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南網(wǎng)超高壓：高壓直流輸電系統(tǒng)寬頻諧波振蕩綜合防治技術(shù)達國際領(lǐng)先水平

來源：中國能源新聞網(wǎng) 時間：2023-07-14 15:53

　　中國能源新聞網(wǎng)訊（袁湘湘）近日，中國電機工程學(xué)會組織召開“多非線性設(shè)備耦合的復(fù)雜高壓直流輸電系統(tǒng)振蕩穩(wěn)定分析技術(shù)及應(yīng)用”科技成果鑒定會，以程時杰院士為主任委員的鑒定委員會高度評價項目成果，一致認為項目成果整體技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平，其中常規(guī)直流輸電系統(tǒng)互補諧振理論體系填補了行業(yè)空白。

　　我國能源資源與負荷呈現(xiàn)逆向分布特點，直流輸電是清潔能源外送的主要技術(shù)手段，是實現(xiàn)西電東送戰(zhàn)略的重要技術(shù)支撐。隨著碳達峰、碳中和目標提出，我國開展了大規(guī)模新能源基地的規(guī)劃和建設(shè)，大容量遠距離直流輸電技術(shù)將迎來新一輪的發(fā)展。截至目前，南方電網(wǎng)已建成投運十二回直流輸電工程，送電能力達到46400兆瓦，為西部清潔能源消納、粵港澳大灣區(qū)發(fā)展作出了突出貢獻。

　　直流輸電系統(tǒng)中存在大量具有非線性特性的設(shè)備，如換流閥換相過程、換流變鐵芯飽和特性、直流輸電線路參數(shù)頻變特性等，且多種非線性設(shè)備動態(tài)交互耦合，直流系統(tǒng)諧波阻抗特性復(fù)雜，極易引發(fā)諧波振蕩導(dǎo)致直流失穩(wěn)。近年來，高壓直流輸電系統(tǒng)諧波振蕩問題頻發(fā)。近年來南方電網(wǎng)先后發(fā)生了興安直流125Hz諧振造成雙極閉鎖、牛從直流50Hz諧波放大造成單極閉鎖等十余起直流輸電系統(tǒng)諧波振蕩事件，導(dǎo)致了設(shè)備損壞，甚至直流系統(tǒng)雙極閉鎖，造成40多億千瓦時的電量損失，導(dǎo)致巨大經(jīng)濟損失和不良社會影響。直流系統(tǒng)諧振已成為影響西電東送的重大安全風(fēng)險。

　　隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，直流振蕩頻率范圍越來越寬，誘發(fā)振蕩的運行方式也越來越多，而直流振蕩可能導(dǎo)致直流閉鎖，甚至超出設(shè)備諧波耐受能力損壞設(shè)備，嚴重影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，大量直流工程將投入運行，直流振蕩風(fēng)險增加，將成為影響電網(wǎng)安全的重大風(fēng)險。

　　項目立項之初，雖然針對直流振蕩事件開展了大量研究，但上千臺一二次非線性設(shè)備交互耦合，導(dǎo)致諧波傳變特性描述不準確，振蕩回路建模方法復(fù)雜且精度不高，難以準確識別振蕩失穩(wěn)誘因，更難以制定有效的抑制措施。南方電網(wǎng)超高壓輸電公司電力科研院聯(lián)合南網(wǎng)科研院、南網(wǎng)總調(diào)、四川大學(xué)、許繼集團等單位形成產(chǎn)、學(xué)、研、用攻關(guān)團隊，圍繞直流輸電系統(tǒng)多非線性設(shè)備耦合的振蕩穩(wěn)定問題，攻克振蕩“特性-誘因-防治”等一系列技術(shù)難題，從直流多設(shè)備耦合諧波振蕩機理、建模、防治三方面開展研究，構(gòu)建了精確考慮多非線性因素的高壓直流輸電系統(tǒng)諧波傳變特性分析方法，首創(chuàng)了直流輸電多設(shè)備耦合系統(tǒng)精確建模方法，創(chuàng)新提出了直流輸電系統(tǒng)寬頻段諧波振蕩綜合防治技術(shù)，實現(xiàn)了寬頻振蕩機理揭示與高效防治核心技術(shù)突破，系統(tǒng)提升了直流輸電系統(tǒng)設(shè)計、制造、運維各階段振蕩風(fēng)險防治能力。

　　項目成果不僅成功應(yīng)用于興安、牛從、永富等直流工程，措施應(yīng)用后到目前為止未發(fā)現(xiàn)諧波振蕩事故，有效抑制了直流輸電系統(tǒng)諧波振蕩風(fēng)險，還用于南方電網(wǎng)年度運行方式諧振風(fēng)險掃描，先后發(fā)現(xiàn)了昆北換流站、金官換流站的互補諧振風(fēng)險，并提出相應(yīng)的運行方式邊界要求，提前預(yù)判并有效抑制了直流輸電系統(tǒng)諧波振蕩風(fēng)險，取得了顯著的社會和經(jīng)濟效益。項目成果提出的直流振蕩穩(wěn)定性問題分析和防治技術(shù)手段，可推廣應(yīng)用至大規(guī)模新能源直流送出場景，為構(gòu)建新型能源體系，推動實現(xiàn)碳達峰、碳中和戰(zhàn)略作出更大貢獻。

責(zé)任編輯：高慧君