CN104362602B - 一种功率支援联合接地极互连的直流偏磁抑制方法 - Google Patents

Abstract

一种功率支援联合接地极互连的直流偏磁抑制方法，其特征是：第一步，判断两高压直流输电工程中是否有高压直流输电工程处于单极‑大地运行方式，如果没有，则不启动高压直流输电功率协调型接地极构造流程，否则进入第二步；第二步，闭合联络线断路器CB₁和CB₂，并联接地极G₁₁、G₁₂及接地极G₂₁、G₂₂，将接地极G₂₁和G₂₂作为接地极G₁₁和G₁₂的分流通道；第三步，比较两运行方式间所能制造的不平衡电流的大小，若未处的电流大，则根据处于的电流幅值调整未处于的正负极输送功率，主动制造反向的不平衡电流，抵消联络线上分流过来的电流，否则根据未处所能承受的最大不平衡电流进行调整。采用该方法能够较好地削弱较大幅值的直流入地电流，提高电网设备安全稳定运行水平。

Description

一种功率支援联合接地极互连的直流偏磁抑制方法

技术领域

本发明涉及电力高压直流输电技术，特别是一种高压直流输电工程处于单极-大地运行方式时，如何快速地将较大的直流入地电流进行转移并平衡，减小直流入地电流对接地极周围中性点接地变压器的不良影响的功率支援联合接地极互连的直流偏磁抑制方法。

背景技术

高压直流输电工程单极-大地运行时，较大幅值的直流入地电流将会侵入接地极周围中性点接地变压器内，造成变压器铁心磁滞曲线偏离正常工作点，引发变压器直流偏磁现象，影响变压器及电力系统的安全稳定运行。因此，有必要快速地对较大的直流入地电流进行转移和平衡，采取主动响应措施减小直流入地电流，从而减轻接地极附近中性点接地变压器直流偏磁现象，提高电网设备乃至整个电网的安全稳定运行水平。

在现有的高压直流输电直流入地电流方面的研究中，主要关注点是对接地极结构设计、埋设的研究和改进，有关高压直流输电接地极电流对交流系统影响方面的文献、专利也有报道。如中国发明专利文献200810116222.4公开的《一种消除直流工程接地极电流对交流系统影响的试验方法》，其技术方案是利用另外一条直流输电线路双极不平衡运行方式来产生反向接地极入地电流，补偿本直流单极大地-运行方式接地极入地电流对交流系统运行的影响。该方法存在如下问题：一是该方法的效果受被试直流系统和非被试直流系统之间大地电阻率分布情况影响，有一定的局限性；二是非被试直流系统双极不平衡运行时，直流入地电流会对该直流系统接地极附近的交流系统造成影响；三是该方法没有给出明确的将非被试直流系统调整为双极不平衡运行方式的量化标准。

发明内容

本发明公开一种功率支援联合接地极互连的直流偏磁抑制方法，用于高压直流输电工程处于单极-大地运行方式时，快速地将较大的直流入地电流进行转移并平衡，以减小直流入地电流对接地极周围中性点接地变压器的不良影响。

所述功率支援联合接地极互连的直流偏磁抑制方法的技术方案是：第一步，判断两高压直流输电工程中是否有高压直流输电工程处于单极-大地运行方式，如果没有，则不启动高压直流输电功率协调型接地极构造流程，否则进入第二步；第二步，在确认有高压直流输电工程处于单极-大地运行方式时，闭合联络线断路器CB₁和CB₂，并联接地极G₁₁、G₁₂及接地极G₂₁、G₂₂，将接地极G₂₁和G₂₂作为接地极G₁₁和G₁₂的分流通道；第三步，比较处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式与未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式二者之间所能制造的不平衡电流的大小，若未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式的电流大，则根据处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式的电流幅值调整未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式的正负极输送功率，主动制造反向的不平衡电流，抵消联络线上分流过来的电流，否则根据未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式所能承受的最大不平衡电流进行调整。

2、按照权利要求1所述的功率支援联合接地极互连的直流偏磁抑制方法，其特征是：所述主动制造反向不平衡电流，按照如下公式进行：

1)ΔS表示未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式下双极不平衡功率的调整量，S₂₁表示未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式下正极输送功率，S₂₂表示未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式下负极输送功率，I_L表示处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式下接地极电流或未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式下所能承受的最大不平衡运行电流的幅值，U_N表示未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式下的额定电压。

本发明针对目前高压直流输电接地极电流对交流系统影响的研究存在的问题，将两个高压直流输电工程的接地极通过联络线进行连接，形成分流通道，在此基础上，提出了针对一条直流输电线路单极-大地运行时较大的直流入地电流对交流系统中设备的不良影响，主动将另一条直流输电线路调整为双极不平衡运行方式的应对方法。采用该方法能够较好地削弱较大幅值的直流入地电流，提高了电网设备安全稳定运行水平。

附图说明

图1为本发明的接地极联络示意图；

图2为本发明的构造流程示意图。

具体实施方式

如图1示。首先将两条高压直流输电线路的接地极通过联络线进行连接，形成分流通道，接地极联络示意图如附图1所示。第一步，判断是否有高压直流输电工程处于单极-大地运行方式，判断运行方式是通过直流控制系统进行判断的，常规做法本发明不涉及，如果没有，则不启动高压直流输电功率协调型接地极构造流程，否则进入第二步；第二步，闭合联络线断路器CB₁和CB₂(假设高压直流输电工程1处于正极单极-大地运行方式)，并联接地极G₁₁、G₁₂及接地极G₁₁、G₁₂，将接地极G₁₁和G₁₂作为接地极G₁₁和G₁₂的分流通道；最后，判断直流工程2所能制造的不平衡电流是否大于直流工程1单极-大地运行时的电流，如果大于，则根据直流工程1的电流幅值，调整高压直流输电工程2的正负极输送功率，主动制造反向的不平衡电流，抵消联络线上分流过来的电流，否则根据直流工程2所能承受的最大不平衡电流进行调整。主动制造反向不平衡电流，其对应的公式为：

1)ΔS表示高压直流输电工程2双极不平衡功率的调整量，S₂₁表示高压直流输电工程2正极输送功率，S₂₂表示高压直流输电工程2负极输送功率，I_L表示高压直流输电工程1的接地极电流(或高压直流输电工程2所能承受的最大不平衡运行电流)的幅值，U_N表示高压直流输电工程2的额定电压；

2)公式(1)中间项表示高压直流输电工程2需要主动制造的功率不平衡量的大小；

3)公式(1)右边第一项表示高压直流输电工程2正极功率调整后的输送功率；

4)公式(1)右边第二项表示高压直流输电工程2负极功率调整后的输送功率；

5)根据公式(1)可以确保高压直流输电工程2输电总功率保持不变。

该构造过程的流程如附图2所示。

实施例：

采用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立如图1所示的仿真电路。其中，直流工程1的参数设置参考葛-上直流输电工程，直流工程2的参数设置参考宜-华直流输电工程，两条直流的输电走廊均为湖北宜昌到上海。选取两条直流输电工程接地极附近的交流变电站共10个，分别为：安福寺变电站(500kV)，顾家店变电站(220kV)，猇亭变电站(220kV)，白家冲变电站(220kV)，枝江变电站(220kV)，郭家岗变电站(220kV)，朝阳变电站(500kV)，长阳变电站(220kV)，车站变电站(220kV)，杨家湾变电站(220kV)。

将葛洲坝接地极与宜都接地极采用联络线进行连接，当葛-上直流输电工程处于单极-大地运行方式时，在保证宜-华直流总体输送功率不变的前提下，主动调节宜-华直流不平衡运行，使得宜-华接地极电流与葛洲坝接地极电流方向相反，以实现削弱葛洲坝接地极直流入地电流的目的。

(1)葛上正极单极-大地运行，输送功率为600MW。宜-华直流双极平衡运行，每极输送功率900MW。此时葛-上直流产生的不平衡电流为+1200A，为进一步降低变压器中性点侵入的直流电流，主动将宜-华直流正极功率调节为300MW，负极功率调节为1500MW，此时宜华直流产生不平衡电流-1200A,二者抵消，各主变中性点电流为0。

(2)葛上正极单极-大地运行，输送功率为600MW。宜-华直流双极平衡运行，每极输送功率为1300MW。此时，宜-华直流允许的最大不平衡功率工况为，负极输送1500MW，正极输送1100MW，不平衡功率为-400MW。因此该工况下，宜-华直流产生的不平衡电流为-800A，在与葛-上直流工程+1200A直流电流抵消后，葛洲坝接地极入地电流为+193A，宜都接地极入地电流+206A。仿真结果对比如表1。

表1 综合措施抑制变压器中性点电流效果对比

Claims (2)

1.一种功率支援联合接地极互连的直流偏磁抑制方法，其特征是：第一步，判断两高压直流输电工程中是否有高压直流输电工程处于单极-大地运行方式，如果没有，则不启动高压直流输电功率协调型接地极构造流程，否则进入第二步；第二步，在确认有高压直流输电工程处于单极-大地运行方式时，闭合联络线断路器CB₁和CB₂，并联接地极G₁₁、G₁₂及接地极G₂₁、G₂₂，将接地极G₂₁和G₂₂作为接地极G₁₁和G₁₂的分流通道；第三步，比较处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式与未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式二者之间所能制造的不平衡电流的大小，若未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式的电流大，则根据处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式的电流幅值调整未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式的正负极输送功率，主动制造反向的不平衡电流，抵消联络线上分流过来的电流，否则根据未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式所能承受的最大不平衡电流进行调整。

2.按照权利要求1所述的功率支援联合接地极互连的直流偏磁抑制方法，其特征是：所述主动制造反向不平衡电流，按照如下公式进行：

$\mathrm{\Δ}S=I_L\·U_N=(S_{21}+\frac{\mathrm{\Δ}S}{2})-(S_{22}-\frac{\mathrm{\Δ}S}{2})---\left(1\right)$

式(1)中ΔS表示未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式下双极不平衡功率的调整量，S₂₁表示未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式下正极输送功率，S₂₂表示未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式下负极输送功率，I_L表示处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式下接地极电流或未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式下所能承受的最大不平衡运行电流的幅值，U_N表示未处于高压直流输电工程正极单极-大地运行方式下的额定电压。