《中国电力报》：南瑞稳定公司：保障水电入鄂不再“蜀道难”

发布时间：2019-08-23 文章来源：南瑞

  为保障工程投产后电网的安全稳定运行，南瑞稳定公司（简称“稳定公司”）为该工程提供了安全稳定控制系统，既能适用于电网发生故障后的紧急控制，又能实现事故后电网频率稳定与电压稳定控制、线路过负荷控制、解列控制等校正控制，提高了第二道防线稳控装置与第三道防线稳控装置的协调配合能力，保障水电入鄂不再“蜀道难”。

  稳控系统保障电网异步互联

  “渝鄂柔性直流背靠背联网工程将稳定控制技术推向了又一高度。该工程是目前已投运柔性直流工程中电压等级最高、输送容量最大的柔直工程，实现了西南与华中电网的异步互联，从根本上解决了水电基地外送直流功率冲击以及跨区电网间远距离传播引起的电网失稳问题，有效降低特高压电网‘强直弱交’带来的结构性风险，简化电网安全稳定控制策略，提高电网运行灵活性和可靠性。”稳定公司该工程项目经理李志辉在接受中国电力报记者采访时表示。

  简单来说，传统电网是一个交流输电系统，直流联网可隔开两个交流电网，即通过换流站实现“交流电—直流电—交流电”的转换。如果将渝鄂输电线路比作一条河流，电网波动就像河中的水花。采用柔性直流输电、背靠背联网技术后，如同在河中加装了一座大坝，不仅能减少水的波动，还能根据大坝上下游的需求控制水流量。

  “西南、华中电网异步互联后，电网稳定特征由功角稳定问题转化为频率安全问题。由于目前西南电网整体惯量较小，西南电网水电装机占总装机的70%，系统频率抗扰能力较弱，且存在超低频振荡风险。需要综合应用直流调制、机组调频参数优化等多措施手段，保证扰动下电网安全稳定运行。渝鄂柔直工程投产初期，西南、华中负荷水平较小，频率调节特性发生变化，需要调整华中和西南电网频率控制方案；在柔直发生故障或近区交流电网故障导致功率不平衡的情况下采取紧急控制措施维持电网平衡，保障电网稳定。”李志辉介绍了稳控系统的研发难点。

  稳定公司研发的安全稳定控制系统实现了与柔性直流控制保护系统数字通信接口的标准化，研发出适应柔性直流特性的直流故障识别判据以及直流功率损失量计算判据。可以准确识别电网各种运行方式和系统故障，与在线综合防御系统集成，实现了安全稳定控制系统离线策略表的在线滚动校核，并可进行在线优化策略刷新，实现电力系统安全稳定的协调控制。

  根据国家电力调度中心要求,当装置检测到换流站直流故障或者500千伏交流线路跳闸,有选择地切除水电机组以及调制三峡直流,使系统迅速恢复稳定,有效防止事故进一步扩大。目前该系统已经达到国际领先水平。

  稳控系统可推广复制

  在国家能源战略引领和政策驱动下，我国新能源持续快速发展，远距离输电规模不断增加，当前电力系统正在深度重构，未来电网故障形态更加复杂，故障下需要调动广域、海量的控制资源来保证电网安全稳定运行。

  “稳控系统的应用以及渝鄂柔性直流背靠背联网工程的投运，有效解决了直流近区交流线路故障或直流闭锁引起的系统稳定问题，提升电网跨区资源优化配置能力和清洁能源消纳能力，针对柔性直流输电方向可翻转特性研发出适应性判据及控制策略，为后续电网之间异步互联、电网稳定控制的实施提供了重要的借鉴意义，可进行推广复制应用。对于践行泛在电力物联网建设起到了应用落地示范作用。”李志辉表示。

  目前电网存在直流工程输送容量不断提升，特高压交直流电网连锁故障问题凸显；多直流换相失败等瞬时扰动冲击大，超出现有稳控系统设防范围；电力电子化特征突出；不同送端不同受端输电格局和稳定形态复杂等问题。

  稳定控制措施量及单一类型控制措施已无法满足电网安全防御要求，需要开拓稳定控制技术新领域、重构电网安全防御体系，构建中国能源互联网实践的大电网系统保护。

  李志辉建议，应从坚强智能电网建设、加强电网认知、实现智能控制等三方面实现技术突破。新一代电力系统的频率、电压波动幅度不断增大，继电保护、安全自动装置等二次系统与一次系统交互影响加剧，其动作行为对仿真准确性影响日趋重要，需要对二次系统进行全面建模；控制对象从几百台设备扩展到上万台设备，需要深入思考集中与分散决策的控制模式，研究多资源、多目标的协调控制方法；现有控制对变流器涉网稳定问题的防御不足，需要开拓稳定控制技术的新领域。