可控串补及特高压线路故障与保护的仿真研究

随着我国电网建设的全面推进,“西电东送、南北互供、全国联网”的格局正在形成,越来越多的新型输电技术与更高电压等级的输电方式正在我国逐步得到应用。本文主要对新型输电技术——可控串联补偿(TCSC)和更高电压等级的输电方式——特高压交流输电的故障暂态过程和保护进行研究和论述。 可控串联补偿(TCSC)作为柔性交流输电技术(FACTS)中的一项重要内容在电力系统中逐步应用,它可以在很多方面改善电力系统的性能。目前有关可控串补系统继电保护的仿真研究中,主要问题是串补设备的非线性元件、本体保护等元件脱离工程实际,线路保护内部环节常被忽略,不能满足工程实际应用要求。本文在改进TCSC设备仿真模型的同时,以东北伊冯串补工程为原型,按工程实际建立了电网模型(含同杆并架与三回平行线路),模拟了实际可能发生的各种故障形式(包括跨线故障),从而建立了更为完善的可控串补电网故障暂态仿真平台,更深入地分析了继电保护的动作行为,获得了保护可用性等问题的工程结论,提出了该系统串补线路继电保护的运行建议。 为满足长距离、大容量输电和大电网建设的需求,我国正在大力发展特高压(UHV)输电技术。正在兴建的晋东南-南阳-荆门1000kV特高压交流试验示范工程是目前世界上电压等级最高、最具挑战性的电网工程,其安全和保护方面的问题,备受研究者的关注。本文以上述特高压交流输电工程为原型对线路故障暂态过程进行了仿真研究,主要研究了送端等值电源运行方式(参数)、电力设备(高压并联电抗器,低压电抗器,低压电容器)的状态以及故障时刻等因素对故障暂态过程的影响。并提出了特高压线路安全运行的建议。 此外,本文还针对特高压动模试验中输电线路模型采用π型还是用T型链形网络问题进行了研究,通过建立输电线路模型,对π型和T型链形线路的输电线模型的特性差异进行了对比研究,根据研究结论提出了动模试验线路模型形式的建议,为建立特高压线路的物理模型奠定了基础。 论文的最后对全文进行了总结,指出了下一步需要进行的工作。