大规模特高压交直流混联电网特性分析与运行控制

浙江交直流混联电网特性分析及运行控制凌卫家;孙维真;叶琳;张静【摘要】宾金和灵绍2回特高压直流密集馈入后,浙江电网发展为一个典型的大型交直流混联省级受端电网,"强直弱交"电网特性进一步显现,安全稳定运行风险持续增大.深入分析了浙江电网运行特性和面临的挑战,提出了针对性的技术和管理措施,对浙江电网的安全稳定运行具有重要的指导意义.【期刊名称】《浙江电力》【年(卷),期】2016(035)009【总页数】7页(P8-14)【关键词】特高压电网;交直流混联;受端电网;多直流馈入【作者】凌卫家;孙维真;叶琳;张静【作者单位】国网浙江省电力公司, 杭州 310007;国网浙江省电力公司, 杭州310007;国网浙江省电力公司, 杭州 310007;国网浙江省电力公司, 杭州 310007【正文语种】中文【中图分类】TM712特高压电网是实现全国能源资源优化配置的重要载体，可实现电力的大规模、远距离输送[1]。

截至2015年底，浙江电网相继投产了1000kV淮沪、浙福特高压交流输变电工程和±800kV宾金特高压直流输变电工程等多项重点工程。

±800kV灵绍特高压直流输变电工程也即将于2016年下半年建成投运。

依托特高压变电站及电源基地，浙江电网基本形成了交直流互备、水火电互济、东西互供、南北贯通的500kV主干网，网架结构显著加强，供电能力和可靠性显著提高，有力保障了浙江经济社会的快速发展。

与此同时，宾金和灵绍2回特高压直流集中馈入后，浙江电网发展为一个大型省级受端电网，全面进入交直流特高压混联运行新阶段，电网运行特性发生深刻变化，“强直弱交”特性进一步显现，系统的等效转动惯量水平和动态无功支撑能力下降，电网的安全稳定运行面临一系列新的挑战[2]。

以下结合近年来特高压交直流混联电网运行实践，对浙江大型省级受端电网运行特性进行深入分析，总结当前电网运行面临的主要挑战，提出针对性的技术和管理措施，确保电网的安全稳定运行。

特高压交直流混联电网稳定控制探讨摘要：十三五规划后，我国政府对特高压交直流混联电网运行稳定性提出了更高的要求。

依据电力系统安全运行原则，对特高压交直流混联电网安全稳定现状进行了简单分析。

并依据关键安全稳定风险，提出了几点特高压交直流混联电网稳定控制措施。

以期为特高压交直流混联电网稳定性控制方案的制定及电网安全运行提供有效的参考。

关键词：特高压；交直流混联电网；稳定控制1特高压交直流混联电网特性探究（一）受端电网电压调节功能下降特高压电网直流密集投运的特性，在一定程度上为受端常规火电机组提供了支撑。

而直流电网大范围馈入机组，极易致使系统电压调节特性恶化，进而导致混联电网电压稳定性风险突出。

如××电网受电比例在 46%以下，发生 500kV 线路 N-1 故障，导致××地区出现电压崩溃风险。

（二）电网频率性稳定故障频发交流系统转动惯量、机组调频能力是电网频率调节的主要依据。

但是随着特高压交直流电网的建设，系统转动惯量不断增加，其需要承受频率波动效能也需要逐步增加。

而直流转动特性的缺失，极易导致送受端电网转动惯量下降。

如××电网仿真分析数据表明，70GW 负荷水平下，损失4．0GW 发电功率时，若电网内无风电，则电力系统频率将下跌0．70Hz。

（三）交直流、送受端间全局性故障突出从理论层面进行分析，特高压交直流混联电网的建设，促使交直流及送受端间联系不断紧密。

而发生频率较高的单相短路故障，就可能导致多回直流同时换相异常，进而对交流断面造成大规模冲击。

如 ××电网某 500kV 线路 A 相故障跳闸，导致该区域特高压直流连续三次换相失败，最终致使送端特高压交流长线产生高达 1800MW 的有功冲击。

2特高压交直流混联电网稳定控制措施2.1电压稳定电压稳定是指受到小的或大的扰动后，系统电压能够保持或恢复到允许的范围内，不发生电压崩溃的能力。

交直流混合配电网的运行模式和协调控制方法是保证其高效可靠运行需要解决的关键技术之一。

针对这一问题，提出了一种交直流混合配电网的协调控制方法，详细分析了交直流混合配电网在正常运行和交流侧短路故障情况下的运行模式，给出了不同运行模式下互联装置、储能系统和光伏发电单元的控制框图。

最后通过Matlab/Simulink 仿真软件进行了仿真研究，仿真结果验证了所提出控制策略的可行性和有效性。

0引言能源危机和环境污染问题已经引起了世界各国的广泛关注，大力开发和利用可再生能源进行并网发电是解决上述问题的主要措施。

在目前配电网中，交流配电网仍然为主流形式，其更加适合交流分布式电源接入，而接入直流分布式电源和储能单元时需要电力电子装置实现能量转换，增加了能量转换次数和投资成本，降低了工作效率。

随着直流负荷的不断增加，直流配电网的研究得到了快速发展，与传统交流配电网相比，直流配电网具有转换次数少、效率高、成本低、控制结构简单、无需考虑频率和相位以及无功补偿设备等优势。

尽管直流配电网具有特有的优势，然而由于交流配电网基础设施完善、交流电源和负载的长期存在，直流配电网难以取代交流配电网；此外，在交流配电网和直流配电网中，直流负载和交流负载的供电需要经过AC/DC和DC/AC变换器进行能量转换。

而采用交直流混合配电网，交流负载和直流负载可以分别接入交流母线和直流母线，减小能量转换环节，降低成本，使得交直流负载更易于接入系统，因此交直流混合配电网是未来配电网的发展趋势。

交直流混合配电网中通常集成了多个柔性互联装置、分布式发电单元、负载单元以及储能单元，如何实现多个单元之间的协调控制以确保整个系统安全可靠运行是交直流混合配电网发展的主要技术挑战。

针对这一问题，提出了交直流混合配电网的协调控制方法，考虑了交直流混合配电网的正常运行和交流侧发生短路故障2种情况，给出了2种不同运行模式下不同单元的控制策略，并且通过仿真软件对所提出的控制策略进行了仿真研究。

特高压交直流电网输电技术及运行特性综述作者：刘迎光来源：《中国科技纵横》2018年第14期摘要：随着全球各个国家发生的能源问题越来越多，并不断趋于严重化，所消耗的化石能源日益增多，对自然环境造成了严重的威胁，因此，探寻出可以代替传统能源的环保能源愈发开始具有了越来越重要的意义。

其中，我国现如今具有较为严重的能源问题为，能源分布较为集中，且一次能源以及负荷呈逆向分布状态，所以，有关部门十分有必要着重于发展容量较大且传输距离较远的特高压交直流电网输电技术，以有效降低我国各类能源问题产生的几率以及其可能造成的不良影响。

关键词：特高压；交直流电网；输电技术；运行特性中图分类号：TM721.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）14-0175-02现如今，我国电网正处于发展“强直弱交”的关键阶段，多种新形态故障出现的频率普遍较高，因此，十分有必要对电网实施更为有效的控制。

同时，特高压交直流混联电网的出现，使相应资源的配置规模得以大幅度提升以及使相应优化措施的实效性职能更为充分的发挥了出来，促进了直流发电在特高压工程中的有效发展。

1 特高压交直流输电技术比较此类技术中的交流输电特征包括：第一，输电性能较强、应用区域较广、低耗损以及所需应用的输电走廊数量较少，多应用在距离较近、容量较大的输电区域中。

第二，可以以实际的电源分布以及电力传输特点等，实施具体的骨干网建设操作。

此类技术中的直流输电特征包括：第一，输电容量较大以及线路走廊直径较小等，较为广泛的应用于距离较远、功率较大的输电区域内。

第二，无落点，相对架构较为精简，可直接对电能实施运输至负荷中心的操作，且不需要同时进行网间操作。

第三，处于直流系统闭锁状态时，将会使得两端的交流系统遭受功率相对较大的冲击影响，并对相应设备等造成损害[1]。

2 特高压交直流输电运行特性研究我国在具体实施特高压输电网发展操作时，普遍较为注重促进交直流的共同发展，通过将超高压交流电网利用特高压交流输电骨干网进行合理替代，以及对特高压交直流输电技术实施有效应用的方式，推进相应技术以及电网的发展进程，使得个别区域能源的开发外送以及电能的外送操作可以发挥出更为优良的实效性作用。

特高压交直流混联电网稳定控制摘要：十三五规划后，我国政府对特高压交直流混联电网运行稳定性提出了更高的要求。

基于此，本文先对特高压交直流混联电网特性进行探讨分析，然后根据特性提出相应的控制措施，最后展望未来的发展方向，以供相关的工作人员进行参考。

关键词：特高压；交直流混联电网；稳定性1特高压交直流混联电网运行的主要特性当今，我国的特高压电网正处在一个过度时期。

伴随着特高压交直流工程的加大投入。

特高压交直流混联电网得到了大规模的发展。

随着特高压交直流电的飞速前进，尤其是特高压直流输电发生了质的变化。

电网运行特性发生了很大的转变，直流电的飞速发展，交流电的缓慢前进，使之矛盾重重，电网安全受到了很大的挑战。

1.1特高压交流出现问题对直流造成的危害由于交流系统出现问题，会给特高压直流造成的危害有以下几点：交流系统问题会致使换流站交流母线的电压下降、线电压出现偏移的情况，从而造成直流换相没能成功；交流系统出现故障如果能够及时的去除，等到交流系统电压恢复正常之后，直流输电也会随之正常运转；如果问题没能够在第一时间解决或者在解决之后没能及时恢复到正常状态，那么会持续造成直流电换相的失败，最终导致直流不能运行。

在换相完成后，晶闸管还需要承受一定时间的反向电压以此来恢复关闭的能力。

如果熄弧角太小的话，在晶闸管还没恢复之前就又会在承受一次正向电压以此来完成恢复正常，从而导致换相的失败。

1.2特高压直流出现问题对交流造成的危害当直流系统出现问题的时候，会直接导致直流输电闭锁的情况发生，作为接受一端的系统，电网也会出现频率下降的现象，如果系统保有一定的发电容量，那么系统频率也会恢复正常。

与此同时，直流闭锁之后，受端系统还会保存一定的无功过剩，如果换流站无功补偿设备没能够去除，那么系统电压也会随之恢复正常状态，换流站的无功补偿如果没能去除，那么，系统会在很高的电压下继续运转。

1.3特高压交直流混联电网稳定性分析通过将一个区域内所有的1000kV的交直流线路分别设置故障，进而深入分析其是否能在阻扰中正常运转。

199中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2019.09 （下）随着全国经济的不断发展，人民生活水平的逐步提高，用电负荷也随之快速增加。

同时，由于我国资源分布不均，东部负荷中心与西部能源中心存在着不可调和的矛盾。

这都驱使着大容量、长距离的特高压输电技术在电网建设中的广泛使用，从超高压到特高压，从交流互联到直流互联，从少量风电到大规模新能源的接入，华北电网的整体架构也随着经济、社会的发展，一步步成长为大规模新能源接入下的特高压交直流混联电网。

本文随着历年华北电网联络线控制策略的发展和变化，探究新形势下特高压电网运行中的难点和不足，并结合具体问题找出电网运行控制上的优化方法，提高驾驭大电网的能力。

1 华北电网联络线控制策略的发展历程2011年以前，华北电网由京津唐电网、河北南网、山西电网及蒙西电网组成，电网独立运行。

运行中，华北电网以京津唐电网为核心进行联络线交换和频率控制，其联络线控制策略采用定频率控制（FFC ），由京津唐电网机组负责整个华北电网的频率控制；河北南网、山西电网、蒙西电网采用定联络线功率控制策略（FTC ），负责控制与京津唐电网间的联络线电力交换。

在当时的电网自动化水平下，该控制策略具有实现简单、目标明确、技术门槛低等显著优势。

但不足的是，在事故情况下，各省网机组可能会出现反调或多次重复调整的情况，不利于事故下电网频率的快速恢复，同时也加大了机组磨损。

2001年，华北电网与东北电网实现交流联网，原有控制策略已经不满足两大区域电网互联下的控制要求，华北电网也随之采用了新的联络线控制策略。

新的控制策略下，华北电网及山西、蒙西、河北南网均采用联络线功率及频率偏差控制策略（TBC），其中京津唐电网机组负责华北电网频率以及区域电网间联络线功率的调整。

这种新的控制策略有以下显著的优点：山西、蒙西、河北南网某一控制区发生功率缺额后，不会对另外两方的区域控制偏差（ACE ）造成影响，即功率缺额完全由自身以及负责整个华北电网ACE 控制的京津唐电网承担。

大规模特高压交直流混联电网特性分析与运行控制摘要：现阶段，随着我国经济建设的快速发展，在很大程度上扩大了我国电网建设规模。

随着电网技术的快速发展，国家电网公司已经完成交直流的混联。

现阶段，大规模特高压交直流混联电网正处于飞速发展的时期，在这种情况下，如何才能有效控制电网的安全、稳定运行，成为当前行业工作者面临的重点。

本文首先阐述了大规模特高压交直流混联电网的运行特性；其次探讨了大规模特高压交直流混联电网运行控制措施。

关键词：特高压交流；特高压直流；运行控制；策略前言现阶段，随着科技的快速发展，我国的电网规模与系统已经逐渐实现了全部的电网通过交流、直流互联。

在去年年底，我国特高压运行规模就已经达到了六交五直，在这种情况下，我国也就成为世界范围内的唯一一个能够同时运行特高压交、直流的电网，这对于我国电网的发展来说具有重要意义。

一、大规模特高压交直流混联电网的运行特性现阶段，我国特高压电网正处于重要的发展过渡时期。

当下，各大高压交流、直流工程陆续投产，从而就使得特高压直流混联电网逐渐形成了一定的规模。

特高压交直流的快速发展，尤其是特高压直流输电规模的不断扩大，在很大程度上改变了我国电网的运行特性，在这种情况下，就使得强直弱交两者之间的矛盾日益显现，进而使得我国电网在安全方面面临着一系列的困难。

（一）特高压交流发生故障对直流带来的影响分析当交流系统出现了故障之后，会对直流输电的正常运行造成一定的影响，其主要包括以下几个方面：首先，当交流系统发生故障之后，会使得换流站交流母线电压出现降低的现象或者是电压过零点发生了偏移的现象，在这种情况下，就会使得直流换相失败。

其次，如果交流系统在发生了故障之后及时的进行了切除工作，在等到交流系统电压恢复正常之后，直流输电系统就能恢复正常的运行状态。

但是如果没有及时的切除交流系统所发生的故障或者是在作了切除工作之后，系统的电压仍然没有恢复正常状态的话，就会出现直流输电持续换相失败的现象，最终导致直流闭锁。

特高压交直流混联格局呈现出哪些特点？需要应对哪些挑战？未来发展方向在哪？本文从浙江电网入手进行了分析。

刚刚过去的G20 峰会见证了杭州乃至整个浙江的繁荣辉煌。

毫无疑问，浙江的经济发展令人瞩目，而特高压正是支撑浙江腾飞的重要保障。

由于一次能源资源的匮乏、地理条件的限制以及本省燃煤装机减排压力的加大，浙江省内发电装机容量难以支撑日益增长的负荷需求，建设特高压是浙江绿色发展的必然选择。

也正因如此，浙江成为目前我国特高压落点最为密集的省份之一，浙江电网也是最早进入特高压交直流混联运行的省级电网之一。

从浙江电网的运行可以窥见到特高压交直流混联格局所呈现出的特点、需要应对的挑战，以及未来发展的方向。

浙江样本特高压入境给浙江带来了巨大的发展动力。

同时，保障特高压安全稳定运行也需要配备相应的技术手段。

过去，浙江500 千伏主网架主要承载本省及华东区域的电力，随着宾金、浙福、灵绍等特高压交直流工程相继投运，浙江电网结构发生了质的变化：跨区输电规模进一步扩大、省外来电大幅提升、电网交直流混联运行安全稳定特性发生重大改变，交直流耦合关系更趋紧密，电源与电网间交互影响更复杂。

目前浙江电网的结构清晰呈现出特高压网架建设过渡时期所面临的新情况。

“一个足够坚强的电网结构应分层分区合理，各级电网协调发展，电网结构清晰，大容量直流工程输电到受端电网，要送得出、落得下、用得上。

”中国电科院原总工程师印永华这样描述科学的坚强电网。

目前在特高压建设发展的过渡阶段，直流强而交流弱，在这样的形势下，需要针对特高压交直流混联电网运行特性进行深入研究，不断提升驾驭大电网运行的能力。

为了保障特高压电网安全，国网浙江省电力公司深入研究大电网运行新特性，加强大电网运行管控，并通过“三强化，三提升”，推动大电网运行水平上新台阶。

“三强化”即强化分级分区电力平衡，有效应对发用电平衡复杂局面;强化运行风险预警管控，实现电网运行风险预警预控闭环管理;强化应急预案编制落实，确保应急全面精准、响应及时。

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加上苏联地域辽阔、电网覆盖面积大，且能源与负荷分布不均衡，对特高压输电提出了要求，苏联从1980年开始着手建设连接西伯利亚、哈萨克斯坦和乌拉尔联合电网的1150kv特高压交流输电工程，将东部地区的电能送往乌拉尔和欧洲部分的负荷中心，工程于1985年正式按额定电压带负荷运行，后因技术上有缺陷降压运行。

中国能源资源的总体分布规律是西多东少，北多南少，能源资源与负荷中心分布不均衡的特征明显，中国正处于经济快速增长的关键时期，电力需求将持续较快增长，需求重心也将长期位于东中部地区，而煤炭资源开发正逐步西移，北移，水能资源的开发正向西南地区转移，风能、太阳能等新能源资源也主要分布在西部、北部地区，未来能源流规模和距离将进一步增大，面临大规模、远距离、高效率电力输送的挑战。

大型能源基地与东中部负荷中心之间的距离达到1000-3000km，超出传统超高压输电线路的经济输送距离。

电力生产和消费地区不均衡的情况将更为突出，电力输送压力日益加剧，迫切要求实现经济高效的大规模送出和大范围消纳。

地区经常性出现大范围雾霾天气，尤其pm2.5严重超标，特别是京津冀、长三角、华中等地区污染极为严重，部分地区雾霾天数超过全年的50%，保护生态环境已成为全社会关注的热点和焦点。

生态环境保护与能源生产和消费方式密切相关，发电和其他行业大量煤炭燃烧，是二氧化硫、氮氧化物和烟尘等大气污染的重要来源。

为保障国民经济的可持续发展和居民生活质量的稳步提升，加快转变能源和电力发展方式，统筹考虑东西部环境承载能力，在全国范围内优化配置环境资源已成为建设生态文明和美丽中国的现实而紧迫需要。

从中长期来看，中国能源消费仍将以煤炭为主，煤电在全国电源结构中仍将保持较高比例。

发展特高压输电，推动清洁能源发展里煤电布局优化，在全国范围内优化配置能源、环境等资源，可以带来多方面的环境效益。

（1）发展特高压电网可以推动国家清洁能源开发目标实现及清洁能源的高效利用。

特高压交直流电网输电技术及运行特性研究摘要：建设特高压交直流电网输电技术能够有效地解决我国不可再生资源和需求之间发生的矛盾，可以满足各种能源的需求及新能源的研发。

本文就主要对特高压交直流电网输电技术和运行特性进行了研究，先对我国特高压电网的特性进行了叙述，然后对特高压交直流电网的作用和影响进行研究，最后对所存在的问题给出了一些解决措施，主要是为了使特高压交直流电网能够适应目前电网的运行特性，进而保证电网的安全运行及稳定。

关键词：特高压交直流电网；输电技术；运行特性；新能源；研究如今资源的枯竭已日渐明显，同时对化石燃料的严重消耗而造成环境的恶化也非常的严重，找到环保资源来代替污染资源已变得极其重要。

目前我国主要存在的问题就是资源分布比较集中，不可再生资源和负荷的分布是逆向的，为了使资源能够合理地使用，环保能源能够有效地输送，我国电网企业就推出了一些战略措施，为了解决特高压交直流电网能够支持远距离、大容量的输电。

由于实现了交直流电网大规模、远距离的输电，使得我国成为世界唯一一个将特高压交直流电网同时运行的国家。

但是，目前我国的电网正处于直流强交流弱的时期，经常出现特高压直流双极闭锁的故障，所以我国对电网技术有了更高的要求。

一、对特高压交直流电网输电技术的概况（一）交流电网输电技术的现状与研究成果由于我国对特高压技术坚持不懈地研究，终于得到了很大地突破，深入地探索了电压、潜供电流的控制方面，研发出一套具有知识产权、水平极其高超的特高压交流输电技术。

我国的电网企业展开了大约三百项的与特高压输电技术有关的研究，还聚集了国内一百多家的电工装备单位加入进了对特高压输电设备的研究，成功研究出了先进的、一整套的特高压交流输电设备，包括特高压变压器、并联电抗器等。

我国电网企业还建设出了特高压交流的实验基地、建成杆塔试验基地以及国家电网仿真中心等，创建出了当前技术水平最高的特高压试验研究体系。

（二）直流输电技术的现状和研究成果按照换流站的个数，可将直流输电技术分成两种：两端直流输电技术和多端直流输电技术。

《蒙东特高压交直流混合送出型电网规划网架的稳定性研究》篇一一、引言随着中国电力工业的快速发展，特高压电网建设成为了推动电网现代化、智能化的重要手段。

蒙东地区作为我国能源重地，其特高压交直流混合送出型电网的规划与建设对于保障能源安全、提高电力供应稳定性具有重要意义。

本文旨在研究蒙东特高压交直流混合送出型电网规划网架的稳定性，分析其运行特性及潜在风险，为电网规划与运行提供理论支持。

二、蒙东特高压电网现状及发展需求蒙东地区地处我国北部，拥有丰富的煤炭、风能、太阳能等能源资源。

近年来，随着经济的快速发展，电力需求持续增长，特高压电网的建设成为了满足这一需求的必然选择。

特高压电网具有输送容量大、传输距离远、损失小等优点，能够有效地将蒙东地区的能源输送到负荷中心。

然而，蒙东特高压电网在运行过程中也面临着一些挑战。

随着电网规模的扩大和电力需求的增长，电网的稳定性和安全性问题日益突出。

因此，对蒙东特高压交直流混合送出型电网规划网架的稳定性进行研究，具有重要的现实意义。

三、交直流混合送出型电网的特性及运行机制交直流混合送出型电网是指将交流电和直流电混合在一起进行传输的电网。

这种电网具有以下特点：一是能够充分利用各种能源，提高电网的供电能力；二是能够通过直流输电实现远距离、大容量的电力传输；三是能够提高电网的稳定性和可靠性。

然而，交直流混合送出型电网也存在着一些运行机制上的挑战。

例如，交流电和直流电在传输过程中可能存在相互干扰的问题，这需要通过对电网进行科学规划、合理布局以及加强监控来保证其稳定运行。

四、蒙东特高压交直流混合送出型电网规划网架稳定性研究针对蒙东特高压交直流混合送出型电网规划网架的稳定性研究，本文从以下几个方面展开：1. 网架结构优化：通过对蒙东地区的地质、气候、能源分布等因素进行综合分析，优化网架结构，提高电网的稳定性和可靠性。

2. 故障诊断与应对策略：通过对电网运行过程中的故障进行诊断和分析，制定有效的应对策略，降低故障对电网稳定性的影响。

特高压交流电网运行与控制研究综述发表时间：2018-05-09T16:47:36.380Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：边江单江路蕙源田佳雨[导读] 摘要：特高压大电网建设既要保证安全性、可靠性、稳定性、经济性的运行条件，又要适应国家经济社会的发展。

（辽宁省送变电工程有限公司辽宁沈阳 110021）摘要：特高压大电网建设既要保证安全性、可靠性、稳定性、经济性的运行条件，又要适应国家经济社会的发展。

特高压电网结构复杂，加之特高压工程建设和电源核准中存在的不确定性，一些薄弱环节将会给复杂电网的稳定分析、控制和运行带来了一系列挑战。

关键词：特高压；交流电网；运行；控制1国外特高压发展实践（1）前苏联作为世界上较早进行特高压输电技术研究的国家，前苏联在相关技术研究过程中积累了一定的特高压输电工程运行经验。

1981年，前苏联开始规划建设车里雅宾斯克－库斯坦奈－科克切塔夫－埃基巴斯图兹－巴尔脑尔－伊塔特1150千伏特高压输电线路，计划把西伯利亚的水电和哈萨克斯坦的煤电输送到莫斯科地区。

其中，埃基巴斯图兹－科克切塔夫－库斯坦奈段线路于1985年建成投运，线路长度900公里。

到1989年，又陆续建成特高压线路1500公里，总体规模达到2400公里。

前苏联解体后，由于送端电源未能按预定目标建设，导致特高压线路负载过轻，输送容量仅为额定容量的20%，线路自1994年起降压运行。

（2）日本1973年起，日本开始研究特高压输电，20世纪80年代初开始规划建设特高压输电线路。

1988年，在已有500千伏网架基础上，日本开始建设东西和南北两条1000千伏输电主干线，线路全长426公里，主要将位于东部的福岛核电站和柏崎核电站的电能，通过中等距离的特高压输电线路，穿过人口稠密地带，输送到东京湾负荷中心。

两条线路于1999年全部建成，但受国内电力需求增长减缓和核电建设计划推迟等因素影响，日本特高压线路建成后一直按500千伏降压运行。

特高压交流电网运行与控制研究综述刘兴光摘要：由于我国特高压电网建设的不断增加，使得特高压电网成为我国电网的主要组成部分，同时也给电网的运行与控制方面增加了难度。

因此，本文对特高压交流电网运行与控制研究方面进行了综述，主要对特高压交流电网的控制和优化、运行和发展方面以及特高压电网的功能方面进行了总结，提出一些有待探究及解决的问题。

对特高压交流电网运行与控制进行了一些展望，给未来特高压交流电网的运行及控制给出了一些方向。

关键词：特高压交流电网；功率控制；输电能力；运行与控制由于电力负荷的逐渐变大以及对输电要求的不断增加，使得特高压交流电网的发展成为电力行业发展的必然结果，同时提高特高压输电及电网是加强电网线路的主要方法。

我国电网企业正在建设由特高压交流与直流一同组成的特高压电网，来解决电网所存在规模大、距离远、容量大的问题，使资源能够合理配置。

一、对特高压交流电网功率的控制和优化研究特高压交流电网的建设、运行和控制使原来的电网结构更加的复杂，原来的输电线路安全、稳定的运行已经接近了极限。

所以，从输电能力、电网运行、功率控制以及无功优化的方面对特高压交流电网的运行与控制进行了研究，这对电网的发展有着非常大的影响。

（一）特高压交流电网输电能力和运行特性的研究交流电网的输电能力主要是在经济稳定的基础下，输电线路在一定距离上所能输送的最大功率。

对于输电能力方面，很多专家学者都采取了大量的实验，进而实现了远距离、大容量输电的技术。

随着科技的不断增强，借助补偿装备之间的协调合作来加大输送功率的特高压FACTS技术有待进一步研究。

（二）特高压交流电磁环网运行与控制的研究因为输电距离及容量的不断加大，同时为了达到供电负荷的要求，使得电力系统就会形成单个或者多个电磁环网。

由于特高压电网的不断发展，使电磁环网在运行过程中出现了很多问题，如系统的稳定性和系统的电压方面的问题。

为达到电力系统的要求，必须对电磁环网采取解合环操作，了解电磁环网的解环原则和开环过程，制定合理的开环方法与开环之后稳定性的控制手段。

特高压交直流混联电网稳定控制分析陈凯1，段翔颖2，郭小江2(1．国家电网公司交流建设分公司，北京市100052；2．中国电力科学研究院，北京市100192)摘要：结合我国电网发展综述了特高压交直流混联输电系统安全稳定控制存在的问题及解决方法。

首先，根据交直流混联系统网架结构，给出了初步评价该类系统稳定性的一般方法，分析了交直流混联系统存在的稳定性问题及控制需求。

其次，结合我国电网规划中的交直流混联系统，论述了利用直流系统功率紧急控制、功率调制、频率调制(效果与加法合成有类似的地方,但本质区别是加法合成是基波和谐波同时存在,FM合成则完全调制了基波而生成另一种波形)等方法提高交直流系统稳定水平的方法，并给出了研究示例，验证了上述方法的有效性。

最后，针对目前交直流混联系统研究存在的不足，展望了未来研究方向。

关键词：特高压直流，交直流混联系统，直流调制，交直流协调控制中图分类号：TM712文献标志码：A文章编号：1000-7229(2016)01一0064-061301：10．a96a／j．issn．1000—7229．2016。

01．0100引言超／特高压直流输电技术的广泛应用，使交直流电网结构变得复杂多样，其中交直流混联输电方式是我国目前及未来交直流接入关系中最重要的形式之一，交流并联系统是交直流混联系统的一种特殊形式。

2000年“天广”直流输电工程投运，在我国形成了首个交直流并联运行的输电系统⋯。

为解决我国能源外送问题，建设坚强的特高压交直流电网是我国电力工业发展的重点，未来我国电网将逐渐形成“西电东送、南北互济、特高压交直流并举”的网架格局旧。

7o。

随着向家坝一上海、锦屏一苏州、溪洛渡一浙江等特高压直流输电工程的相继投运，与现有的2个川电东送500kV输电通道共同构成了交直流混联外送的格局。

随着后续多个特高压直流外送工程的建设，以及特高压交流同步电网的逐渐成形，将进件下的交直流混联输电系统将最终形成旧1。

特高压交直流混合电网无功优化控制摘要：本文主要针对某地区特高压交直流混合电网的特点，提出了电压在线监测､无功解算策略和实施策略｡特高压交直流电网中的无功优化控制是基于一种灵敏度分析和粒子群算法相结合的无功电压优化控制方法｡关键词：特高压交直流；混合电网；无功优化控制特高压输电系统具有输送距离远､容量大､损耗小等特点，对我国大规模可再生能源的送出及消纳具有重要作用.特高压交直流输电工程相继投入运行，电网的一体化特征不断加强，电压和频率稳定性问题日益突出，运行特性发生深刻变化.本文以特高压交直流输电系统为背景，对特高压交直流混合电网无功优化控制进行分析｡1、优化控制模型1.1 基本思想对于某地区特高压混合电网，电压运行受到的影响因素较多，各电压等级之间，运行方式与电压水平之间的无功相互作用较强，为保证系统的电压运行，需要进行在线的优化调节｡所以，选择有代表性的节点电压作为观测量，建立电压与无功补偿点之间的状态方程；根据电压与通过无功控制节点无功的不断调整，使系统电压水平得到优化｡由于无功和电压问题的稳态分析，在研究中，把直流系统等值为无功可调的负荷节点｡1.2 优化目标某地区特高压电网中，特高压交流与直流并存，电气距离很近，相互之间影响很大｡就特高压交流电网而言，在1000kV层面，没有发电机，也没有其它的连续无功调节设备，仅依靠高抗进行无功平衡控制，本级及下一电压等级电网电压控制难度较大；就特高压直流系统而言，其消耗的无功随着有功功率的增加而增大，依靠换流站的电容器和滤波器进行无功补偿｡某地区特高压交直流混合电网的控制目标是使区域内一组关键节点的电压维持在设定值，在控制预先确定的一组关键节点的电压偏差最小的同时保证控制区域内有较多的无功储备｡该优化控制模型的本质是对3个不同优先级的控制目标进行折中处理｡即通过引入级电压控制信号并进行控制，使控制区内节点电压维持在设定值；调控机组的无功功率输出，维持电压控制区域内有较多的无功储备｡同时，通过对不同电压等级电网的无功分层分区平衡进行控制，减少不同电压等级网络间的无功交换｡控制变量分为两类，一类是可以连续调节的无功容量，考虑到特高压规划暂时还没有调相机和动态无功补偿装置，仅考虑500kV层面的发电机可调节无功容量；另一类变量是离散调节变量，按装置实际容量进行投切，包括1000kV和500kV电网高抗､低抗和低容｡在实际控制中，主要遵循以控制发电机无功功率为主，辅以其他控制设备，如果仅靠发电机不能起到很好的控制效果，则考虑对其它控制设备进行优化控制｡2､机电—电磁暂态混合仿真的基本原理及其接口技术电力系统机电暂态仿真以基波､单相和相量模拟技术为主要特征，在进行换流装置和FACTS等电力电子装置的快速暂态特性仿真方面不能满足仿真的精确性.电磁暂态仿真程序受模型､算法等多方面因素的限制，在进行仿真时要对电力系统进行等值简化，混合仿真的基本原理如图1所示｡大电网机电—电磁暂态混合仿真，通常分为以下几个步骤:确定需要仿真分析的目标网架结构及其相关参数，根据实际情况搭建特高压交直流电网的机电暂态仿真模型，并进行潮流计算分析.根据潮流的计算分析结果以及目标网架的具体情况确定分网方案和接口，利用手工分网方法将目标网架合理划分出机电暂态子网和电磁暂态子网.搭建电磁暂态仿真模型，并添加机电暂态接口和电磁暂态接口，然后按步骤的潮流计算结果填写电磁暂态子网初始潮流分布.提交机电暂态子网和电磁暂态子网任务和作业，执行机电—电磁暂态混合仿真计算，并对计算结果进行输出｡图1 机电一体原理图3､无功优化解算策略上述无功优化问题的控制变量包含连续和离散两种，对于高抗和低容，在每个补偿点的数量极为有限，变量的空间维度在可控的范围内；对于发电机无功等连续变量，进行离散化处理，按10Mvar一档分为若干调节档位｡采用灵敏度分析和粒子群优化相结合的方法来进行求解｡先进行灵敏度分析，通过分析结果来确定可能的无功补偿点的位置；同时，通过灵敏度分析，确定发电机节点可能的补偿容量，在补偿容量附近，选择若干档位进行分析｡通过以上处理，大大减少了优化的变量空间，满足工程计算的需要｡粒子群优化算法的基本思想:PSO中每个优化问题的潜在解是搜索所在空间中的一个粒子，所有的粒子都会有一个对应的函数值来衡量每个粒子解的优越程度，每个粒子还会有一个对应的速度来决定自身飞翔的距离和方法，最终可以实现从全局域内搜索到最优解的目的｡4､优化控制实施策略进行优化控制的目的是使控制区域内控制节点的电压维持在设定值，此时的控制信号计算对包含多个观测节点的区域进行计算，在计算过程中考虑发电机对观测节点的控制作用｡所有观测节点和关键节点的电压遥测值通过控制中心进行搜集，此外控制中心还搜集有关参与电压控制的控制机组的母线电压和发电功率(包括有功和无功功率)，并将这些信息传递给多变量电压协调优化控制器｡为避免传统无功电压控制系统在进行控制过程中可能造成不良影响，控制信号直接对每台发电机的电压调节器进行控制｡某地区特高压电网的电压协调优化控制系统的典型运行模式是通过调整控制区域内所有控制机组的无功出力从而调节控制区域内所有观测节点电压维持在设定值｡通常每一次控制与下一次控制之间都有100s及以上的时间间隔｡控制系统必须考虑系统运行约束，同时对控制信号进行校验，防止出现不合理的控制命令｡电压协调优化控制系统的每一步的控制过程当中都考虑了网络约束｡在实际使用中，这些约束主要包括:1)运用电压协调优化系统改善系统，进行电压稳定性优化控制时，系统初始状态电压控制系统必须是稳定的｡这实际上是在电压控制过程中，对每一步所允许的附加信号变化施加了一定的约束｡2)在进行优化控制时需考虑发电机励磁约束，根据实际运行确定发电机无功出力的上下限｡可实现减少无功不恰当生产和传输过程中产生的有功损耗，同时维持系统中有较多的无功储备｡为避免转子过热，需对励磁电流进行控制，过大的励磁电流将会引发发电机组过励磁保护动作｡因此，在进行控制过程中需考虑发电机励磁约束，将其工作点限制在一定的范围内｡3)在实际运行过程中考虑发电机端电压运行约束，发电机端电压需控制在规定的范围内，通常允许有10%的机端电压变化｡该优化控制策略还在理论研究阶段，并没有实际应用｡结束语主要针对某地区特高压交直流混合电网的特点，提出了电压在线监测､无功解算策略和实施策略｡特高压交直流电网中的无功优化控制是基于一种灵敏度分析和粒子群算法相结合的无功电压优化控制方法｡参考文献[1]何金松，叶鹏，马坤，李家珏.特高压交直流混合电网无功优化控制[J].沈阳工程学院学报(自然科学版)，2018，14(03):247-252+258.[2]荆澜涛，王亮，佟金锴.特高压交直流系统的稳定控制仿真研究[J].辽宁师专学报(自然科学版)，2018，20(01):62-65.[3]李明节.多管齐下确保特高压交直流电网安全稳定[J].国家电网，2016(06):30-31.[4]丁力.特高压交直流混合电网特点分析[J].河北电力技术，2015，34(02):63.[5]王志强.一种特高压交直流电网数模混合实时仿真系统[J].自动化与仪器仪表，2014(09):145-147.。