加強主網架結構。特高壓運行實踐表明:交流電網規模必須與直流容量相匹配,才能承受大容量直流閉鎖帶來的頻率沖擊;交流網架強度必須達到一定水平,才能承受直流故障擾動帶來的巨大功率沖擊。相對于直流的大容量輸送,交流電網發展滯后,現有交流電網規模和強度不足以支撐直流大規模運行,大電網運行風險始終存在。
解決“強直弱交”問題的關鍵在于強化交流電網建設,使之與直流容量、規模相匹配。當前,國家電網正積極構建堅強的東、西部同步電網,實現電網全面優化升級,服務國家清潔能源發展戰略。
提升仿真技術。正在建設的新一代仿真平臺包括數模混合仿真和數字混合仿真兩大部分。在現有機電 -電磁混合仿真基礎上,擴大電磁暫態仿真規模,采用實際控保裝置模擬直流控制保護行為,采用超級計算技術提升仿真效率,并實現FACTS、柔性直流等電力電子裝置建模驗證,為特高壓電網的安全運行提供了有力支撐。
修訂穩定計算標準。針對特高壓交直流互聯出現的威脅電網安全穩定運行的新故障形態,公司修訂了《國家電網安全穩定計算技術規范》,指導電網規劃與運行。在現有安全穩定計算標準考慮直流系統單、雙極閉鎖故障的基礎上,將直流連續換相失敗、再啟動、直流功率突降等故障形態納入第一、二級計算標準,對于同送、受端多回直流同時多次換相失敗等情況,作為嚴重故障形態進行校核。
優化系統運行控制策略。根據修訂后的《國家電網安全穩定計算技術規范》,深化交直流電網特性分析,合理制定運行控制策略。部署單回、多回特高壓直流連續換相失敗情況下主動閉鎖直流并聯切送端機組的控制措施,阻斷由于直流換相失敗引發的連鎖反應。優化直流再啟動、功率速降、速切交流濾波器等控制保護策略。通過調整受端電網交流線路重合閘時間延長 2次同時換相失敗時間間隔,減小直流擾動對交流系統的沖擊。
強化頻率、電壓控制手段。加強一次調頻分析與管理,完善機組一次調頻性能在線監測手段,核查機組一次調頻投入、響應情況,強化一次調頻評價考核,對于不滿足要求的機組盡快整改。加強抽蓄電站布局和應用研究,解決特高壓直流饋入事故備用問題,滿足清潔能源大規模開發和受電地區調峰要求,提高清潔能源消納水平。
深入研究掌握多直流落點地區的電壓穩定特性,統籌規劃受端電網動態無功布局,結合十三五規劃,在華東多直流饋入受端系統,及華中、西北、華北等大容量直流送端開展加裝調相機研究工作。
提升新能源涉網性能。專題研究新能源機組涉網特性,制定相關標準,開展系統性治理工作,挖掘新能源場站自身動態有功、無功調節能力,參與系統調頻調壓,防范由于新能源大規模脫網引發連鎖反應的風險。
針對新能源大規模并網后與系統耦合產生次同步振蕩的問題,加強新能源次同步諧波管理,加強風火相鄰等重點地區次同步諧波監測,實現源頭治理。開展新能源次同步振蕩機理研究,推動制定相關標準。部署次同步振蕩安控措施,在系統中發生次同步振蕩時切除相關風電機組,該系統自2015年下半年投產至今,動作30余次(均正確動作 ),有效控制了次同步諧波的影響。
隨著后續特高壓直流工程的相繼投產,跨區送電規模還將進一步擴大,控制措施日趨復雜,交直流電網復雜程度和脆弱性都在不斷增加,系統安全風險在較長一段時期內仍將持續存在,對大電網運行與控制中出現的各類新問題、新現象,還需不斷開展深入研究,在特高壓運行控制領域不斷實現技術創新。 來源:國家電網雜志