基于500kV交直流混合電網運行的穩定性研究

徐嬌 銀濤

摘 要：隨著時代的進步和社會經濟的發展，我國建成了第一個500kV超高壓遠距離交直流混合電網，有效推動了西電東送工程的發展。但在實際運行過程中，因為負荷較重，且遠距離送電，穩定性受到各種因素的影響，無法保證電網的安全穩定運行。針對這種情況，需采取針對性的處理措施，保證500kV交直流混合電網穩定運行。本文簡要分析了500kV交直流混合電網運行的穩定性，希望可以提供一些有價值的參考意見。

關鍵詞：500kV；交直流混合電網；穩定性

中圖分類號：TM712 文獻標識碼：A

在500kV交直流混合電網運行中，受到諸多因素的影響，由于跨度較長、輸送功率較重，氣象條件復雜，電網安全受到雷害、污閃、覆冰等因素的影響，需要采取有效的應對措施，使500kV交直流混合電網運行的穩定性得到保障。

1 500kV交直流混聯電網運行中存在的問題

（1）負荷峰谷差增大，電網調控難度較大：隨著時代的發展，近年來大力調整負荷結構，對各個省、區電網的負荷特性進行了改變，電網的峰谷差增大。去年，某網的全網峰谷差達到峰值，即21GW，相較于往年，有較大的提升幅度；西電東送潮流的峰谷差也同時增加，易出現穩定問題。首先是增加了電壓調控的難度。因為較大的送電潮流存在于高峰段，要提升系統穩定性，需要對中樞點電壓進行嚴格控制：在低谷段，送電潮流較小、電壓較高時，需要采取措施降低減壓，促使其滿足相應的運行規定。因此，在設置變壓器分接頭時，需要將高峰段及低谷段的不同調壓要求充分納入考慮范圍。但研究發現，如今無法在站點裝設無載調壓變壓器，調壓手段亦不夠豐富，電壓控制存在較大難度。其次，潮流調整難度較大。在電網運行中，結合相應的送電曲線，每天需對西電東送功率進行多次調整，同時嚴格控制調整幅度。調度人員在安排運行方式時，調整潮流的難度和工作量都會增大。

（2）需進一步深入研究交直流混聯電網中存在的弱阻尼現象：通過研究發現，目前交直流混聯電網的主要特點是強受端、長距離和大負荷，并且系統的弱阻尼特性也逐漸凸顯出來。近年來，已監測到多次交直流混聯電網低頻振蕩現象。在未來一段時期內，電網的送電距離和送電負荷將會進一步增加；同時，更多機組和快速勵磁裝置將不斷投入到電網運行中，將會進一步加劇系統的弱阻尼特性，影響到交直流混合電網運行的安全性和穩定性。

2 調度運行中采取的相關措施

（1）增加調頻調壓手段，使電網運行的安全性得到保證：我國已經逐步深入電力體制改革，留在本電網中管理的電源會逐漸減少，系統裝機容量進一步縮小；西電東送中，還有部分的電源參與進來，以此平衡電力。如果結合合同約定對發電進行安排，調度調整空間會被進一步壓縮，只有較小的調峰和調頻電源容量可利用；事故跳閘仍大量存在于電網運行中，電網調峰調頻的難度會增加。針對該問題，建議增加部分直管直調的可用調頻容量，使電網安全運行調控的需求得到滿足。另外，相關部門還需充分考慮無功電壓調節的問題，適當增加有載調壓變壓器，合理選擇變壓器抽頭，各級調度部門需繼續研究發電機進相運行調壓問題，生產單位則需進一步改善無功電壓的監測手段及精度。

（2）要根本性的解決低頻振蕩問題，需不斷提升對大機組PSS管理和發電機勵磁參數實測工作的重視：提高PSS的應用，可有效解決負阻尼低頻振蕩問題。對電網進行穩定計算，對勵磁系統的數學模型進行構建，前提是需要測試和確定相關參數。同時，通過仿真相關振蕩現象，發現與電網實際值相比，電網仿真計算數據也存在一定的偏差。發電機組及其勵磁系統模型和參數的準確性將會直接影響電力系統穩定計算及其準確性，因此需要對系統中的機組和勵磁系統模型參數重新收集和整理，以便有效提升仿真計算的精確性。

（3）對中部電網動態電壓支持能力進行研究，改善電網的穩定狀況：通過對電網的穩定性進行分析我們可以得知，如果系統穩定極限比電網潮流水平小，就會改變系統穩定狀況，表現為三條穩定曲線中母線最低電壓曲線最先失穩，電壓降低，并且呈發散狀態；而在第一次擺動中，功角曲線已經有下落狀況，但是因發散的是母線最低電壓曲線，會導致相應的功角曲線發散。因此，在本電網中，需要對電壓支撐能力引起足夠的重視。如果在本電網系統中出現了嚴重的故障，要使系統的穩定水平得到提升，需要應用一系列更有針對性的措施，使電網母線電壓的恢復能力得到提升。可考慮在500kV變電站中設置靜止補償器和同步調相機，這樣最低母線電壓處動態電壓支撐能力可得到提升。

（4）引入先進的計算機分析軟件，大力培訓技術人員：當前采用的計算機分析軟件，實踐過程中逐漸暴露出一系列問題。需結合電網具體情況，引入更為先進的計算機分析軟件進行實測計算，如TSAT等，以便提升計算分析效率，得到更加準確的計算結果。電網公司還應加大相關的技術隊伍培訓力度，成立相應的技術中心，除了更新專業技術人員的知識體系之外，還需要銜接不同學科知識，讓技術人員掌握相關的技術原理和運行控制特性，熟悉并掌握交直流電網的運行規律。

結語

通過上文的分析得知，近年來交直流混聯運行電網獲得了巨大的發展。但在分析電網運行現狀之后，發現還有諸多的問題需要重視，當前電網運行的穩定性和安全性存在一定隱患，需結合具體情況，應用一系列有針對性的措施，提升電網的運行質量和效率，促進我國社會經濟更好更快的發展。

參考文獻

[1]袁建華，高厚磊.交直流型微電網中光伏逆變器并聯控制策略[J].電網技術，2012，2（08）：123-125.

[2]李鵬，賀靜波.交直流并聯大電網廣域阻尼控制技術理論與實踐[J].南方電網技術，2008，2（04）：99-101.

[3]王斌.南方交直流并聯電網電壓調控分析[J].繼電器，2006，2（12）：44-46.