云南交直流稳控系统解耦方案研究

2021-09-02张丹杨洋

云南电力技术 2021年4期

关键词：主站控系统直流

张丹，杨洋

（1. 云南电网有限责任公司，昆明 650011；2. 中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司，昆明 650051）

0 前言

本文针对异步联网后云南电网的稳定特性以及稳控系统的适应性进行分析，提出适应异步联网后交直流稳控系统解耦方案。

1 异步联网前后电网特性分析

1.1 异步联网前云南电网的稳定特性分析

异步联网前，云南电网与南方电网主要运行特点（2015水平年）：

1）交直流并联运行强直弱交网架结构特性明显：已形成“8交8直”，直流通道输送电力占比约70-80 %；

2）远距离、大容量送电：云南电网外送HVDC容量16.4GW（2015年）；

3）多回直流集中馈入：在受端珠三角200×200 km区域内，落入8回直流（共27.2GW）。

异步联网前云南电网运行主要的稳定风险：

1）云南大容量直流发生故障闭锁后，会导致潮流大规模转移到交流通道，功角稳定问题是云南电网与南方电网间的主要稳定问题。

2）电源集中送出地区（滇西地区、滇东北地区）电源送出通道上发生严重故障后，功角稳定问题是云南电网内部的主要稳定问题。

1.2 异步联网后云南电网的稳定特性分析

异步联网后云南电网运行主要的稳定风险：

1）楚穗、普侨直流单极2500 MW时云南最高频率超过50.60 Hz，容易达到高周切机第一轮动作门槛。异步联网后双极闭锁，云南电网内与南方电网联系的楚穗、普侨、牛从、金中、永富、鲁西背靠背直流闭锁故障，将出现大量富余功率，引起云南电网频率上升，如金中、楚穗、普侨双极闭锁，牛从三极闭锁将导致系统频率超过50.80 Hz。

2）电源集中送出地区（滇西地区、滇东北地区）电源送出通道上发生严重故障后，功角稳定问题是云南电网内部的主要稳定问题。

2 云南电网交直流稳控系统解耦方案分析

2.1 交直流稳控系统解耦的必要性

目前云南稳控系统与南网稳控系统共有7个接口，这些接口一方面为云南电网的7个外送直流通道双极闭锁故障提供备用切机容量，另一方面转发云南电网自身N-2故障的切机命令。根据直调稳控系统与云南电网接口主要情况详见图1所示，云南区域稳控需分别为5000 MW以上直流预备切机组容量2000 MW以上。

图1 南方电网与云南电网稳控系统接口图

1）交直流稳控系统互连互通，使本已解耦的交流系统被迫再次联通，系统复杂。云南交直流稳控系统解耦后可将交流稳控、直流稳控的功能和硬件组织结构进行区分，可提高系统的可靠性和灵活性。

2）黄坪、仁和、太安等重要站点影响面广，稳控系统的检修、调试工作难度大。2018年，因新东直流配套电厂接入调试、试运行，云南滇西北送出断面累计受限25天，相关断面功率受限1700 MW，影响云南水电消纳8.5亿kWh。云南交直流稳控系统解耦后，单一侧南网或云南稳控系统检修、调试均不影响另一侧系统的正常运行，可大大减少因检修、调试引起的云南弃水。

3）每个接口只简单考虑了对应直流双极闭锁故障时的切机容量组织，各个直流稳控系统之间未形成切机容量的互备，云南交直流稳控系统解耦后可充分考虑云南主要干流电站来水不同时的流域间互备，提升可切容量的裕度。

4）主网直流稳控系统与云南交流稳控系统相互耦合、接口复杂，交直流系统运行相互交织、协调难度大，云南交直流稳控系统解耦后可按控制区域进行功能划分，降低控制难度。

5）云南交直流稳控系统解耦后可适应近期昆柳龙直流、云贵互联直流以及远期更多直流系统的接入需要，同时在现有基础上还可以在主站扩展部署多直流功率协调控制，云南高周协调控制等高级应用，近远期适应性均非常好。

因此，云南交直流稳控系统解耦是非常有必要的。

2.2 云南电网交直流稳控系统解耦原则

为实现直流稳控系统与云南交流稳控系统实现解耦，减少相互影响，简化接口方式，主要遵循以下原则：

1）直流稳控系统设置协调切机控制主站，可切机组实现流域互剂，满足直流灵活送电要求。

2）实现直流稳控系统与云南交流稳控系统解耦。

3）工程实施对现有直流和交流稳控系统运行影响小，尽可能降低对系统送电影响。

4）多直流协调切机控制主站可扩展性好，适应远期电网发展和稳控新技术应用需要。

2.3 云南电网交直流稳控系统解耦方案

按流域互济原则设置两座多直流协调切机主站，分别接入金沙江和澜沧江两大流域直流稳控主站，以及另一流域备切执行站。

多直流协调切机主站1 和平站（简称和平协调主站）负责组织金沙江流域机组，向有远方备切需求、主送澜沧江电源的直流提供备切电源容量池，拟接入电厂8个（梨园、阿海、龙开口、鲁地拉、观音岩、乌东德L，乌东德R，溪洛渡），直流3个（新东、楚穗、普侨）；多直流协调切机主站2宝峰站（简称宝峰协调主站）负责组织澜沧江流域机组，向有远方备切需求、主送金沙江电源的直流提供备切电源容量池，拟接入电厂9个（乌弄龙、里底、托巴、黄登、大华桥、苗尾、漫湾、大朝山、糯扎渡），直流3个（牛从、昆柳龙、鲁西）。