CN103400309A

CN103400309A - 一种特高压接入对省级电网稳定性影响的评估方法

Info

Publication number: CN103400309A
Application number: CN2013103411631A
Authority: CN
Inventors: 苏永春; 李升健; 周宁
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Electric Power Research Institute of State Grid Jiangxi Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Electric Power Research Institute of State Grid Jiangxi Electric Power Co Ltd
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2013-11-20

Abstract

本发明公开了一种特高压接入对省级电网稳定性影响的评估方法，本发明基于大电网实时仿真系统来评估特高压接入省级电网后的稳定性影响，通过建立包含特高压接入的大电网实时仿真系统模型，模型中涵盖了省级电网数据、特高接入数据以及全国联网数据。在建立的数据模型基础上，计算不同并联电抗器容量对系统稳态电压和暂态过电压的影响，进而确定合理补偿容量。然后分析特高压接入以后的电网潮流、暂态稳定性及小干扰稳定性分析。最后，对特高压接入后的过电压问题进行了计算。本发明方法适用于评估特高压接入对省级电网稳定性影响分析。

Description

一种特高压接入对省级电网稳定性影响的评估方法

技术领域

本发明涉及一种在电力系统中用于评估特高压输变电工程接入对江西电网稳定性影响的方法，属电力系统分析技术领域。

背景技术

在现代社会中，随着社会经济的发展和文明程度的提高，电力负荷不断增加，使得当前电力网络规模越来越大，电网供电电压也越来越高。特高压输电可实现远距离、大容量、大区域电网的互联，可降低输电成本，因此，前苏联、日本、美国、意大利等发达国家都曾致力于特高压输电技术的研究。目前，国家电网公司完成了1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流单回输电示范工程的建设工作，已经成功运行，另外1000kV淮南-上海、浙北-福州交流特高压工程也已经核准在建。这标志我国对特高压的研究进入了一个新的阶段，特高压输电成为必然的选择。

我国采用特高压技术进行跨区域大范围输电主要有以下几点原因：（1）我国的能源资源和能源需求呈现逆向分布，能源资源主要分布在北部和西北部，但用电量最多的是东中部。两者相距甚远，这就决定了我国电力系统超大容量、超远距离的“西电东送”基本格局，而这种格局使已有的500kV电压等级难以支撑，所以，从西电东送和建设国家骨干网架的战略考虑，特高压交直流输电线路的建设势在必行。（2）特高压输电，可以大大缓解电煤运输紧张状况。我国在未来相当长时期内，以煤为主的能源格局不会发生根本变化，发电用煤占煤炭消费的比重将不断上升。特高压输电，是解决我国能源资源分布不均、缓解煤电运紧张现状的有效措施。（3）2013年初，我国华北、黄淮、江淮、江南等中东部大部地区相继出现大范围雾霾天气，部分地区的空气污染指数达到重度级别。通过将煤炭产区的能源资源就地转化为电力，能大大减少了燃煤污染，对减少PM2.5大有帮助。加大清洁能源的利用也是调整和优化能源结构、减轻雾霾的有效手段之一。这些都需要发挥特高压同步电网平台的作用。（4）特高压输变电技术符合集约化社会发展需要。建一条100万伏特高压输电线路的线路走廊所占用的土地只相当于2条50万伏输电线路，而100万伏交流特高压输电线路输送电能的能力是50万伏超高压输电线路的5倍，理论损耗则只有四分之一左右。

为解决江西电网受电问题，促进江西经济快速发展，国家电网规划“十二五”期间建设武汉-南昌交流特高压输变电工程。鉴于特高压输送容量大，为保证特高压接入后江西电网的安全稳定运行，必须对特高压输变电工程建设对江西电网稳定性的影响进行详细的分析研究。

发明内容

本发明的目的是，为保证在特高压输变电工程接入江西电网后实现江西电网的安全稳定运行，提供一种评估特高压输变电工程接入对省级电网影响的方法。

本发明的技术方案是：

本发明利用大电网实时仿真系统ADPSS来评估特高压接入省级电网后的稳定性影响，通过建立包含特高压大电网实时仿真系统模型，模型中涵盖了省级电网数据、特高压接入省级电网的数据以及全国联网数据。利用建立的数据模型，计算不同并联电抗器补偿容量对系统稳态电压和暂态过电压的影响，进而确定合理补偿容量。然后分析了特高压接入省级以后的潮流、暂态稳定性及小干扰稳定性分析。由于特高压接入后产生了新的电磁环网，分析了特高压电磁环网解环后的情况。最后，对特高压接入后的过电压问题进行计算分析。

本发明特高压接入对省级电网稳定性影响的评估方法通过如下步骤实现：

1. 特高压接入省级电网的大电网实时仿真系统建模。模型涵盖毗邻区域电网特高压、500kV各节点及220kV各节点。

2. 特高压线路并联电抗器合理补偿容量计算。不同的并联电抗器补偿容量对系统稳态电压和暂态过电压有不同的影响作用。随着并联电抗器补偿度的增加，特高压附近各母线稳态电压随之下降，特高压毗邻省会端与本省省会端的稳态电压差随之增大，特高压线路暂态过电压逐渐减小。综合考虑稳态电压水平和经济角度，合理确定特高压线路并联电抗器补偿度。

3. 特高压接入省级电网后的潮流、暂态稳定、小干扰稳定计算。在特高压接入情况下，进行特高压主变、线路的N-1或者N-2潮流分析，检查有无过载现象；校核是否存在低频振荡问题；计算分析特高压双回线N-1和N-2故障下系统是否存在暂态失稳问题。

4. 电磁环网解环计算。对省级电网与省级所属区域电网1000kV/500kV 电磁环网进行解环处理，计算分析解环后省级电网小干扰稳定性、特高压双回线发生N-1故障及N-2严重故障时，系统的暂态稳定情况。

5. 基于实时仿真系统的特高压线路过电压分析。分析特高压交流输电线路的工频过电压和操作过电压水平与变压器中性点接地的关系。分析在故障情况下的特高压线路操作过电压问题。

本发明与现有技术比较的有益效果是，（1）本发明方法提供了一种特高压接入影响的全面评估方案，通过对特高压系统的建模、特高压线路无功补偿计算、潮流、暂态稳定、小干扰稳定等计算，分析出特高压接入后可能存在的问题，适用于有特高压接入的电网分析计算；（2）本发明实现了对特高压接入的影响评估，可提前发现电网中存在的隐患及薄弱环节，通过有针对性的治理措施，能够提升电网安全稳定运行水平。

本发明方法适用于电力系统特高压接入后的电网影响评估。

附图说明

图1为本发明评估方法流程图。

具体实施方式

本发明实施例特高压接入对省级电网稳定性影响的评估方案的实现流程如图1所示。

本发明特高压接入对省级电网稳定性影响的评估方案的具体实施方式包括以下步骤：

1. 建立特高压接入江西电网的大电网实时仿真系统模型。在建模中，特高压线路采用三分段模型，从而记及了长距离线路的波传输过程。模型中特高压相关部分采用电磁暂态模型，江西电网及外部全国联网数据采用机电暂态模型，模型涵盖华北和华中特高压、500kV各节点及220kV各节点。

2. 特高压线路并联电抗器合理补偿容量计算。不同的并联电抗器补偿容量对系统稳态电压和暂态过电压有不同的影响作用。随着并联电抗器补偿度的增加，特高压附近各母线稳态电压随之下降，特高压武汉端与南昌端的稳态电压差随之增大，特高压线路暂态过电压逐渐减小。综合考虑稳态电压水平和经济角度，并参考1000kV特高压晋长治-豫南阳-鄂荆门示范工程，特高压线路并联电抗器补偿度取70%为佳。

3. 特高压接入江西电网后的潮流、暂态稳定、小干扰稳定计算。计算分析表明，特高压接入江西电网后，特高压主变N-1、特高压双回线N-1或者N-2情况下，均无线路过载现象发生；不会新增低频振荡问题；特高压双回线N-1和N-2故障均不会导致系统失稳。因此，特高压接入不会给江西电网带来稳定性问题。

4. 电磁环网解环计算。江西电网与华中电网1000kV/500kV 电磁环网开环运行后，对江西电网小干扰稳定性影响不大；特高压双回线发生N-1故障，线路无过载现象，不会导致系统失稳，满足静态安全和暂态稳定要求；特高压双回线发生N-2严重故障时，江西电网将与华中主网解列，容易引发大面积停电事故，系统失稳。因此，江西交流特高压建设初期，江西省电网与华中电网联络线应维持1000kV/500kV 电磁环网合环运行。

5. 基于实时仿真系统的特高压线路过电压分析。特高压交流输电线路的工频过电压和操作过电压水平与变压器中性点是否接地有直接关系。变压器中性点接地时，江西特高压线路不存在工频过电压和操作过电压问题，变压器中性点不接地时，江西特高压线路存在工频过电压和操作过电压问题。系统发生单相接地、两相接地和单相重合闸时，健全相的电压都会升高，过电压发生在健全相。

Claims

1.一种特高压接入对省级电网稳定性影响的评估方法，其特征在于，所述方法首先建立包含特高压大电网实时仿真系统模型，模型中涵盖了省级电网数据、特高压接入省级电网的数据以及全国联网数据；利用建立的数据模型，计算不同并联电抗器补偿容量对系统稳态电压和暂态过电压的影响，进而确定合理补偿容量；然后分析特高压接入省级以后的潮流、暂态稳定性及小干扰稳定性分析；最后，对特高压接入后的过电压问题进行计算分析。