直流偏磁对交直流混联系统运行的影响及系统主动响应对策研究

近些年国内外经验表明,直流偏磁对联系越来越紧密的交、直流混联电力系统的影响日益突出。当直流输电系统单极大地运行时,巨大的直流入地电流通过交直流耦合通路流入变压器绕组,影响变压器正常运行,对电力系统安全运行极为不利。目前,国内外研究主要集中在直流偏磁对变压器本体的影响以及从变压器本体角度的抑制措施上,本文前瞻性地研究了直流偏磁对交直流混联系统的影响,并从系统运行层面提出了变压器直流偏磁抑制措施。本文阐述了直流偏磁对变压器本体的影响,并提出换流变压器直流偏磁将增大直流系统换相失败风险,并通过PSCAD给出了仿真验证。基于接地极和交流变电站接地网自电阻、互电阻的概念,建立了交直流耦合网络等值模型,并根据实际参数建立了宜昌地区交直流混联系统PSCAD/EMTDC模型,仿真分析了宜昌地区重点关注变电站的中性点电流大小,并与湖北电网运行实测数据进行了对比分析,验证了建模方法的可行性与准确性。从系统协调运行角度提出了一种新的直流偏磁抑制措施,即通过转移单极-大地运行直流系统的输送功率至另一条直流线路,使之不平衡运行,以降低整个区域的变压器中性点电流。并以宜昌电网为例,基于交直流混联PSCAD模型计算了直流功率转移前后的变压器中性点电流大小,建立了宜昌地区PSASP模型,并利用Matlab编程计算了转移直流输送功率后发电机组的出力优化,对直流系统运行方式改变后的电网进行对直流系统运行方式改变后的电网进行了节点电压、线路负荷过载校核和暂态稳定计算,验证了所提措施的有效性。从系统协调运行角度提出了第二种直流偏磁抑制措施,即通过改变中性点接地方式配置,对于中性点偏磁电流超标的变电站,将站内同时投运的两台变压器同时接地,以降低每台变压器的中性点电流。并基于宜昌地区PSCAD交直流混联模型,对更改变压器接地方式前后的变压器中性点电流进行了校核计算。最后,对宜昌地区零序电流保护定值和灵敏度进行了计算和对比。