异步联网方式下±500 kV金中直流单极闭锁事件分析及解决措施研究.pdf
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1、84第 52 卷2024 年 1 月Vol.52 No.1Feb.2024云南电力技术YUNNAN ELECTRIC POWER异步联网方式下500 kV金中直流单极闭锁事件分析及解决措施研究杨明亮,张丹,刘旭斐,张杰,黄润,曾丕江,吴晓刚(云南电力调度控制中心,云南 昆明 650011)摘要:云南电网与南方电网异步联网运行期间若发生直流单、双极闭锁故障,电网将出现大量富余功率,严重时可引起电网频率失稳,导致大面积停电事故。因此,分析实际运行过程中发生的直流闭锁故障、研究并制定相应的措施对电网安全稳定运行具有重要意义。本文针对电网实际发生的“821”金中直流单极闭锁故障,分析了异步运行期间直流
2、单极闭锁对云南电网频率、电压以及功角稳定性的影响。在此基础上,通过仿真分析了直流自启动对系统稳定性的影响。根据小干扰分析,找出了参与低频振荡的相关机群,并提出了相应的解决措施。关键词:直流闭锁;频率;电压;稳定性;自启动;低频振荡Analysis and Specific Measures of 500 kV Jin-Zhong HVDC System Mono-Polar Block Fault Under Asynchronous InterconnectionYang Mingliang,Zhang Dan,Liu Xufei,Zhang Jie,Huang Run,Zeng Pijia
3、ng,Wu Xiaogang(Yunnan Power Grid Dispatching and Control Center,Kunming 650011,China)Abstract:Sometimes mono-polar or bi-polar block faults happen in asynchronous interconnection between Yunnan Power Grid and the main power gird of China Southern Power Grid.There will be lots of surplus power which
4、may seriously result in power gridfrequencyinstabilityandlargescaleblackout.Therefore,itissignificantforpowergrids safe and stable operation to analyze andmakespecificmeasuresformono-polarblockfaultswhichhappeninactualoperationprocess.Thispaperfocusedon“8.21”Jin-ZhongHVDCsystemmono-polarblockfaultwh
5、ichhappenedinactualoperationprocess.Andtheeffectsofmono-polarblockfault on Yunnan Power Gridsfrequency,voltageandpoweranglestabilitywereanalyzed.TheeffectofHVDCselfstartonpowersystem stability was analyzed by simulation.According to small signal stability analysis results,generators participated in
6、low frequencyoscillationwerepickedoutandspecificmeasureswereproposed.Key words:block fault;frequency;voltage;stability;self start;low frequency oscillation中图分类号:TM74文献标识码:B文章编号:1006-7345(2024)01-0084-050前言2017 年 800 kV 新东直流投产后,云南电网正常通过七回直流(800 kV 普侨直流、800 kV 新 东 直 流、800 kV 楚 穗 直 流、500 kV 牛从直流双回、500
7、kV 金中直流、500 kV 永富直流、500 kV 鲁西背靠背)与南方主网异步运行。异步联网方式下,直流单、双极闭锁,云南电网将出现大量富余功率,导致频率上升。若第二、三道防线失效,将导致云南电网频率大幅上升,严重情况下,会引起电网频率失稳,导致大面积停电事故。因此,分析实际运行过程中发生的直流闭锁故障、研究并制定相应措施对电网安全稳定运行具有十分重要的意义1-3。为研究直流单极闭锁期间系统稳定性变化情 况,本 文 对 2018 年 8 月 21 日 实 际 发 生 的500 kV 金中直流单极闭锁且自启动成功过程中的功率转移、频率、电压、动态稳定性等多个方面展开分析,研究事件对云南电网的影
8、响。结合 BPA 仿真分析,研究了直流自启动对系统的影响。结合小干扰分析,找出了参与低频振荡的相关机群,提出解决措施,为调度运行管理和调度应急处置提供了参考。85第 52 卷2024 年第 1 期异步联网方式下500 kV金中直流单极闭锁事件分析及解决措施研究 1事件概况2018 年 8 月 21 日 19:46:43,金中直流极 1单极闭锁,自动重启成功。故障前,500 kV金中直流双极 3200 MW 运行,单极输送功率1600 MW。故障后 660 ms,直流单极 1 次自动重启动成功。19:46:43,丽江地调自动化系统发500 kV 太金甲线、500 kV 黄太甲线、500 kV黄太
9、乙线低频振荡告警,19:46:53,丽江地调自动化系统低频振荡告警消失。2故障前电网运行情况故障发生前,除 500 kV 宝峰玉溪回线、500 kV 景纳甲线停处检修外,云南电网 500 kV主网全接线运行,系统频率、电压运行正常;滇西北地区交流外送断面潮流如表 1 所示,故障前金中直流、新东直流运行功率及主要电厂出力情况如表 2 所示,故障前各变电站交流电压均运行在正常水平,电压情况如表 3 所示。表1故障前滇西北地区各送电断面潮流 潮流值/MW500 kV太金双回线500 kV黄太双回线500 kV新坪双线500 kV黄仁双回线+大鹿线+大理和平回线方向金官太安太安黄坪黄坪新松黄坪仁和大理
10、鹿城大理和平潮流725112815421260断面极限1800165020004200表2故障前金中直流运行功率及各电厂出力情况 金中直流新东直流梨园阿海黄登苗尾大华桥功率/MW320050002000199014221407693表3故障前主要站点500 kV母线电压情况 金官换流站太安变黄坪变大理变电压/kV532533.21533.77533.793故障后系统响应3.1故障后系统潮流变化情况为分析金中直流单极闭锁故障后系统潮流变化情况,调取金中直流双极、500 kV 太金甲线、500 kV 黄太乙线、500 kV 黄仁甲线、500 kV 思墨乙线、220 kV 大苏回线 PMU 数据,故
11、障前后金官换流站换流变及各线路潮流变化情况如图 1 图 7 所示。由图 1 可以看出,19:46:43.150 时刻,金中直流极 1 发生单极闭锁故障,19:46:43.810 直流自启动成功,自启动时间间隔为 660 ms。金中直流单极闭锁后,500 kV 太金双回线潮流由 720 MW 瞬时上升至2326 MW,660 ms 后,直流自启动成功,此后太金双回线功率振荡衰减,至 19:46:55,太金双回线恢复至故障前初始值。其余各观测线路均有类似的振荡情况出现。19:46:43.15019:46:43.810 图1金中直流极1潮流 图2金中直流极2潮流 19:46:43.15019:46:
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