正是目前正在大力发展的1000kV交流电压技术。

特高压的最大优点是可以长距离、大容量、低损耗地输送电力。据测算，1000kV交流特高压输电线路的输电能力超过500万kW，接近500kV超高压交流输电线路的5倍，从而使输电能力进一步提高。例如2009年1月投入运行的长治—南阳—荆门特高压交流试验示范工程，该联络线连接了华中、华北两大区域电网，形成了包含12个省(市)级电网的中国最大交流同步电网。然而，在特高压电网的建设初期，由于华中、华北两大区域电网之间仅通过特高压联络线连接，网架结构薄弱，属于典型的长距离、弱互联两端输电系统结构。自2009年投入运行以来，特高压联络线上一直存在着较为严重的随机功率波动问题。

事实上，在我国的220kV、500kV、750kV联网工程中，都曾出现类似的随机功率波动现象。具体的，如1983年12月投入使用的用于连接西北、西南电网的220kV碧洋线、2008年10月投入使用的用于连接华中、华北电网的500kV辛洹线和2011年投入使用的用于连接西北、新疆的750kV联络线，均出现了类似华中—华北特高压联络线上不规则的随机功率波动现象。不仅如此，在国外，如西班牙电网与欧洲互联电网之间的联络线上，也存在着类似的功率波动情况。所以，互联电网间交流联络线上的随机功率波动不是特高压联络线上特有的现象，在国内、国外电网以及不同电压等级的电网联络线上均有发生。

然而，互联电网间交流联络线上随机功率波动的形成机理较为复杂，主要形成原因可分4类：一是区域间或省网间AGC缺乏协调控制造成；二是间歇性能源接入及系统负荷随机变化；三是互联系统区域间弱阻尼低频振荡；四是互联系统区域内暂态功率扰动冲击。

其中，区域间或省网间AGC缺乏协调控制、间歇性能源接入及系统负荷随机变化、互联系统区域间弱阻尼低频振荡这三类因素都属于中长期范畴，时间范围从10s一直到数小时，对应产生的联络线随机功率波动幅值相对较小。目前，针对这三类因素造成的联络线随机功率波动问题的研究开展较多，联络线随机功率波动的抑制效果也较为显著。

然而，随着电网规模的不断扩大，大容量机组、大规模直流输电工程的投运，系统遭受暂态功率扰动冲击的风险在不断增加，使得由此产生的互联系统间交流联络线上随机功率波动现象愈发明显。而且，由于互联系统区域内暂态功率扰动冲击的影响速度较快，通常只需数秒就会使得联络线上产生极高的功率摇摆峰值，逼近甚至超过互联系统的静态稳定极限，严重威胁互联系统的暂态功角稳定。再者，暂态功率扰动会造成联络线功率的剧烈波动，也可能引起局部电压失稳等问题，因此，这已成为当前调度运行亟待解决的重要问题。

针对由于互联系统区域内暂态功率扰动冲击造成的跨区联络线功率摇摆峰值过高的问题，现有技术中存在相应的联络线暂态功率摇摆峰值控制措施。例如，互联电力系统间联络线功率摇摆峰值可利用传统的电气制动、切机、切负荷等紧急控制手段得到抑制，但其不可避免地会造成较大的经济损失。近年来，利用直流附加控制提高交直流混联系统稳定性的设计和应用得到了广泛的研究。目前，典型的直流附加控制方案可分为：直流大方式功率调制、直流小方式功率调制、双侧频差功率调制和紧急直流功率支援等。

考虑到抑制联络线功率摇摆峰值的控制目标，这就要求直流附加控制既具有较快的响应速度，又能在短时间内产生较大的功率调制量。由于直流大方式功率调制、直流小方式功率调制和双侧频差功率调制都是基于惯性的响应，短时间内很难实现较大功率调制量；而紧急直流功率支援(EDCPS)虽然响应速度快，调制量大，但其是基于策略表生成，缺乏处理不同规模暂态功率扰动冲击问题的适应性。

发明内容