中國儲能網訊：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，因此北通道投運標志著該工程全面投運。該工程實現(xiàn)川渝電網與華中電網異步互聯(lián)，在世界上首次將柔性直流輸電電壓提升至±420千伏，電力輸送容量達到500萬千瓦，對優(yōu)化國家電網格局、促進能源供給側結構性改革、提升電網科技水平具有重要意義。
為保障工程投產后電網的安全穩(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)，既能適用于電網發(fā)生故障后的緊急控制，又能實現(xiàn)事故后電網頻率穩(wěn)定與電壓穩(wěn)定控制、線路過負荷控制、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)保障電網異步互聯(lián)
“渝鄂柔性直流背靠背聯(lián)網工程將穩(wěn)定控制技術推向了又一高度。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)電網間遠距離傳播引起的電網失穩(wěn)問題，有效降低特高壓電網‘強直弱交’帶來的結構性風險，簡化電網安全穩(wěn)定控制策略，提高電網運行靈活性和可靠性?！狈€(wěn)定公司該工程項目經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)電網是一個交流輸電系統(tǒng)，直流聯(lián)網可隔開兩個交流電網，即通過換流站實現(xiàn)“交流電—直流電—交流電”的轉換。如果將渝鄂輸電線路比作一條河流，電網波動就像河中的水花。采用柔性直流輸電、背靠背聯(lián)網技術后，如同在河中加裝了一座大壩，不僅能減少水的波動，還能根據大壩上下游的需求控制水流量。
“西南、華中電網異步互聯(lián)后，電網穩(wěn)定特征由功角穩(wěn)定問題轉化為頻率安全問題。由于目前西南電網整體慣量較小，西南電網水電裝機占總裝機的70%，系統(tǒng)頻率抗擾能力較弱，且存在超低頻振蕩風險。需要綜合應用直流調制、機組調頻參數優(yōu)化等多措施手段，保證擾動下電網安全穩(wěn)定運行。渝鄂柔直工程投產初期，西南、華中負荷水平較小，頻率調節(jié)特性發(fā)生變化，需要調整華中和西南電網頻率控制方案；在柔直發(fā)生故障或近區(qū)交流電網故障導致功率不平衡的情況下采取緊急控制措施維持電網平衡，保障電網穩(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系統(tǒng)數字通信接口的標準化，研發(fā)出適應柔性直流特性的直流故障識別判據以及直流功率損失量計算判據?？梢詼蚀_識別電網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)調控制。
根據國家電力調度中心要求,當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組以及調制三峽直流,使系統(tǒng)迅速恢復穩(wěn)定,有效防止事故進一步擴大。目前該系統(tǒng)已經達到國際領先水平。
穩(wěn)控系統(tǒng)可推廣復制
在國家能源戰(zhàn)略引領和政策驅動下，我國新能源持續(xù)快速發(fā)展，遠距離輸電規(guī)模不斷增加，當前電力系統(tǒng)正在深度重構，未來電網故障形態(tài)更加復雜，故障下需要調動廣域、海量的控制資源來保證電網安全穩(wěn)定運行。
“穩(wěn)控系統(tǒng)的應用以及渝鄂柔性直流背靠背聯(lián)網工程的投運，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特性研發(fā)出適應性判據及控制策略，為后續(xù)電網之間異步互聯(lián)、電網穩(wěn)定控制的實施提供了重要的借鑒意義，可進行推廣復制應用。對于踐行泛在電力物聯(lián)網建設起到了應用落地示范作用?！崩钪据x表示。
目前電網存在直流工程輸送容量不斷提升，特高壓交直流電網連鎖故障問題凸顯；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安全防御要求，需要開拓穩(wěn)定控制技術新領域、重構電網安全防御體系，構建中國能源互聯(lián)網實踐的大電網系統(tǒng)保護。
李志輝建議，應從堅強智能電網建設、加強電網認知、實現(xiàn)智能控制等三方面實現(xiàn)技術突破。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、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確性影響日趨重要，需要對二次系統(tǒng)進行全面建模；控制對象從幾百臺設備擴展到上萬臺設備，需要深入思考集中與分散決策的控制模式，研究多資源、多目標的協(xié)調控制方法；現(xiàn)有控制對變流器涉網穩(wěn)定問題的防御不足，需要開拓穩(wěn)定控制技術的新領域。
