±660kV银东直流输电系统恢复研究

【摘要】：高压直流输电由于其许多独特的优点,在远距离输电和大型互联电网中起着很重要的作用,因此越来越多的电力系统采用交直流互联电网。随着HVDC和FACTS等新型装置投入电力系统,一方面大大增加了系统的可控程度和输电能力,另一方面也使系统的动态特性变得更为复杂,给电力系统分析领域带来新的挑战。由于现代社会对电力供应的要求越来越高,大停电事故造成的后果日趋严重,一旦发生停电事故,必须采取合理的恢复措施以最快的速度恢复系统的正常供电,以使事故停电造成的损失降到最小。 由于直流输电技术的复杂性,目前各电网在制定黑启动方案时为了系统的稳定将直流输电系统的启动放在系统主干网架恢复完成之后进行,没有考虑黑启动初期启动直流输电系统的问题。而直流输电系统的尽快恢复及运行可能对整个交直流系统的恢复起到一定的积极作用,所以有必要深入研究直流输电系统在电网黑启动的初期及交流系统网架恢复和负荷恢复阶段中的作用以及直流启动和运行控制的相关问题。 利用PSCAD/EMTDC仿真软件,针对山东电网±660kV银东直流输电系统在山东电网大停电情况下的恢复进行了研究,主要工作及结论如下： (1)直流输电系统启动受交流送端、交流受端以及直流输电系统本身三方面因素的影响。其中受端交流系统主要关注系统的强度,用交流系统短路容量、转动惯量和有效短路比来衡量；送端交流系统除了关注系统强度以外,还需关注机组升功率速率与直流启动的配合以及机组自励磁问题；直流输电系统本身需要注意其元件的可靠性以及直流输电系统启动时控制方式的选择。 (2)针对所做的研究选择了仿真工具PSCAD/EMTDC,并在此平台上建立了±660kV银东直流输电系统的详细仿真模型。 (3)对包括单极全压启动、单极0.7pu降压启动、单极0.8pu降压启动在内的三种直流输电启动方式进行了仿真分析,通过比较直流启动时直流输电系统注入交流系统的无功功率、直流启动时换流站交流母线过电压以及交流系统频率波动情况,得出单极0.7pu降压启动方式对电网造成的影响最小,适于启动时采用。 (4)根据直流启动时对电网造成的电压和频率的冲击,对直流输电系统启动条件进行了估算,并在山东电网大停电后初步恢复的情况下,选择了四种典型的开机方式,对四种情况下±660kV银东直流输电系统的启动进行了仿真,仿真结果与估算值相符。同时仿真表明黄岛厂与换流站电气联系紧密,建议大停电后恢复±660kV银东直流输电系统时要尽快恢复黄岛厂。本文研究对于实际的±660kV银东直流输电系统恢复具有参考价值。