中國儲能網(wǎng)訊：前不久，我國又一項“世界之最”的輸電工程全面投運——渝鄂柔性直流背靠背聯(lián)網(wǎng)工程北通道換流站投運。此前，該工程南通道換流站已于6月24日投運，因此北通道投運標(biāo)志著該工程全面投運。該工程實現(xiàn)川渝電網(wǎng)與華中電網(wǎng)異步互聯(lián)，在世界上首次將柔性直流輸電電壓提升至±420千伏，電力輸送容量達(dá)到500萬千瓦，對優(yōu)化國家電網(wǎng)格局、促進(jìn)能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、提升電網(wǎng)科技水平具有重要意義。
為保障工程投產(chǎn)后電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，南瑞穩(wěn)定公司（簡稱“穩(wěn)定公司”）為該工程提供了安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)，既能適用于電網(wǎng)發(fā)生故障后的緊急控制，又能實現(xiàn)事故后電網(wǎng)頻率穩(wěn)定與電壓穩(wěn)定控制、線路過負(fù)荷控制、解列控制等校正控制，提高了第二道防線穩(wěn)控裝置與第三道防線穩(wěn)控裝置的協(xié)調(diào)配合能力，保障水電入鄂不再“蜀道難”。
穩(wěn)控系統(tǒng)保障電網(wǎng)異步互聯(lián)
“渝鄂柔性直流背靠背聯(lián)網(wǎng)工程將穩(wěn)定控制技術(shù)推向了又一高度。該工程是目前已投運柔性直流工程中電壓等級最高、輸送容量最大的柔直工程，實現(xiàn)了西南與華中電網(wǎng)的異步互聯(lián)，從根本上解決了水電基地外送直流功率沖擊以及跨區(qū)電網(wǎng)間遠(yuǎn)距離傳播引起的電網(wǎng)失穩(wěn)問題，有效降低特高壓電網(wǎng)‘強(qiáng)直弱交’帶來的結(jié)構(gòu)性風(fēng)險，簡化電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略，提高電網(wǎng)運行靈活性和可靠性?！狈€(wěn)定公司該工程項目經(jīng)理李志輝在接受中國電力報記者采訪時表示。
簡單來說，傳統(tǒng)電網(wǎng)是一個交流輸電系統(tǒng)，直流聯(lián)網(wǎng)可隔開兩個交流電網(wǎng)，即通過換流站實現(xiàn)“交流電—直流電—交流電”的轉(zhuǎn)換。如果將渝鄂輸電線路比作一條河流，電網(wǎng)波動就像河中的水花。采用柔性直流輸電、背靠背聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，如同在河中加裝了一座大壩，不僅能減少水的波動，還能根據(jù)大壩上下游的需求控制水流量。
“西南、華中電網(wǎng)異步互聯(lián)后，電網(wǎng)穩(wěn)定特征由功角穩(wěn)定問題轉(zhuǎn)化為頻率安全問題。由于目前西南電網(wǎng)整體慣量較小，西南電網(wǎng)水電裝機(jī)占總裝機(jī)的70%，系統(tǒng)頻率抗擾能力較弱，且存在超低頻振蕩風(fēng)險。需要綜合應(yīng)用直流調(diào)制、機(jī)組調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化等多措施手段，保證擾動下電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。渝鄂柔直工程投產(chǎn)初期，西南、華中負(fù)荷水平較小，頻率調(diào)節(jié)特性發(fā)生變化，需要調(diào)整華中和西南電網(wǎng)頻率控制方案；在柔直發(fā)生故障或近區(qū)交流電網(wǎng)故障導(dǎo)致功率不平衡的情況下采取緊急控制措施維持電網(wǎng)平衡，保障電網(wǎng)穩(wěn)定?！崩钪据x介紹了穩(wěn)控系統(tǒng)的研發(fā)難點。
穩(wěn)定公司研發(fā)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)實現(xiàn)了與柔性直流控制保護(hù)系統(tǒng)數(shù)字通信接口的標(biāo)準(zhǔn)化，研發(fā)出適應(yīng)柔性直流特性的直流故障識別判據(jù)以及直流功率損失量計算判據(jù)?？梢詼?zhǔn)確識別電網(wǎng)各種運行方式和系統(tǒng)故障，與在線綜合防御系統(tǒng)集成，實現(xiàn)了安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)離線策略表的在線滾動校核，并可進(jìn)行在線優(yōu)化策略刷新，實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的協(xié)調(diào)控制。
根據(jù)國家電力調(diào)度中心要求,當(dāng)裝置檢測到換流站直流故障或者500千伏交流線路跳閘,有選擇地切除水電機(jī)組以及調(diào)制三峽直流,使系統(tǒng)迅速恢復(fù)穩(wěn)定,有效防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。目前該系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
穩(wěn)控系統(tǒng)可推廣復(fù)制
在國家能源戰(zhàn)略引領(lǐng)和政策驅(qū)動下，我國新能源持續(xù)快速發(fā)展，遠(yuǎn)距離輸電規(guī)模不斷增加，當(dāng)前電力系統(tǒng)正在深度重構(gòu)，未來電網(wǎng)故障形態(tài)更加復(fù)雜，故障下需要調(diào)動廣域、海量的控制資源來保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
“穩(wěn)控系統(tǒng)的應(yīng)用以及渝鄂柔性直流背靠背聯(lián)網(wǎng)工程的投運，有效解決了直流近區(qū)交流線路故障或直流閉鎖引起的系統(tǒng)穩(wěn)定問題，提升電網(wǎng)跨區(qū)資源優(yōu)化配置能力和清潔能源消納能力，針對柔性直流輸電方向可翻轉(zhuǎn)特性研發(fā)出適應(yīng)性判據(jù)及控制策略，為后續(xù)電網(wǎng)之間異步互聯(lián)、電網(wǎng)穩(wěn)定控制的實施提供了重要的借鑒意義，可進(jìn)行推廣復(fù)制應(yīng)用。對于踐行泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)起到了應(yīng)用落地示范作用?！崩钪据x表示。
目前電網(wǎng)存在直流工程輸送容量不斷提升，特高壓交直流電網(wǎng)連鎖故障問題凸顯；多直流換相失敗等瞬時擾動沖擊大，超出現(xiàn)有穩(wěn)控系統(tǒng)設(shè)防范圍；電力電子化特征突出；不同送端不同受端輸電格局和穩(wěn)定形態(tài)復(fù)雜等問題。
穩(wěn)定控制措施量及單一類型控制措施已無法滿足電網(wǎng)安全防御要求，需要開拓穩(wěn)定控制技術(shù)新領(lǐng)域、重構(gòu)電網(wǎng)安全防御體系，構(gòu)建中國能源互聯(lián)網(wǎng)實踐的大電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)。
李志輝建議，應(yīng)從堅強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)、加強(qiáng)電網(wǎng)認(rèn)知、實現(xiàn)智能控制等三方面實現(xiàn)技術(shù)突破。新一代電力系統(tǒng)的頻率、電壓波動幅度不斷增大，繼電保護(hù)、安全自動裝置等二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)交互影響加劇，其動作行為對仿真準(zhǔn)確性影響日趨重要，需要對二次系統(tǒng)進(jìn)行全面建模；控制對象從幾百臺設(shè)備擴(kuò)展到上萬臺設(shè)備，需要深入思考集中與分散決策的控制模式，研究多資源、多目標(biāo)的協(xié)調(diào)控制方法；現(xiàn)有控制對變流器涉網(wǎng)穩(wěn)定問題的防御不足，需要開拓穩(wěn)定控制技術(shù)的新領(lǐng)域。
