电网省际直流输电通道故障调度

高道春，王国平

(云南电力调度控制中心，昆明 650011)

电网省际直流输电通道故障调度

高道春，王国平

(云南电力调度控制中心，昆明 650011)

以云南电网为例，分析了省际高压直流输电通道发生闭锁故障后，后送端电网的内现象、省际直流送电通道故障处置难点、云南的送端电网采取的快速处置方案。

云南电网；省际高压直流输电；调度故障处置

0 前言

高压直流输电因其可以远距离、大功率输电，且具有调节速度快、可实现交流系统异步连接、无运行稳定问题等优点，故已逐步在国内外广泛应用[1-3]。目前，仅云南电网内就有三条直流向广东送电：±800 kV楚穗直流、±800 kV普侨直流及±500 kV牛从直流，其中±800 kV楚穗直流为世界第一条±800 kV特高压直流输电工程，于2009年7月投产运行，西起云南楚雄，东至广东穗东，最大输送功率达5 000 MW。交直流互联方式下，因直流输送功率较大，对于送端的云南电网，若发生直流闭锁故障而稳控装置不安排切机或拒动，必将导致网内相关交流断面、省际交流通道过负荷甚至越极限。提前制定相关处置方案可为省调调度员在直流故障情况下安全、高效地处理事故提供保障。

1 故障后送端电网内现象

省际高压直流输电通道故障后，会出现一系列明显的现象，对于送端电网，一般会有下列现象[4-5]：

1)若发生双极闭锁 (即该直流通道全部闭锁)，直流输送功率突降为零；若仅单极闭锁，则直流输送功率还剩原一半左右 (取决于运行极过负荷能力)。

2)EMS系统中AGC一般会暂停控制，因潮流变化幅值较大，超出AGC最大允许变化值。

3)省内与直流通道平行 (指输送潮流方向)交流通道 (尤其是500 kV交流通道)过负荷甚至越极限。

4)省际交流联络通道潮流过负荷甚至越极限。

5)因潮流大量转移，送端网内相关厂站电压值将大幅下降。

2 省际直流送电通道故障处置难点

省际直流送电通道故障后的处置涉及网、省两级调度同时进行，总调会快速调减云南网内所调电厂出力，省调也会令调管电厂快减出力，极易出现减幅过猛使省内电力平衡及外送功率偏差过大导致频率下降过多；若减的力度不够，又会加长相关断面超极限运行时间，风险并未解除。处置的难点就在于如何确定一个边界来供网、省两级调度参照，保证快速性和适度性。

3 直流送电通道故障调度处置原则

1)通过 “三监视”及时判断直流通道故障。“三监视”指在EMS上重点监视直流通道、省内交流通道及省际外送交流通道潮流值，根据监视断面潮流值突变、大幅转移即可判断出有直流送电通道故障闭锁。另外AGC暂停控制、电压大幅降低等现象也可辅助判断。

2)依据 “两明确”决定采取相关调控措施。省调调度员向总调值班调度员确认发生省际直流送电通道故障后，立即与之请示明确省际交流外送通道断面控制值、总外送功率值，第一个值将省际交流通道实时潮流人为 “钳住”不超极限，第二个值保证相关电力平衡偏差不致过大。两级调度依据该边界条件及时调节所辖电厂出力，保证快速性和适度性。

3)采取 “三控”措施调整水、火电出力。即按照上级调度指令首先将省际交流外送通道断面潮流调减不超控制值，再控制省内相关交流通道在极限值以内，然后将总外送功率按第2步中明确的值进行控制 (若需增加出力，应优先非源端电厂，否则省内交流通道又可能越极限)。由于此时需要越限断面送端电厂快减出力，AGC调减速度达不到要求，故在此阶段应将待减电厂AGC退出，电话下令电厂快减出力。

4)及时通知相关厂站进行电压调整。由于潮流大量转移，将导致相关厂站电压大幅降低，省调调度员应及时令受影响电厂发电机迟相运行，变电站投退无功补偿设备，将电压控制在合格范围内。故障处置流程如图1所示。

4 实例仿真分析

下面就通过模拟±800 kV楚穗直流输送功率5 000 MW时发生单极闭锁后，作为送端网的云南电网省调值班调度员的处置过程来具体说明以上方案执行情况。

4.1 故障前的电网运行方式

云南电网通过2条±800 kV直流通道、1条± 500 kV直流通道、4条500 kV交流线路及2条220 kV交流线路向南方电网输送电能，±800 kV楚穗直流交直流互联方式下，云电外送理论上最大值可达18 800 MW，其中±800 kV楚穗直流双极最大可送5 000 MW、4条500 kV交流通道控制极限为4 300 MW。500 kV主网系统正常运行方式无检修、水电出力按汛期最大出力考虑。

图1 故障处置流程

图2 相关电网示意图

图2 为部分接线示意图及相关断面潮流值。为安全起见，500 kV外送交流通道留出200 MW裕度。±800 kV普侨直流按半极投运考虑，最大输送1 250 MW，±500 kV牛从直流目前仅一极投运，最大输送1 600 MW。

4.2 楚穗直流单极闭锁后的电网运行方式

±800 kV楚穗直流单极闭锁后，剩余运行极有短时1.1倍过负荷能力，能输送2 750 MW。因安全稳定控制装置针对单极闭锁故障不安排切机，故将有2 250 MW的功率会瞬时通过500 kV和平断面送入主网，云南电网网内由西至东断面将严重过载。相关断面控制极限如图3所示。

图3 相关断面极限示意图

由此可知，±800 kV楚穗直流单极闭锁故障后将导致省内、省际相关交流断面严重过载，其中，因总外送计划值尚未修改，而其他两路直流通道已满送，故2 250 MW可能全部转移至500 kV省际交流通道，该通道功率达6 350 MW，过负荷148%，严重影响电网安全。

4.3 直流单极闭锁后的处置

省调值班调度员根据 “三监视”原则判断出楚穗直流发生单极闭锁后 (功率由5 000 MW突降为2 750 MW)，立即与南网总调联系，取得“两明确”数据，并询问总调管辖的小湾、金安桥电厂会减多少功率；与此同时，省调其他调度员直接电话令功果桥、阿海电厂、漫湾、大朝山等电厂快减出力，迅速将云南省内由西向东500 kV交流断面、省际500 kV交流断面潮流值调减下来 (“三控”中的前两控)。因西 (北)部水电调减后，电力平衡会受影响，需要在 “两明确”的指导下，增加滇东部、东北部、南部水、火电及滇西南水电出力，平衡省内、外送 (第三“控”)所缺电力。

潮流大幅转移后，将导致500 kV和平、草铺、宝峰、七甸、红河、砚山等变电站电压下降20～30 kV左右，故省调调度员应及时关注并调整上述厂站电压，属网、省两级调度共同管辖变电站，应及时向总调申请调整。

待总调明确闭锁的楚穗直流单极能否恢复运行后，省调调度员根据总调确定的云南外送功率曲线及小湾、金安桥电厂发电曲线，将西电东送值按最新计划模式执行，同时将AGC恢复正常运行。

4.4 小结

判断出直流闭锁故障后，省调值班调度员要在最短的时间内将省内、省际相关断面潮流调减下来，以防再发生N-1故障后引发连锁、解网性电网事故；同时要兼顾电力平衡，防止部分电厂块减出力后导致频率下降。若是发生双极同时闭锁且安全稳定控制装置拒动或者双极相继故障(间隔时间大于稳控装置动作时间)，5 000 MW有功几乎全部转移至省内、省际交流通道，要求更快、更大幅的调减源端电厂出力，影响面更广、更深。

5 结束语

随着电网的不断发展，高压直流输电技术的应用会越来越广泛，由于高压直流通道输送容量大，交直流互联方式下闭锁故障后对电网威胁较大，类似云南这种送端电网中值班调度员务必在最短时间内将省内、省际相关交流断面潮流值调减至控制极限以内，并与上级调度协调总外送值，否则相关通道再发生N-1故障跳闸，可能会引发连锁、解网性电网事故。因此，制定直流通道闭锁故障后的相关处置方案，有利于值班调度员快速、有效地进行事故处理，对于电网安全、稳定运行有着重要的意义。

[1] 换流站现场运行技术 [M].北京：中国电力出版社，2013.

[2] 电力系统运行技术 [M].北京：中国电力出版社，2007.

[3] 发电厂电气部分 (第四版) [M].北京：中国电力出版社，2010.

[4] 中国南方电网电力调度管理规程 [Z].北京：中国电力出版社，2008.

[5] 云南电网调度管理规程 [Z].2009.

Discuss on Scheduling Solution of Provincial DC Transmission Channel Fault in Yunnan Power Grid

GAO Daochun，WANG Guoping
(Yunnan Power Dispatching Control Center，Kunming 650011)

Taking Yunnan power grid as an example，Analyzeing the rapid disposal scheme similar to the Yunnan power grid dispatchers should adopt when the inter provincial high voltage direct current transmission channel lock failure.It plays an important role in network security and stable operation because of conduciving to the dispatcher deal with the accident fast and effectively.

Yunnan power grid；high voltage direct current transmission；scheduling fault disposal

TM73

B

1006-7345(2014)05-0013-03

2014-06-21

高道春 (1986)，男，硕士，工程师，云南电力调度控制中心，从事电力调度运行工作 (e-mail)748654207＠qq.com。

王国平 (1982)，男，高级工程师，云南电力调度控制中心，从事电力调度运行、管理方面工作 (e-mail)350928708＠qq.com。