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特高压交直流混联电网稳定控制分析陈凯1，段翔颖2，郭小江2(1．国家电网公司交流建设分公司，北京市100052；2．中国电力科学研究院，北京市100192)摘要：结合我国电网发展综述了特高压交直流混联输电系统安全稳定控制存在的问题及解决方法。首先，根据交直流混联系统网架结构，给出了初步评价该类系统稳定性的一般方法，分析了交直流混联系统存在的稳定性问题及控制需求。其次，结合我国电网规划中的交直流混联系统，论述了利用直流系统功率紧急控制、功率调制、频率调制(效果与加法合成有类似的地方,但本质区别是加法合成是基波和谐波同时存在,FM合成则完全调制了基波而生成另一种波形)等方法提高交直流系统稳定水平的方法，并给出了研究示例，验证了上述方法的有效性。最后，针对目前交直流混联系统研究存在的不足，展望了未来研究方向。关键词：特高压直流，交直流混联系统，直流调制，交直流协调控制中图分类号：TM712文献标志码：A文章编号：1000-7229(2016)01一0064-061301：10．a96a／j．issn．1000—7229．2016。01．0100引言超／特高压直流输电技术的广泛应用，使交直流电网结构变得复杂多样，其中交直流混联输电方式是我国目前及未来交直流接入关系中最重要的形式之一，交流并联系统是交直流混联系统的一种特殊形式。2000年“天广”直流输电工程投运，在我国形成了首个交直流并联运行的输电系统?。为解决我国能源外送问题，建设坚强的特高压交直流电网是我国电力工业发展的重点，未来我国电网将逐渐形成“西电东送、南北互济、特高压交直流并举”的网架格局旧。7o。随着向家坝一上海、锦屏一苏州、溪洛渡一浙江等特高压直流输电工程的相继投运，与现有的2个川电东送500kV输电通道共同构成了交直流混联外送的格局。随着后续多个特高压直流外送工程的建设，以及特高压交流同步电网的逐渐成形，将进件下的交直流混联输电系统将最终形成旧1。交直流系统混联输电方式可以将直流系统自身灵活的控制功能与交流系统的安全稳定控制方法有机地结合起来，发挥各自优势，改善系统运行稳定性。但与纯直流联网系统相比，交直流混联输电系统运行控制复杂，仍有许多理论和技术问题需要解决。本文结合我国特高压电网发展，论述特高压交直流混联系统的安全稳定控制问题；在此基础上，结合电网规划，阐述解决交直流混联系统稳定问题的控制策略和方法，为我国特高压交直流电网规划、设计、运行提供技术参考。1特高压交直流混联系统1．1交直流混联系统交直流混联输电系统是送、受端交流系统之间既有交流线路连接又有直流系统连接的一种输电方式。 对于交直流混联系统，交流通道与直流系统混联结构明显，但在一些系统中，与直流系统混联的交流通道并不明显，交流线路构成了较为复杂的网络，但送、受端关系使其与直流系统共同组成交直流混联输电系统。图1给出了交直流混联系统简化示意图。图1交直流混联系统交直流混联系统通常是先有交流输电线路，为了增强送端系统电力外送能力，后加入了直流系统而形成的。美国太平洋联络线交直流并联系统和我国的“天广”交直流并联输电系统均为此种情况。交直流混联输电方式的主要特点是：送、受端交流系统必须同步运行，这是与纯直流联网的本质区别；可利用混联交流通道方便地进行中间抽能，同时又可以利用直流系统实现远距离输电;可实现交直流通道问输电功率相互支援，但交流通道需为直流单极闭锁引起的功率大规模转移留有裕度。1．2特高压交直流混联系统“十二五”期间，为了满足西南水电基地电能大规模、远距离外送的需求，向家坝一上海±800kV特高压直流输电工程投运后，又陆续建成了多个特高压直流输电工程向华中和华东地区集中送电。四川电网与华中和华东受端系统形成了多直流送出、多直流馈人条件下的交直流混联输电系统H-5’8|，简化网架如图2所示。在交流电网规划建设方面，川渝电网也将陆续建设多个特高压交流输变电工程。图22015年特高压交直流混联系统2 交直流混联系统稳定性评价及控制2．1交直流混联系统强弱关系评价交直流系统之间的相对强弱关系决定了系统的运行特性，理论研究和工程经验表明，采用换流母线处的短路容量与直流额定输送功率的比值，即短路比(shortcircuitratio，SCR)来衡量交直流系统之间的相对强弱关系，进而评估整个系统的稳定水平是一个比较有效的方法。由于交直流混联系统送、受端系统之间存在交流联络线，因此逆变端换流母线处的短路容量不仅与受端系统相关，还与送端系统及交流联络线路相关。因此，根据图l可以得出交直流混联系统受端等效阻抗，即z，=瓦Zinvejrter(Z乏rectifi=er4Zpa=ra|lel)(1)式中：Zl为交直流混联系统受端等效阻抗；Zi。。胁为受端系统等效阻抗；ZT。m。为送端系统等效阻抗；Zo矾姒为等值并联线路等效