电网电压稳定性及双极闭锁控制策略

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：图6.16冬季大负荷下，直流10 000 MW，双极闭锁，风电接入容量为6 000 MW条件下，电网换流站母线电压暂态曲线图6.17冬季小负荷下，直流10 000 MW，双极闭锁，风电接入容量为6 000 MW条件下500 kV母线电压暂态曲线在该算例中，采用的双极闭锁故障下频率稳定性及控制策略如下：电网直流双极闭锁，为保证换流站附近稳态电压不超过1.05 p.u.，控制稳态电压提升不超过10 kV，必须控制直流功率不大于350万kW，或控制初始电压不超过510 kV。

与直流单极闭锁故障类似，直流双极闭锁对系统产生的电压冲击更大。直流系统正常运行时需要消耗大量的容性无功功率，在换流站两侧的交流母线上都装有滤波器及并联电容器，直流系统通过无功功率控制策略控制滤波器组的投切，使交直流系统之间交换的无功控制在一定范围内。在直流系统发生双极闭锁故障后，导致换流站周边电网电压迅速升高，此时系统中若存在大量风电等新能源，将有可能进一步导致这些新能源脱网，电网运行风险进一步加大。

仍以某直流送端电网为例，直流送电10 000 MW，双极闭锁，风电接入容量为6 000 MW条件下，电网换流站母线电压和500 kV母线电压暂态曲线如图6.16、图6.17所示。

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图6.16　冬季大负荷下，直流10 000 MW，双极闭锁，风电接入容量为6 000 MW条件下，电网换流站母线电压暂态曲线

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图6.17　冬季小负荷下，直流10 000 MW，双极闭锁，风电接入容量为6 000 MW条件下500 kV母线电压暂态曲线(https://www.chuimin.cn)

在该算例中，采用的双极闭锁故障下频率稳定性及控制策略如下：

（1）电网直流双极闭锁，为保证换流站附近稳态电压不超过1.05 p.u.，控制稳态电压提升不超过10 kV，必须控制直流功率不大于350万kW，或控制初始电压不超过510 kV。

（2）直流换相失败，如果直流输送功率1 000万kW，换流母线暂态电压最高将达到1.4 p.u.；若要控制暂态电压不超过1.3 p.u.，需控制直流初始功率不大于840万kW。

（3）如果控制暂态电压不超过1.1 p.u.（风场的220 kV电压母线），需控制直流初始功率不大于620万kW。

（4）直流闭锁后系统的电压暂态过程和恢复后的电压运行状态，与直流闭锁故障前的系统运行状态、无功配置、直流功率、风电接入功率、开机方式等多种因素有关，为保证系统电压的稳定运行和新能源的大规模送出，需要开展针对特高压电网直流闭锁故障下的某电网地区无功和电压优化配置和运行的研究。

电网电压稳定性及双极闭锁控制策略

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