大电网实时快速安全稳定控制系统研制

白申义,李建敏,许圣龙,朱云峰,赵晓铎

(1.许继集团有限公司，河南 许昌 461000；2.许昌许继软件技术有限公司,河南 许昌 461000)

0 引言

我国的电力资源严重不平衡，发电源汇集区和负荷汇集区相距甚远，远距离、大容量输电是必然选择。近年来，远距离、大容量的直流输电在我国被广泛应用。2020年前后，溪洛渡—株洲、溪洛渡—浙西等特高压直流工程将陆续建成。届时，我国将建成特高压直流工程15个，包括特高压直流换流站约30座，线路约2.6万公里，输送容量达到9 440万千瓦[1-3]。

柔性直流输电一般采用绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)阀，可以使用门极控制脉冲将器件开通或关断，不需要换相电流的参与，不存在换相失败的问题，因此输电运行方式更灵活，系统可控性更好。近年来，柔性直流输电模式逐步推广，电网结构发生了重大变化。与交流电网相比，含柔直输电网络的电网系统故障特征及对安全稳定控制的需求有很大不同[4-5]，主要体现在2个方面。一是动作速度要求更快。直流系统发生故障后，直流控保会很快地动作，跳开断路器，造成输电网络功率不平衡，从而出现过压或过流。这时需要立即投入耗能设备，维持功率的平衡，避免系统失稳。但耗能装置的投入持续时间有限，安控系统需要在耗能装置退出前完成策略执行，应用于柔直输电网络的安控系统动作时间要远快于传统安控系统才能满足应用需求。二是故障策略十分复杂。对于复杂的柔直输电网络，例如张北示范工程的四端柔直输电系统[6-7]，采用双极模式，各种运行方式下的故障情况多达2 700多种。……