CN104065096B - 一种利用直流输电降低终端变电站故障下全停风险的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种利用直流输电降低终端变电站故障下全停风险的方法，该方法通过直流输电系统将终端变电站之间连接起来，使得终端变电站之间的功率能够相互支援，功率具有可控性。避免了与终端变电站连接的交流线路或者变压器发生严重故障导致全站失电的风险。提高了终端变电站的供电可靠性，同时不增加系统的短路容量。与现有技术相比，本发明具有提高终端变电站供电可靠性、运行控制灵活，能够实现终端变之间的功率相互支援等优点。

Description

一种利用直流输电降低终端变电站故障下全停风险的方法
技术领域
本发明涉及一种降低终端变电站故障下全停风险方法，尤其是通过直流输电技术来降低终端变电站故障下全停风险的方法。
背景技术
随着电网发展的告诉增长，城市化建设步伐的加快，城市用电单位越来越密集，供电线路以及电源的增加，导致系统短路容量的不断加大，为了降低系统的短路容量，城市电网的某些区域选择使用终端变电站给用户供电。终端变电站的馈电线路采用“闭环设计，开环运行”的供电方式，这种供电方式一定程度上可以降低系统的短路容量，使得供电分区更加清晰。但是由于终端变电站往往采取两回交流线路与电网连接，一旦交流线路或主变发生发生N-1故障不能运行，将可能导致正常的线路或主变出现过载的情况。不得不采取切负荷或者供电区域倒闸操作。更严重的情况，一旦终端变电站与电网连接的交流线路、母线或主变发生全部跳闸的事故，将可能导致终端变电站全部停电的风险。对于这种故障，可采取低电压等级线路的倒闸操作转移负荷的方法，但由于倒闸操作需要时间长达数十分钟甚至几小时，随着数字经济的发展，这种停电事故受到人们的重视，国内外关电力监管机构已将其纳入供电可靠性考核指标体系。对供电比较密集的城市电网来说这种停电事故更是难以接受的，在我国的大城市中，已经发生过几次由于终端变电站的故障导致小规模停电的事故，对经济社会的发展影响构成了较严重的影响。
为了提高终端变电站的可靠性，可在正常运行时将几个终端站通过低一电压等级的线路牵手运行，但由于交流线路的潮流按照自然功率分布，这样环网运行的方式一定程度上可以提高供电可靠性，但是会增加系统的短路容量。同时会存在潮流分配不均，导致有的设备负载偏重的情况。同时一旦高一电压等级的线路发生故障，低一电压等级线路可能会出现过载的状况。故目前配电网不得不采取上述提到的“闭环设计，开环运行”的供电方式。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种直流输电降低终端变电站故障下全停风险的方法，该方法使得潮流变得可控，运行方式灵活，能给两个变电站提供相互的功率支援，当与变电站的主变高压侧连接的线路断开后，可实现快速的供电，最快时间可达到毫秒级别，实现电网故障的无缝自愈，避免了倒闸操作带来的变电站全停问题。同时该方法具有可扩展性，可连接多个终端变，实现多个变电站之间功率互供。在不提高短路容量提高变电站的可靠性，大大降低了终端变电站的全停风险。
为了达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种利用直流输电降低终端变电站故障下全停风险的方法，其特征在于：通过直流输电系统连接终端变电站的110kV电压等级线路，当检测到设备过载或者220kV交流线路故障时，直流输电系统向故障终端站注入有功，降低终端变电站故障下全停的风险。
上述方案中，所述直流输电系统包括但不限于：直流背靠背系统、两端直流输电系统以及多端直流输电系统。
上述方案中，所述的终端变电站是以下两种情况之一：与所述终端变电站连接的220kV线路负载率高于50％的终端变电站，或者终端变电站内主变负载率高于50％的终端变电站。
上述方案中，所述的220kV交流线路故障，是交流线路断线故障或者是交流线路接地故障。
上述方案中，所述的向故障终端站注入有功，具体指检测到设备过载或故障后的5ms时间，向故障站提供有功功率支援。
上述方案中，所述直流输电系统基于电压源型换流器或者电流源型换流器。
现有的提高终端变电站供电可靠性的方法相比，本发明具有运行控制灵活，可行性高、比传统方案具有更高的可靠性。
附图说明
图1为将终端变电站之间采用背靠背直流输电系统连接的示意图；
图2为将终端变电站之间采用两端直流输电系统连接的示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
本发明提出一种利用直流输电降低终端变电站故障下全停风险的方法，其中一个实施例如图1所示。
前述的终端变电站，主要是指供电可靠性较低，设备负载率高于50％，而变电站供应的负荷重要等级较高。直流输电系统可以根据现场情况，采用如图1所示的背靠背直流输电系统或者如图2所示的两端直流输电系统。
前述的采用何种直流输电系统，是需要根据变电站是否有备用的建设用地、是否需要重新铺设直流线路通道、是否有可用的交流电缆改为直流电缆等多种情况综合分析。
前述的直流输电容量通过拟投运年份以及未来负荷增长的情况结合仿真手段得到。其目的是为了保证主变或220kV线路全跳后，能供应连接终端站的70％全部负荷或全部一、二级重要负荷，同时应保证连接的110kV线路不过载。
前述的故障下终端站全停风险，可以是220kV交流线路故障，可以是交流线路断线故障，交流线路接地故障保护跳开线路。
前述的进一步地，所述的迅速向故障终端站注入有功，是指检测到设备过载或220kV交流线路故障后的5ms时间，即可向故障站提供快速的有功功率支援。
前述的直流输电系统不仅仅是如图1所示的用于两个终端变电站之间的互联，同样可以应用于多个终端站之间的互联，同时降低多个终端变电站在故障下全停的风险。提高终端站的供电可靠性。
本发明的系统，不会增加系统的短路容量，接入后对系统的保护定值不会产生影响。
最后应该说明的是：结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到：本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的专利要求保护范围之内。

Claims (1)

1. 一种利用直流输电降低终端变电站故障下全停风险的方法，其特征在于：通过直流输电系统连接终端变电站的110kV电压等级线路，当检测到设备过载或者220kV交流线路故障时，直流输电系统向故障终端站注入有功，降低终端变电站故障下全停的风险；
所述直流输电系统包括但不限于：直流背靠背系统、两端直流输电系统以及多端直流输电系统；
所述的终端变电站是以下两种情况之一：与所述终端变电站连接的220kV线路负载率高于50%的终端变电站，或者终端变电站内主变负载率高于50%的终端变电站；
所述的220kV交流线路故障，是交流线路断线故障或者是交流线路接地故障；
所述的向故障终端站注入有功，具体指检测到设备过载或故障后的5ms时间，向故障站提供有功功率支援；
所述直流输电系统基于电压源型换流器或者电流源型换流器。
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