西电东送多直流落点研究西电东送多直流落点研究.pdf

西电东送与全国联网中的多直流落点问题 及其分析方法 徐政 韩祯祥 浙江大学电机系 310027 杭州 摘要 讨论了直流输电在大功率远距离输电、限制短路电流水平、从网络结构上根除低频振荡并隔断 交流故障传递避免连锁反应等方面的优势，直流输电技术将在西电东送和全国联网中起主导作用。 今后二十年内我国将出现很多条直流输电线路，由此形成的大规模交直流电力系统在世界上也是罕 见的，其中多条直流输电线路落点同一交流系统的情况，即直流输电多馈入问题将是系统规划和运 行中十分关心的问题。对于多条直流输电线路落点同一交流系统，到底会出现什么样的问题，目前 国际上并没有充分的经验。因此研究多直流落点网络结构特别是交直流并列输电情况下的多直流落 点网络结构可能引起的问题以及解决这些问题的措施，对于我国电网的发展，具有十分重要的意义。 针对大规模交直流电力系统中多馈入直流输电仿真计算涉及到的几个相关问题进行了分析，包括大 规模交直流电力系统仿真计算的工具分析，直流输电系统准稳态模型的适用性分析，交直流电力系 统机电暂态仿真的基本原理分析，导致逆变器换相失败的因素分析等。 1 直流输电的特点及其在我国的应用前景 [1-2] 今后十到二十年内，我国电网的发展战略是 “全国联网、西电东送、南北互供”。鉴于交流 特高压技术的研究和开发在全球范围内早已处于停顿状态，目前，随着全球对环境保护的日益重视， 已很难看到交流特高压技术有复苏的迹象。因此，在未来二十年内，我国采用交流特高压技术进行 西电东送和全国联网，没有现实性。采用常规500kV 交流输电技术进行西电东送和全国联网，同样 存在很大困难。 首先，对于输电距离上千公里、输送容量上千万千瓦的西电东送工程，500kV 交流输电技术已 无能为力；其次，采用500kV 交流输电技术进行联网，由于以下原因，也很难有发展前途。 (1) 由于限制短路电流的需要，不可能采用500kV 交流输电技术联网：在未来十到二十年内，我 国几个大区同步电网的容量都将超过 1 亿千瓦，500kV 电网的短路电流水平将超过 50kA ， 甚至超过 63kA ，解决同步电网中短路电流水平超限问题将是电网运行的一个十分关键的问 题。如采用交流同步联网，将进一步加剧业已存在的短路电流水平超限问题。事实上，目前 500kV 电网才刚刚有所发展，有些电网已经遇到了500kV 电网短路电流超限问题，而且解决 起来相当困难。 (2) 采用500kV 交流联网，极有可能发生联络线功率低频振荡问题：根据国内外大电网运行的经 验，当两个大容量电网交流互联以后，发生低频振荡的可能性很大，而且在这种情况下，一 旦发生低频振荡，解决起来就比较困难，并不是所有机组配置PSS 就能解决问题。 (3) 采用500kV 交流联网，有可能使一个系统中的故障传递到另一个系统，引起连锁反应，最后 造成国外已出现过的大面积停电事故。 因此，交流输电技术在西电东送和全国联网中的作用有限，直流输电将在西电东送和全国联网 中起主导作用。这是由于直流输电具有如下技术特点，可以很好地满足西电东送和全国联网的要求。 (1) 直流输电技术特别适合于大功率、远距离输电，对于输电距离上千公里、输送容量上千万 千瓦的西电东送工程，采用直流输电是最经济合理的方案。根据国外资料提供的数据，目 前直流输电的等价距离在 600～900km 之间。粗略地说，当输电距离超过等价距离后，采 1 用直流输电比采用交流输电经济。 (2) 直流联网后，不会对被联交流系统的短路电流水平产生影响。 (3) 采用直流联网，就从网络结构上彻底根除了产生低频振荡的可能。 (4) 采用直流联网，可以在网络结构上隔断交流故障的传递，避免发生连锁反应，是在网络结 构上