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随着贵广II回直流的投运,南方电网有四回直流落点广东电网,交直流并列运行,其相互作用相当复杂。南方电网安全稳定性的一个突出问题是受端广东电网的直流多落点问题。在直流多落点电网中,故障情况下交、直流系统之间的相互影响是一个备受关注的问题。一方面是受端电网对外部电力的输入依赖程度较重,一旦直流系统发生故障将对交流电网产生很大的影响,包括直流系统故障对整个交、直流系统的动态特性和电网稳定性的影响;另一方面是交流电网尤其是受端电网中发生的各种故障对多回直流系统的影响,即交流故障是否会导致直流发生换相失败,严重的交流电网故障是否会导致一回或多回直流系统闭锁,进而造成电网失去稳定等问题。进行多直流落点间交直流交互作用影响的研究对于南方电网的安全稳定运行有着重要的意义。
本文基于电力系统机电暂态分析软件BPA,对2008年南方电网丰大运行方式下的交直流交互影响的相关问题进行仿真研究,主要的工作如下:
对直流系统故障进行仿真分析。直流系统故障后将发生功率的转移,与之并联运行的交流线路潮流加重,交流沿线的电压也会受到相应的影响。对送端来说,直流的闭锁故障容易引发整流侧换流母线电压升高甚至出现过电压,而对受端广东电网来说,直流的闭锁故障会引发其它几回直流换流母线电压的降低甚至有可能出现其它直流的换相失败。
对交流系统故障进行仿真分析,重点关注受端广东电网的交流故障。广东电网的各逆变站之间的电气距离较近,交流系统的某一故障将会引起多个逆变站交流母线电压同时下降,因而可能会导致多个逆变站同时发生换相失败、也有可能会导致连续换相失败而发生直流闭锁。直流发生换相失败的持续时间,直流的恢复速度等与故障的地点,故障类型,受端系统特性等因素相关。
对受端广东电网的强度进行分析评价,通过短路比指标进行相关的计算分析。尝试通过在广东电网的入口节点梧州、贺州加装SVC无功补偿装置和在两广端面的贺州-罗洞、梧州-罗洞线路加装串补装置两种方法来增强受端的电压支撑能力,考察加装这些装置后对受端直流的换相失败及持续时间,直流恢复等的影响。
受端电网的负荷特性对交直流的交互作用有重要的影响,通过对不同的ZIP负荷的组成比例,感应电动机的含量不同等因素进行仿真,考察对系统稳定性,直流换相失败及直流恢复的影响。一般来说,静态负荷模型中恒功率成分的增加对系统稳定性和受端直流换相失败的恢复是不利的,此外,感应电动机比例的增加亦如此。