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強直弱交的定義、內涵與形式及其應對措施

2017-09-22

  交直流混聯電網中,交流與直流既相互支撐,同時也相互耦合交互作用,2 者結構發(fā)展的均衡態(tài)勢,將會深刻影響電網運行特性。當前,我國電網已基本形成特高壓交直流混聯新格局,電力工程界與學術界對其呈現出的新特性取得廣泛共識,并高度概括為“強直弱交”特性。然而,目前尚缺乏對強直弱交的系統(tǒng)性論述。為此,在回顧交直流電網發(fā)展歷程的基礎上,提出了強直弱交的定義,剖析并闡釋了其內涵,指明強直弱交的主要表現形式及其對電網安全穩(wěn)定運行的威脅。在此基礎上,為保障強直弱交型混聯電網安全運行,從穩(wěn)定標準修編完善、交直流混聯電網協(xié)調發(fā)展以及構建大電網安全綜合防御體系等 3 個方面,提出了應對措施的建議。

  關鍵詞:交流輸電;直流輸電;混聯電網;強直弱交;安全穩(wěn)定;應對措施

  0 引言

  電力工業(yè)是推動國民經濟發(fā)展和社會文明進步的基礎性能源產業(yè)之一。電力工業(yè)發(fā)展是永恒持續(xù)的,滿足經濟社會日益增長的用能需求、適應能源產業(yè)變革,是推動其發(fā)展的外因;實現調控靈活、促進節(jié)能降耗、保障安全穩(wěn)定,則是推動其發(fā)展的內因。

  廣義電網即電力系統(tǒng),是由發(fā)、輸、變、配、用 5 個主要環(huán)節(jié)構成的統(tǒng)一整體,實現電能生產、傳輸、分配與消費[1]。交流輸電與直流輸電,是輸電環(huán)節(jié)中的 2 種典型形式,具有不同的技術特點與經濟優(yōu)勢,前者適用于地區(qū)電網和區(qū)域電網組網,實現網內電能傳輸與交換,后者則適用于跨大區(qū)遠距離大容量送電,實現區(qū)域間資源優(yōu)化配置[2-3]。我國電網在局部地區(qū)電網興起和完善的基礎上,逐步演化形成省級電網和多省聯合的區(qū)域電網,并于 20世紀 90 年代至 21 世紀初,開展了鄰近區(qū)域電網交流弱互聯的工程實踐[4];與此同時,在 20 世紀 90年代,以三峽送出工程為契機,拉開了利用直流進行區(qū)域電網互聯的全國聯網序幕[5];2008 年晉東南—南陽—荊門 1000kV交流工程投運和 2010年四川向家壩—上海奉賢±800kV/6400MW 直流工程投運,標志著我國已步入區(qū)域電網大容量特高壓交直流互聯新時代[6-7]。

  對應電網發(fā)展進程,我國輸電網主導形態(tài)依次經歷了純交流階段、超高壓小容量直流與交流混聯階段,以及特高壓大容量直流與交流混聯的當前發(fā)展階段。隨著特高壓直流容量由 6400MW 逐漸增大至 7200MW、8000MW 和 12000MW,以及單一直流落點發(fā)展為多直流送出和饋入密集落點,與純交流電網和超高壓小容量直流與交流混聯的電網(以下統(tǒng)稱為傳統(tǒng)電網)相比,當前交直流混聯電網的特

  性已發(fā)生深刻變化。電力工程界與學術界高度關切這一特性變化,在綜合電網運行控制實踐以及計算分析和研究思考的基礎上,高度概括了當前特高壓交直流混聯電網的新特性—強直弱交(strong HVDC and weak AC system,SDC-WAC)特性。然而,迄今為止,圍繞強直弱交及其相關問題的闡述,尚缺乏系統(tǒng)性。有鑒于此,本文立足于大電網安全穩(wěn)定分析與控制,明確提出了強直弱交的定義及其具體內涵,梳理了該特性下交直流混聯電網安全穩(wěn)定面臨的風險及其表征形式。為保障強直弱交型混聯電網安全運行,圍繞穩(wěn)定標準修編完善、混聯電網協(xié)調發(fā)展以及構建大電網安全綜合防御體系等不同方面,提出了相關應對措施的建議。

  1 交直流電網發(fā)展及其特征

  1.1 交直流電網發(fā)展概況

  為滿足大型水電基地、大型火電基地以及大型新能源發(fā)電基地開發(fā)和“西電東送”需求,自 2010年起,復奉、錦蘇、賓金以及天中、靈紹等特高壓直流相繼投運。根據電網發(fā)展規(guī)劃,到 2018 年,還將投運祁韶、昭沂、扎青、吉泉等多回特高壓直流,如表 1 所示。屆時,區(qū)域電網間特高壓直流互聯格局如圖 1 所示,總容量將達到 93600MW。

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  與此同時,區(qū)域電網間交流聯網仍維持華北與華中經晉東南—南陽—荊門 1000kV 交流互聯的格局。各區(qū)域電網內部則以 500kV 交流為主干輸電網。

  1.2 交直流混聯電網發(fā)展特征

  1.2.1 直流輸電系統(tǒng)發(fā)展特征

  特高壓交直流混聯大電網中,直流輸電系統(tǒng)的發(fā)展具有如下新特征[8-9]。

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  圖1 2018 年國家電網區(qū)域間特高壓直流互聯格局

  1)單一直流送電功率實現聚合化。以吉泉直流為例,雙極送電功率達到 12000MW,相當于4回±500kV/3000MW 超高壓直流。直流故障所激發(fā)的擾動功率顯著增大。

  2)送受端多直流落點凸現密集化。以四川電網復奉、錦蘇、賓金送出直流,寧夏電網昭沂、靈紹、寧東送出直流,以及華東電網吉泉、賓金、靈紹等饋入直流為例,送受端均已形成多個近電氣距離落點的直流群。直流與直流、直流與交流之間強電氣耦合,相互影響和相互作用程度加劇。

  3)區(qū)域直流互聯格局顯現復雜化。連接西南—華東電網的復奉、錦蘇、賓金直流,連接西北—華中、西北—華北的天中、昭沂直流,以及連接西北—華東、西南—華東的吉泉、賓金直流等,分別形成了多直流同送端同受端、同送端不同受端、不同送端同受端的區(qū)域電網互聯格局。多回直流擾動功率疊加以及擾動經直流跨區(qū)接續(xù)傳播,將增大沖擊幅度與沖擊影響范圍。

  4)直流功率匯集方式呈現多樣化。以復奉、祁韶和扎青直流為例,功率匯集方式分別為配套電源就近供電、配套電源與網內風電打捆供電,以及全網多類型電源匯集供電等不同形式。后 2 種方式下,直流故障易引發(fā)大范圍潮流涌動。

  1.2.2 交流電網發(fā)展特征

  在直流輸電系統(tǒng)以及風電、光伏等新能源快速發(fā)展的共同影響下,交流電網已呈現出新的顯著特征,即電力電子化特征[10-11]。其對電網的影響,具體表現在如下 2 個方面。

  1)常規(guī)電源的替代容量增大,電網調節(jié)能力下降。在受端,以華東電網為例,直流饋入總容量占總負荷比例可高達 40%以上。在送端,以西北電網為例,基于電力電子變頻器的風電、光伏等新能源并網容量與區(qū)內負荷水平基本相當。直流饋入和新能源并網引起的火電、水電等常規(guī)電源替代效應,將使交流電網轉動慣量水平相對減少,頻率調節(jié)能力下降;同時,動態(tài)電壓支撐能力減弱,電壓調節(jié)能力下降。

  2)電源耐頻耐壓性能降低,電網抗擾動能力弱化?;陔娏﹄娮幼冾l器的風電、光伏等新能源電源,其耐受高頻、低頻以及高電壓、低電壓的能力較常規(guī)電源弱,電網受擾后,新能源電源易出現規(guī)?;摼W。

  此外,受短路電流、輸電走廊等客觀因素制約,區(qū)域電網內部的 500kV 交流主干輸電網,其關鍵輸電通道和輸電斷面的潮流承載能力增長有限。相對持續(xù)增長的直流送電功率,交流電網承載直流故障引發(fā)的轉移潮流的能力已顯出不足。

  2 強直弱交的定義與內涵

  2.1 強直弱交的定義

  特高壓交直流混聯,已使電網特性發(fā)生了深刻變化[8]。針對電網呈現出的新特性,國內工程界和學術界已取得廣泛共識,并將其高度概括為“強直弱交”特性[12-15]。

  綜合已有認識,本文對這一特性做出如下定義,即強直弱交指的是,超特高壓交直流電網中,交流與直流 2 種輸電形態(tài)在其結構發(fā)展不均衡的特定階段,直流有功、無功受擾大幅變化激發(fā)起的超出既定設防標準或設防能力的強擾動,沖擊承載能力不足的交流薄弱環(huán)節(jié),使連鎖故障風險加劇,全局性安全水平明顯下降的混聯電網運行新特性。

  2.2 強直弱交的內涵

  強直弱交,是對混聯電網特性的定性描述,其具體內涵,涉及以下 5 個方面。

  1)傳統(tǒng)電網中,交流與直流是主從關系,直流擾動不會顯著影響交流電網正常運行;強直弱交型混聯電網中,交流與直流是相互依存關系,直流平穩(wěn)運行已成為交流安全的重要前提。

  2)強直即是強沖擊。強直非絕對的強,是相對弱承載的強,表現為不平衡有功和無功的沖擊幅度大,包括單回特高壓直流大容量送電功率瞬時中斷或持續(xù)閉鎖,以及多回直流擾動功率疊加累聚等形式。

  3)弱交即是弱承載。弱交非絕對的弱,是相對強沖擊的弱,表現為不平衡有功和無功承載能力不足,包括潮流轉移能力不足、頻率和無功電壓調節(jié)能力不足,以及新能源設備對大頻差和大壓差的耐受能力不足等形式。

  4)強直弱交對混聯電網穩(wěn)定性威脅主要體現在 2 個方面,即單一故障向連鎖故障轉變和局部擾動向全局擾動擴展。強直激發(fā)的大量不平衡有功、無功,沖擊承載能力不足的弱交流系統(tǒng),當潮流、頻率、電壓等電氣量變化幅度相繼超過不同薄弱環(huán)節(jié)的耐受能力,單一故障將向連鎖故障轉變;直流送受端強耦合,使擾動經直流向跨區(qū)電網傳播,加之多回直流擾動功率疊加放大,局部擾動將向全局擾動擴展。

  5)安全穩(wěn)定設防標準決定故障防控級別,調控資源的廣度與深度決定故障防控措施,2 者均影響交流電網抵御沖擊的能力。面向發(fā)展中的交直流混聯電網,及其呈現出的大有功、大無功沖擊,既定的設防標準和控制措施,將制約平抑和疏散沖擊功率、隔離和阻斷擾動傳播等能力,會使強直沖擊下弱交承載能力不足的矛盾更為突出。

  3 強直弱交型混聯電網的穩(wěn)定威脅形式

  3.1 強直弱交型混聯電網主導穩(wěn)定形態(tài)

  強直弱交型混聯電網中,交流電網發(fā)揮著基礎性支撐作用,其穩(wěn)定與否直接關乎電網功能—連續(xù)可靠供電能否實現。因此,混聯電網失穩(wěn),其核心仍為交流電網失去穩(wěn)定,表現為故障沖擊下交流電網的有功、無功不能達到平衡,電網中發(fā)電機功角、母線電壓、系統(tǒng)頻率等關鍵電氣量大幅變化,且無法恢復至新的穩(wěn)定運行狀態(tài)。與此對應,強直弱交型混聯電網的主導穩(wěn)定形態(tài)仍為功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定 3 種[16]。

  與純交流電網不同,在交直流混聯電網中,直流電流源型換流器電網換相,可使交流故障激發(fā)的擾動能量顯著增大;直流換流器有功無功強關聯、交流與直流強耦合,使交流電網多穩(wěn)定形態(tài)交織;直流控制方式與控制邏輯轉換引起的交直流交換功率非線性變化,使交流電網受擾行為更加復雜。

  在強直弱交型混聯電網中,特高壓直流大容量輸電顯著增大了擾動所能激發(fā)的不平衡功率,電網穩(wěn)定性威脅形式呈現新變化,如第 2.2 節(jié)所述,表現為單一故障向連鎖故障轉變和局部擾動向全局擾動擴展 2 個方面,其發(fā)生、發(fā)展形式如圖 2 所示。

  3.2 單一故障向連鎖故障轉變

  在強直弱交型混聯電網中,交流單一故障和直流單一故障向連鎖故障轉變的風險,均顯著增大,具體表現如下。

  對于直流饋入的受端電網,交流單一短路故障引發(fā)近電氣距離多回直流同時換相失敗,有功瞬時中斷激發(fā)的擾動沖擊相互疊加,易導致系統(tǒng)功角振蕩,位于振蕩中心近區(qū)的直流逆變站則會因電壓大幅跌落,存在連續(xù)換相失敗甚至永久閉鎖風險[17];多回直流換相失敗后有功同時恢復提升過程中,逆變站從交流電網吸收大量無功,存在因交流電壓無法恢復導致發(fā)電機過勵跳閘、電動機低壓脫扣等風險[18-19]。

  對于直流外送的送端電網,交流單一短路故障后,受直流有功恢復延遲影響,配套電源出力受阻程度增大,機組加速使局部地區(qū)面臨短時頻率驟升,易導致鄰近風電、光伏等新能源高頻脫網[10];單一直流閉鎖等故障,濾波器切除前過剩無功注入交流電網使局部電網面臨過電壓沖擊,易導致新能源高壓脫網[20-21]。

  此外,單一特高壓直流送出功率占區(qū)域電網發(fā)電比例,或饋入功率占區(qū)域電網負荷比例較大的場景中,直流閉鎖引起的送、受端電網功率盈余和缺額,易導致高頻切機、低頻減載動作[22];直流閉鎖后轉移潮流沖擊交流輸電瓶頸,易引發(fā)線路過負荷跳閘等,均是強直弱交型混聯電網中單一故障向連鎖故障轉變的重要形式[23-24]。

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  圖2 強直弱交型混聯電網穩(wěn)定威脅的發(fā)生、發(fā)展形式

  3.3 局部擾動向全局擾動擴展

  區(qū)域電網間多回直流互聯,已形成同送端同受端、同送端不同受端、不同送端同受端等多種復雜格局,送、受端電網之間關聯耦合更加緊密。因激發(fā)起直流功率大幅波動,局部交流電網的故障擾動,已呈現向跨區(qū)電網乃至全網擴展蔓延的趨勢。

  具體表現在如下 3 個方面。

  1)受端交流短路故障導致逆變器換相失敗,在換相失敗結束直流功率恢復過程中,整流站將有大量盈余容性無功注入送端電網,易導致風光新能源高壓脫網,并繼而威脅送端頻率安全[25]。

  2)區(qū)域電網直流同送端同受端互聯格局中,受端交流單相永久接地、單相開關拒動等故障,因換相失敗導致的多回直流同時多次功率瞬時跌落,將使不平衡加速能量疊加累聚,易導致送端電網失去暫態(tài)功角穩(wěn)定[26-27]。

  3)區(qū)域電網直流同送端不同受端、不同送端同受端 2 種互聯格局中,以前者為例,送端交流電網故障,將導致受端落點于不同區(qū)域電網的直流的功率同時波動,若受端區(qū)域電網間存在薄弱的交流聯絡線,則易使其功率出現大幅涌動,甚至導致聯絡線功率因超過靜穩(wěn)極限而使互聯電網解列[8]。

  需要指出的是,單一故障向連鎖故障轉變與局部擾動向全局擾動擴展,不是相互獨立、相互排斥的,而是相互交織、相互推進的,是同一受擾動態(tài)過程中的 2 種表現形式。

  4 應對強直弱交型混聯電網的相關措施

  4.1 提升混聯電網安全穩(wěn)定水平的 3 個方面

  保障電網安全的相關措施,需與電網穩(wěn)定特性相適應。電網是永恒發(fā)展的,不同發(fā)展階段具有不同的穩(wěn)定新特性,因此,保障電網安全的相關措施,也面臨不斷發(fā)展的新要求。

  針對強直弱交型混聯電網,亟需圍繞修編完善安全穩(wěn)定標準、協(xié)調發(fā)展直流與交流輸電系統(tǒng)、構建大電網安全綜合防御體系等 3 個方面,研究制定與其新特性相適應的措施,有效應對單一故障向連鎖故障轉變、局部擾動向全局擾動擴展,保障電網安全運行。

  4.2 修編完善安全穩(wěn)定標準

  安全穩(wěn)定標準,是在兼顧經濟性和安全性的基礎上,制定的保障電網安全可靠供電、穩(wěn)定連續(xù)運行的系列準則,是電網規(guī)劃建設與調度運行的綱領性、強制性和規(guī)范性文件。其中,明確規(guī)定了電網應具備的故障沖擊抵御能力、故障設防原則,以及控制措施選擇依據。

  長期以來,我國電網規(guī)劃建設與調度運行中的安全穩(wěn)定標準,均遵從《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》和《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術導則》(以下簡稱原導則),并據此構建了安全穩(wěn)定三道防線體系,有效保障了電網在以往各發(fā)展階段的安全穩(wěn)定運行[28-31]。

  然而,隨著傳統(tǒng)電網向強直弱交型混聯電網快速演變,針對新出現的對電網穩(wěn)定威脅較大的故障或擾動,如特高壓直流換相失敗和直流故障再啟動等,原導則在故障設防原則等相關內容中顯現出了空白。此外,與傳統(tǒng)電網中嚴重故障沖擊程度相當的單一故障,如大容量特高壓直流單極閉鎖等,原導則中對應的設防原則也應予以重新審視。

  為此,針對強直弱交型混聯電網穩(wěn)定控制新要求,應在科學論證的基礎上,適時修編和完善相關標準。

  4.3 協(xié)調發(fā)展直流與交流輸電系統(tǒng)

  合理的電網結構,是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的物質基礎[32]。面向強直弱交型混聯電網,協(xié)調直流與交流輸電系統(tǒng)發(fā)展,提升電網安全穩(wěn)定水平,涉及減少直流的沖擊發(fā)生概率、增強交流的沖擊承載能力 2 個方面。

  減少直流的沖擊發(fā)生概率,主要是降低直流逆變器換相失敗發(fā)生概率。一方面,可采用優(yōu)化晶閘管固有關斷時間、優(yōu)化換相失敗預測方法等技術;另一方面,可采用電容換相或電壓逆變器,替代電流源型逆變器。

  增強交流的沖擊承載能力,可采取如下措施。

  1)優(yōu)化交流一次主干網架,適應直流有功強沖擊。消除輸電瓶頸約束,增強交流主網潮流靈活轉運和疏散能力;科學布局直流落點,抑制多回直流受擾功率的疊加累聚效應。

  2)加強動態(tài)電壓支撐能力,適應直流強無功沖擊。充分利用已建的常規(guī)發(fā)電機組,優(yōu)化布點新建的調相機以及增建的 SVC、STATCOM 等無功源,為直流換流站提供充裕的動態(tài)無功,支撐交流電壓快速恢復。

  3)改善源網控制及其協(xié)調控制能力。優(yōu)化機組勵磁、調速以及 PSS 等調節(jié)控制系統(tǒng),增加FACTS 設備附加阻尼等控制功能;通過虛擬同步發(fā)電機等先進適用技術,增強風電、光伏等新能源參與電網頻率、電壓調控的能力。

  4)增強風電、光伏新能源發(fā)電設備的擾動耐受能力。提升新能源變頻器的低頻、低壓和高頻、高壓耐受能力等相關涉網標準,降低直流強沖擊下新能源大規(guī)模脫網及其引發(fā)的連鎖故障風險。

  4.4 構建大電網安全綜合防御體系

  4.4.1 現有穩(wěn)定控制措施的不適應性

  現有穩(wěn)定控制措施,以《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》和《電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制技術導則》為既定設防標準,以常規(guī)切機、切負荷為主要控制資源,以相互獨立的輸變電工程為需求依托,在面對交直流混聯電網強直弱交新特性時,已表現出不適應性,具體包括:應對大容量特高壓直流強沖擊,難以滿足控制措施量的要求;單一集中控制措施,難以應對單一故障向連鎖故障的轉變;控制措施組織協(xié)調能力,難以應對局部擾動向全局擾動擴展的變化。

  鑒于以上諸多不適應性,應構建大電網安全綜合防御體系,增加控制的資源類型、拓展控制的空間分布、滿足控制的時序邏輯、增強控制的協(xié)調能力,適應強直弱交型混聯電網的穩(wěn)定控制新要求。

  4.4.2 安全綜合防御體系的目標

  大電網安全綜合防御體系,以現有安全穩(wěn)定三道防線為基礎,依托先進的信息通訊技術,實現對電網多頻段、高精度的全景狀態(tài)感知;基于故障診斷和動態(tài)響應軌跡,實現多場景、全過程的實時智能決策;整合廣泛分布于全網的多種控制資源,實現有序、分層的一體化協(xié)同控制,通過緩解強直的故障沖擊、強化弱交的承載能力,達到有效降低大電網安全運行風險的目標。

  4.4.3 安全綜合防御體系的一體化協(xié)同控制

  實現安全綜合防御的一體化協(xié)同控制,包括4個具體方面,即多資源統(tǒng)籌控制、多地域配合控制、多尺度協(xié)調控制以及多目標聯合控制。

  1)多資源統(tǒng)籌控制。在傳統(tǒng)單一切機、切負荷控制的基礎上,統(tǒng)籌利用直流功率控制、抽蓄切泵控制、調相機控制、新能源緊急有序控制等各種可控資源,增加應對強沖擊的可控容量。

  2)多地域配合控制。針對擾動沖擊的高強度和大范圍,匹配并整合不同地域、不同電壓等級的控制資源,實現大范圍立體配合控制,消除瓶頸約束,增強弱交的承載能力。

  3)多尺度協(xié)調控制。針對不同穩(wěn)定形態(tài)的時間尺度特征和各類控制資源的時效性,通過毫秒級、秒級和秒級以上控制的相互協(xié)調,實現系統(tǒng)動態(tài)過程的全覆蓋。

  4)多目標聯合控制。綜合利用不同時間尺度和不同空間范圍內的各種控制措施,聯合應對故障演變全過程中的不同穩(wěn)定問題,抑制擾動沖擊、阻斷連鎖反應,提升系統(tǒng)穩(wěn)定裕度,防止系統(tǒng)崩潰。

  4.4.4 關鍵支撐技術

  構建大電網安全綜合防御體系,是一項復雜的系統(tǒng)工程。其中,為保障多資源參與的一體化協(xié)同控制有效實施,需圍繞以下 5 個方面,開展關鍵支撐技術攻關。

  1)電力電子化源網荷精細化仿真技術。包括:

  拓撲結構高頻變換的電壓源換流器高效精準仿真、新能源發(fā)電集群的外特性聚合模擬、基于實際工程的直流控制與保護邏輯建模與仿真、分布式電源高滲透型綜合負荷的特性建模與仿真,乃至基于超級計算機群的交直流混聯大電網全電磁暫態(tài)仿真等。

  2)強直弱交型混聯電網大擾動行為機理。包括:大擾動沖擊下,直流換流站多時間尺度功率響應特征及關鍵影響環(huán)節(jié)識別;復雜擾動場景下,交直流、多直流以及直流送受端交互作用機制,及其對混聯電網多形態(tài)穩(wěn)定性影響機理;強直弱交型混聯電網連鎖故障發(fā)展路徑識別及隔離阻斷技術。

  3)混聯電網穩(wěn)定態(tài)勢表征方法與評估指標。包括:在傳統(tǒng)直流短路比及其門檻值 3.0 靜態(tài)量化評估交流電網強弱的基礎上,進一步提出計及有源設備受擾行為特征的動態(tài)量化評估指標;混聯電網多形態(tài)穩(wěn)定性與受擾電氣量之間的關聯映射方法;表征穩(wěn)定性演化態(tài)勢的關鍵電氣量特征識別技術;基于關鍵電氣量響應軌跡的穩(wěn)定性定量評估指標。

  4)混聯電網協(xié)調控制基礎理論與方法。包括:適應強直弱交型混聯電網非線性特征的多資源、多目標綜合協(xié)調控制基礎理論;計及連續(xù)與離散特點、集中與分布特征、響應時間尺度差異特性的多資源協(xié)調控制方法,以及大電網綜合協(xié)調控制的體系架構設計方法。

  5)大容量先進適用控制技術。包括:不同響應速度的規(guī)?;珳守摵煽刂萍夹g、基于電力電子的大容量電氣制動技術,以及大容量儲能的多速率能量調控技術等。

  5 結論

  1)強直弱交,是交流與直流 2 種輸電形態(tài)在結構發(fā)展不均衡的特定階段所呈現出的混聯電網新特性,表現為直流受擾有功、無功沖擊幅度大,以及交流電網承載沖擊的能力不足。

  2)單一故障向連鎖故障轉變、局部擾動向全局擾動擴展,是威脅強直弱交型混聯電網穩(wěn)定運行的新形式。2 者相互交織、相互推進,使大面積停電風險加劇。

  3)針對傳統(tǒng)電網制定的安全穩(wěn)定標準,尚缺乏直流換相失敗、直流故障再啟動等故障或擾動的設防原則。此外,面向強直弱交型混聯電網,需重新審視與傳統(tǒng)電網中嚴重故障沖擊程度相當的單一故障的設防標準。

  4)協(xié)調直流與交流輸電系統(tǒng)發(fā)展,涉及減少直流的沖擊發(fā)生概率、增強交流的沖擊承載能力2個方面。前者主要包括直流控制系統(tǒng)優(yōu)化和逆變器性能改進;后者則主要包括優(yōu)化交流主干網架、加強電壓支撐能力、改善網源協(xié)調能力以及提升設備擾動耐受能力等。

  5)面向強直弱交型混聯電網,現有穩(wěn)定控制措施已出現諸多不適應。為保障電網安全穩(wěn)定,應構建大電網安全綜合防御體系,實現具備多資源統(tǒng)籌、多地域配合、多尺度協(xié)調和多目標聯合能力的一體化協(xié)同控制?!荆ㄠ嵆?,馬世英,申旭輝,劉道偉 (電網安全與節(jié)能國家重點實驗室(中國電力科學研究院),北京市 海淀區(qū) 100192)】


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