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薛禹勝:發(fā)展特高壓電網(wǎng),保障大電網(wǎng)安全
2013-03-07
來源:中國能源報
瀏覽數(shù):777
一是500千伏異步方案,華北、華中、華東電網(wǎng)以500千伏交流為主網(wǎng)架;華北—華中維持特高壓單回線弱聯(lián)系不變,與華東通過直流異步聯(lián)網(wǎng)。
二是特高壓異步方案,華北、華中、華東分別采用特高壓交流構建主網(wǎng)架,華北—華中與華東之間通過直流異步聯(lián)網(wǎng)。
三是特高壓同步方案,華北、華中、華東通過特高壓交流構建主網(wǎng)架,形成“三華”同步電網(wǎng)。
上述三個方案與西北和東北送端電網(wǎng)之間都通過直流異步聯(lián)網(wǎng)。
安全穩(wěn)定分析結果表明,“三華”500千伏異步方案中,短路電流大面積超標。若采用降低短路電流的措施,將破壞電網(wǎng)結構,只是權宜之計,不能徹底解決電網(wǎng)發(fā)展帶來的短路電流增長問題。此外,華東、華中共有超過100條交流線路,即使安裝SVC/STATCOM,也無法解決“N-1”故障下的電壓崩潰問題,不滿足《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》(以下簡稱“導則”)的第一級安全穩(wěn)定標準。大規(guī)模電力通過直流送入東中部負荷中心,形成典型的"強直弱交"電網(wǎng)結構,無論交流系統(tǒng)還是直流系統(tǒng)發(fā)生故障,都可能引發(fā)大范圍潮流轉(zhuǎn)移和電壓崩潰等連鎖反應,導致大面積停電。
“三華”特高壓異步方案可以解決前一方案的短路電流大面積超標問題及直流故障后交流系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)移能力不足的問題。
存在的主要問題是饋入華東電網(wǎng)的直流規(guī)模超過交流電網(wǎng)承受能力。交流線路發(fā)生“N-1”短路故障引起的電壓穩(wěn)定問題仍然突出。即使大量加裝SVC/STATCOM,也不能完全滿足“導則”中“N-1”相關標準要求,發(fā)生大面積停電的風險仍然較高。
“三華”特高壓同步方案形成“強交強直”的輸電格局,與異步方案相比,大幅度提高了東中部地區(qū)接受區(qū)外電力的能力。既解決了制約電網(wǎng)發(fā)展的短路電流增長問題,又解決了東中部地區(qū)多直流饋入引起的嚴重的電壓不穩(wěn)定問題,可以滿足“導則”規(guī)定的規(guī)劃設計標準。該方案的電網(wǎng)安全穩(wěn)定性、運行可靠性和抵御事故的能力可以保障我國經(jīng)濟社會長期可持續(xù)發(fā)展所需的電力供給。
為滿足未來“三華”受電需求,遠距離大容量輸送是必需的。未來電網(wǎng)將出現(xiàn)大規(guī)模交直流并列運行和受端電網(wǎng)直流集中饋入的兩大特征,這給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來風險。未來電網(wǎng)中通道必須具有足夠的潮流轉(zhuǎn)移能力,受端具有足夠的電壓支撐能力才能保障電網(wǎng)的安全。以500千伏電網(wǎng)為骨干,則與需要的電力輸送能力相去甚遠,絕不可取;發(fā)展特高壓異步方案只能解決潮流轉(zhuǎn)移問題而無法解決受端電壓支撐問題。發(fā)展 “三華”特高壓同步電網(wǎng)則能最終徹底解決困難。
三、大規(guī)模特高壓同步電網(wǎng)的安全性可以得到保障
大電網(wǎng)承受擾動的能力比小電網(wǎng)顯著增強。同步電網(wǎng)具有受到擾動后維持系統(tǒng)同步運行的能力;同步電網(wǎng)規(guī)模越大,同樣規(guī)模的擾動帶來的波動就越小。由足夠強大的輸電系統(tǒng)連接的大規(guī)模同步電網(wǎng),可以加強系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。
大電網(wǎng)事故過程是可以有效控制的。從國外電網(wǎng)近年來發(fā)生大面積停電的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和機理看,大面積停電事故的發(fā)生,都是由于對單一事故處理不當而引發(fā)的。電網(wǎng)崩潰往往是在大電網(wǎng)安全充裕度下降的情況下,由一系列相繼故障誘發(fā)并演變而來。這些事故可以通過我國獨創(chuàng)的技術有效控制,包括先進的規(guī)劃及分析技術,完善的停電防御框架設計,優(yōu)化的控制決策支持,電網(wǎng)穩(wěn)定性與充裕性的提高,從而切斷惡性連鎖反應鏈將系統(tǒng)導向良性的恢復過程。
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