哈郑风火打捆特高压直流外送电压稳定性分析_张强
哈郑工程PCS9550控制保护系统阀组检修软隔离措施分析
哈郑工程PCS9550特高压直流控制保护系统阀组检修软隔离措施分析Soft Isolation Measures of Valve Group Overhaul of Ha-Zheng PCS9550 UHVDC Controland Protection System王森，张朝峰，张国华摘要：特高压换流站内阀组数量较多，阀组控制主机之间联系复杂，为了保证单一阀组检修时，不影响其他阀组的正常运行，本文以哈郑工程PCS9550特高压控制保护系统为研究对象，详细分析了各阀组主机之间、阀组主机与极控制主机之间、阀组主机与极保护主机之间的通信通道、信号交换、相互监视等内容，对单阀组检修时的软隔离措施进行分析，建议增加直流极控系统与交流站控系统之间的软隔离措施，以确保检修工作的安全。
关键词：哈郑工程；阀组检修；软隔离措施；交流站控0 引言特高压直流工程以超远距离、超大容量输电为优势，近几年得到蓬勃发展。
由于特高压直流输电工程运行方式多样，检修维护过程中的风险也随之增加。
如何确保停运设备的检修工作不影响其他在运设备的安全稳定运行，值得我们进行深入的探讨。
哈郑工程PCS9550控制保护系统为南京南瑞继保有限公司针对特高压直流输电工程开发的控制保护系统，并首次在哈郑特高压直流输电工程中使用。
控制保护系统各主机之间通过各类控制总线进行相互联系，完成各种控制、监视等信号的交换，形成完整的控制保护系统。
当某一控制保护主机运行状态异常时，将通过控制总线对其他主机产生相应的影响。
当单阀组的控制保护主机进行检修试验时，如果不采取相应的隔离措施，将对在运阀组的控制保护主机的运行状态产生影响，甚至导致在运阀组的停运。
基于此，本文对哈郑工程的控制保护系统各主机之间的通信结构进行了细致的介绍，分析各主机之间交换的信息及其功能，通过对控制保护软件逻辑的详细分析，找出了当前隔离措施中存在的问题，以期对后续工程起到借鉴意义。
整流站极1(S1P1)高端阀组整流站极1(S1P1)低端阀组逆变站极1(S2P1)高端阀组逆变站极1(S2P1)低端阀组CIBPIAIBPSCIBPIAIBPSCIBPIAIBPSCIBPIAIBPS图1 特高压换流站单极一次接线简图如图1所示，每个特高压换流站中共有四个阀组，每极两阀组，下面将检修安全隔离措施涉及到的各种控制保护主机进行介绍：CCP1：高端阀组控制主机CCP2：低端阀组控制主机CPR1：高端阀组保护主机CPR2：低端阀组保护主机PCP：极控制主机PPR：极2极保护主机本文以高端阀组检修，低端阀组运行为例，对控制保护的隔离措施进行分析。
一种基于KA3525的可调直流高压控制电路
图 ２ 程序结构框图一
பைடு நூலகம்
图 ３ 程序结构框图二
２．软 件 实 现 本电路的软件结构包括系统初始化， 启动测试子程 序（ 检测电压预设定值， 检查是否启动）， 程序结构框图 如 图 ２、图３所 示 。 三 、问 题 及 解 决 方 法 直流电 压的 稳定 性和ＫＡ３５２５的 工 作 频 率 有 较 大 关 系， 如果工作频率不合适的话， 直流电压的稳定性将受到 一定程度的影响， ＫＡ３５２５的工作频率取决于如下公式：
３６项农兽药残留检测国家推荐性标准开始实施
本刊讯 从３月１日开始， ３６项检测水果和蔬菜中 ５００种农药及相关化学品残留量， 以及１３１种 兽药 和７ 种 生 物 毒 素 残 留 量 的 国 家 标 准 正 式 实 施 。 这３６项 国 家标准均为推荐性国家标准， 已于２００６年１２月３１日 由 国家标准委批准发布。
本文所介绍的是一种 基于ＰＷＭ芯片ＫＡ３５２５的直 流 高压控制电压。
一 、工 作 原 理 １．电 压 的 调 节 直 流 高 压 的 调 节 是 通 过 对 ＫＡ３５２５的 ２脚 设 定 不 同 的 电压值来实现的。 ＫＡ３５２５的１脚和２脚是该ＰＷＭ芯 片内 置误 差放 大器 的两个输入脚， 通过改变２脚的给定电压可以实现调节直 流高压的目的， ２脚给定的设定电压越高则输出的ＰＷＭ占 空比越大， 经功率放大后所产生的直流高压就越高， ２脚的 设定电压由ＤＳＰ输出数字信号经Ｄ／Ａ转换后提供。 ２．电 压 的 稳 定 输出电压可调， 随后需要解决的是稳 压， 整机要求稳压准确度稍高， 经试验采用 ＫＡ３５２５内 置 的 误 差 放 大 器 来 实 现 闭 环 稳 压 可以获得比较理想的效果， 就是通过电阻 对直流高压分压， 将取回的反馈信号经过 运 放 运 算 处 理 后 提 供 给ＫＡ３５２５的１脚 ， 最 后 运用芯片内部的电压误差放大器实现电压 负反 馈稳 定电 路。ＤＳＰ给定 每一 级需 要稳 压 基准点， 以此来实现输出一级电压， 稳定一 级电压。 二 、硬 、软 件 实 现 １．硬 件 实 现 本电路主要由控制电路、功率放大电路 和反馈电路组成。原理框图如图１所示。
高压输电线路热稳定性研究
高压输电线路热稳定性研究随着工业化的进程，用电量不断增加，高压输电线路日益重要。
高压输电线路一般由金属导线和绝缘材料构成，其基本原理是使导线上载流子受到的电磁力产生一定的移动。
当导线上流过的电流变大时，导线发热也就越大，这就意味着线温升高。
而输电线路的热稳定性就是一种用来衡量电力系统在正常运行中温度变化所承受的功率的能力，也就是在大电流负载下输电线路导线的稳定运行能力。
高压输电线路的热稳定性研究是目前电力行业一个重要的研究方向。
由于输电线路所承受的功率是随着温度的改变而变化的，因此，若要保证高压输电线路的安全运行，就必须要掌握好输电线路的热稳定性。
而实现高压输电线路的热稳定性就需要进行多方面的探索研究。
高压输电线路的导线材料是极其重要的，因为导线材料的导电性能、强度、热稳定性、耐腐蚀性、耐疲劳性等，都会影响到输电线路的使用寿命及安全性。
目前，国内常用的高压输电线路导线材料主要有三种：铝合金导线，铜铝合金导线和铜镁合金导线。
铝合金导线以其重量轻，成本低，传输能力好等优点，被广泛应用于国际上的输电线路。
铜铝合金导线则具有一定的功率损耗，不易磨损，故在国内应用较为广泛。
铜镁合金导线具有体积小、重量轻、成本低、耐腐蚀性好等优点，在近年来也得到了较广泛的应用。
根据需要选择不同材料的导线，是目前高压输电线路的主流发展方向。
高压输电线路的塔架设计也是一项重大影响因素。
塔架的设计不仅要考虑到强度和稳定性问题，还要考虑到散热问题。
由于高压输电线路中的了阻抗，电流经过导线时就会发生导线内阻损，导线内产热会让导线表面温度升高。
若导线表面温度过高，不仅会对导线本身造成伤害，还会引起杆塔的损坏。
所以塔架的设计要有良好的散热系统，有效地降低导线升温。
此外，高压输电线路的设计也需考虑到环境因素。
在低温环境下，导线材料的韧性会降低，这对导线的安全运行也会造成不利影响。
而在高温环境下，导线的抗热稳定性也会受到影响，一定程度上会限制导线的传输能力。
哈密南一郑州±800kV特高压直流输电线路工程全线架通
哈密南一郑州±800kV特高压直流输电线路工程全线架通佚名【期刊名称】《电力系统自动化》【年(卷),期】2013(37)20【摘要】2013年9月20日18时，随着山西晋城市阳城县境晋3标段N4550至N4556档左极导线牵引到位，哈密南一郑州±800kV特高压直流输电线路全线架通。
哈郑线全长2191．5km，该工程是“800kV，800万kW”特高压直流输电标准化示范工程，也是首个“风光火打捆”外送的特高压直流工程。
线路横跨新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南六省（自治区），沿线地理环境和社会环境复杂；工程首次采用六分裂1000mm^2大截面导线，并在大规格角钢、大吨位绝缘子应用方面取得了多项创新成果，建设要求高，技术难度大，施工条件艰苦。
工程自2012年5月核准开工建设以来，在国家电网公司党组的坚强领导下，成立工程建设协调领导小组，直流建设部统筹组织协调，充分发挥沿线六省（自治区）电力公司属地化管理优势、直流公司专业化支撑作用，组织全线50余家参建单位和近3万名建设者，发扬“努力超越、追求卓越”的精神，以打造精品工程为宗旨，克难奋进，大胆创新，全面实施精益化管理，大力推行标准化建设，工程质量得到有效控制，安全生产处于“可控、能控、在控”状态，赢得公司“管理、安全流动红旗”。
在较短建设工期内，顺利实现架通目标。
【总页数】1页(P40-40)【正文语种】中文【中图分类】TM7【相关文献】1.锦屏-苏南±800kV特高压直流输电线路工程全线架通2.哈密南—郑州±800kV 特高压直流输电工程基础防腐方案经济性分析3.哈密南-郑州±800kV特高压直流输电工程陕西段全线贯通4.哈密南—郑州±800kV特高压直流输电工程接地极线路参数测量及分析5.哈密南-郑州±800kV特高压直流工程跨越黄河因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
哈密至郑州特高压直流对受端电网影响分析
哈密至郑州特高压直流对受端电网影响分析钟胜;郭相国;田昕;李泰军【摘要】The UHVDC project from Hami to Zhengzhou is China' s first dedicated DC Project for wind power and thermal power transmission, and the first large capacity project transmitting power to Central China power grid. Its construction will significantly affect the peak-regulation ability, security and stability of the receiving-end grid. The requirements of large capacity DC transmission for the receiving-end gird are proposed. The receiving-end location of Hami-Zhengzhou project is verified through regional electricity balance calculation and grid structure analysis, which is selected in the east of Zhengzhou City. Power system operation simulation proves that the peak-regulation ability of Central China grid can meet the requirements of the DC transmission. But the simulation calculation for grid security and stability indicates that the AC interconnection lines between North China grid and Central China grid are weak. Therefore the AC interconnection section needs to be strengthened or the section's transmission capacity needs to be lowered for security and stability of the power grid.%哈密至郑州±800 kV特高压直流是我国第1条风火打捆外送的直流工程,也是华中电网受入的第1条大容量直流线路,其建设对华中电网调峰以及安全稳定有较大影响.提出了大容量直流对受端电网的要求,通过分析分区电力平衡及电网结构,论证了哈密受端换流站应落点郑州东部;电力系统运行模拟计算表明华中电网自身调峰能力是可以满足直流送入需要的;电网稳定仿真计算表明华北至华中交流断面是受端电网的薄弱环节,需要加强该断面输电能力或者降低断面输送容量以保证电网安全稳定运行.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2012(045)011【总页数】5页(P47-51)【关键词】特高压;疆电外送;风火打捆;调峰分析【作者】钟胜;郭相国;田昕;李泰军【作者单位】中南电力设计院,湖北武汉430071;中南电力设计院,湖北武汉430071;中南电力设计院,湖北武汉430071;中南电力设计院,湖北武汉430071【正文语种】中文【中图分类】TM721.10 引言为落实国家推进新疆跨越式发展、实现新疆长治久安战略部署、促进新疆优势资源转化、带动新疆地区经济，并为“中部崛起”提供助力，2011年4月，国家电网公司启动了哈密至河南郑州±800 kV特高压直流输电工程（简称哈郑直流）可行性研究工作。
直流偏磁抑制装置在220kV变压器中的应用
直流偏磁抑制装置在220kV变压器中的应用根据磁链守恒原律，采取磁势等效法将串联绕组的电流等效为全绕组电流，解决了220kV变压器在采用隔直设备后直流电流由交流系统流入串联绕组的风险评估问题，拓展了《高压直流接地极技术导则》对直流偏磁影响的评估范围，保障了220kV变压器的安全运行。
标签：接地极；直流偏磁；直流偏磁抑制装置；安全0 前言±800kV哈密-郑州特高压直流工程（下简称天中直流），是国家实施“疆电外送”战略的第一条特高压直流输电工程输电线路，起点在新疆哈密南部能源基地，输电线路全长2210公里，输电能力将达800万千瓦，成为连接西部边疆与中原地区的“电力丝绸之路”，承担着新疆火电、风电打捆外送的重要任务，具有远距离、大容量、低损耗、环保、节约土地资源等优点，有利于促进新疆能源基地的开发利用，实现大煤电的集约化开发，提高能源资源的开发和利用效益，缓解中东部地区的缺电局面。
1 直流偏磁的处理措施根据“新电办会（2014）111号文件-国网新疆电力公司直流偏磁治理措施讨论会会议纪要”内容，“220千伏能节烟墩北、山北变及天光电厂需对中性点接地进行隔直处理，即加装变压器中性点隔直装置”。
设备选型为安徽正广电电力技术有限公司生产的KLMZ型变压器中性点直流偏磁监测及隔离接地装置，该装置是安徽正广电与新疆电科院共同研制的产品，通过了西高所型式试验，获得型式实验报告。
通过高精度的16bit直流电流采样技术，配合一阶滞后滤波法和加权滑动平均滤波法来处理采样信号，提高了小电流测量精度；通过隔直电容器并联氧化锌阀片和高速旁路开关，一方面实现了对变压器中性点直流电流的隔离，另一方面在系统发生不对称短路时，触发氧化锌导通以限制电容两端的电压，并在短路电流的第一个过零点时刻，通过高速旁路开关相控合闸将短路电流分流到开关里，实现了对隔直电容器和氧化锌的保护。
2 改造方案下图安徽正广电生产的KLMZ型隔直装置的一次原理图。
1000kV特高压交流输电线路的过电压研究与分析
1000kV特高压交流输电线路的过电压研究与分析摘要：随着电力负荷的日益增长，建设特高压线路可以实现跨地区、长距离的电能输送和交易，更好地调节电能供需平衡。
特高压线路由于输电距离长、传送容量大、充电功率大，其过电压比常规线路过电压更严重。
本文介绍了特高压线路过电压的种类、分析计算条件、仿真研究、合格标准和实际案例。
研究表明单回线路应重点考虑线路空载合闸时的操作过电压、线路两端发生无故障掉闸后的空载长线电压升高和线路末端单相短路甩负荷的工频过电压。
关键词：1000kV交流输电、操作过电压、工频过电压、潜供电流和恢复电压引言随着电力负荷的日益增长，传统电网无法应对用电量和输电容量成倍增加的需求，煤炭资源与负荷中心距离远，环保压力也越来越大，随着电力设备的不断发展，特高压交流输电可以更好的解决以上问题。
特高压交流输电线路是指电压等级为1000kV及以上的交流输电线路，1条特高压线路比500kV超高压线路传输功率大4倍。
与其它输电方式相比，特高压交流输电具有输电容量大、传输距离远、线路损耗低、占地面积少等突出优势。
但是特高压交流输电线路具有输电线路长，分布电容大，分布电阻和电感小等特点，如果其发生过电压也更为严重。
1、过电压的种类过电压总体上主要分为外部过电压和内部过电压两种。
外部过电压主要就是雷电过电压，分为四种类型，分别为：雷电侵入波过电压、雷电反击过电压、感应雷击过电压、直接雷击过电压。
通常采用避雷器、避雷针、避雷线等方法限制外部过电压。
内部过电压主要分为操作过电压、工频过电压和谐振过电压等。
由于过电压种类众多，一般工程研究时主要选择几种较为严重的过电压进行计算。
本文结合某1000kV外送工程案例，从反送电阶段和机组运行阶段进行分析计算，包括线路操作过电压、工频过电压、潜供电流和恢复电压、发电机自励磁过电压。
2、分析计算条件2.1试验系统模型和参数发电机组规模：2×660MW直接空冷凝汽式发电机组，型号为QFSN-660-2-22B，额定容量为733.33MVA，额定功率因数0.9（滞后），额定电压22kV。
1000kV交流特高压输电线路运行特性分析
1000kV交流特高压输电线路运行特性分析发布时间：2022-11-30T09:06:22.002Z 来源：《新型城镇化》2022年22期作者：郭兴[导读] 设计的1000kV电压等级交流特高压输电线路杆塔强度是传统500kV线路杆塔设计强度的四倍以上。
国网山西省电力公司超高压变电公司山西省太原市 030000摘要：1000kV交流特高压输电线路是解决我国电力能源分布不均匀，降低电力负荷的有效手段。
目前，我国已经有大量的1000kV交流特高压输电线路投入运行，在未来几年中，也将会开通大量的交流特高压线路。
在这一背景下，1000kV交流特高压线路的维护工作也开始受到社会各界的广泛关注，为了保障交流特高压线路能够安全运行，必须要总结关键技术，借鉴国外先进经验，创新管理模式，提升检修效率，下面就针对1000kV交流特高压输电线路运行特性进行深入的分析。
关键词：1000kV；交流特高压输电线路；运行特性现如今我国的电力输变系统中，交流特高压输电线路的电压应用等级为1000kV，因此在整个电力传输系统中，交流特高压输电线路能够实现跨地区电能输送以及新能源二次配置的应用需求。
交流特高压输电线路的杆塔结构设置特征：交流特高压输电线路在运行期间需要合理设置间距以及间隙，因此设计人员需要根据实际情况设置杆塔，同时将绝缘子串的高度保持在1m以上，交流特高压输电线路对地的距离则保持在26m以上。
由于交流特高压输电线路所设置的杆塔高度大多数设置在50m以上，杆塔长度设置在80m以上，在进行杆塔强度设计期间，设计人员需要以杆塔塔高以及杆塔应力为基础进行方案设计，由于特高压导线的重量较大、杆塔的设计高度在50m以上，因此杆塔的使用应力极高，设计的1000kV电压等级交流特高压输电线路杆塔强度是传统500kV线路杆塔设计强度的四倍以上。
1.交流特高压线路特点分析1.1杆塔结构交流特高压线路的运行需要的间距与间隙，必须要设置较高的杆塔，绝缘子串长度需要保持在10m以上，线路对地距离需要保持在26m 以上，特高压线路杆塔高度保持在50m以上，同杆并架线路杆塔长度需要控制在80m以上。
电力系统电压稳定性分析与调控研究
电力系统电压稳定性分析与调控研究电力系统是现代社会不可或缺的重要基础设施，而电压稳定性是电力系统稳定运行的关键因素之一。
电力系统电压稳定性分析与调控的研究对于确保电力供应的可靠性和质量有着重要的意义。
本文将对电力系统电压稳定性的分析与调控进行探讨。
首先，电力系统电压稳定性是指电力系统在外部扰动作用下，能够保持电压在合理范围内稳定运行的能力。
外部扰动包括负荷变化、发电机的故障、传输线路的短路等。
电力系统中，电压稳定性的失稳将导致电压崩溃、黑启动、缺电等问题，对电力系统的运行和供电质量带来重大影响。
为了确保电力系统的电压稳定性，需要进行相应的分析与调控。
首先是电力系统电压稳定性分析。
电力系统电压稳定性分析是通过建立电力系统的动态模型，分析系统中各个元件的动态响应和相互之间的关联性，来评估电力系统电压稳定性的能力。
在电力系统电压稳定性分析中，需要研究电力系统的参数和结构。
电力系统的参数包括发电机和传输线路的参数，而电力系统的结构则包括电网的拓扑结构和电力系统的控制策略等。
通过对电力系统参数和结构的深入分析，可以预测和评估电力系统在不同工况下的电压稳定性。
在电力系统电压稳定性调控方面，主要有两个方面的策略。
一方面是通过控制发电机的电压和无功功率输出来调节系统的电压。
发电机的电压和无功功率调节可以通过发电机励磁系统的控制实现，使得系统的电压能够在合理范围内稳定运行。
另一方面是通过控制传输线路的无功功率流动来调节系统的电压。
传输线路的无功功率流动调节可以通过变压器的无功功率调节、无功补偿装置的控制等手段实现。
通过控制无功功率流动的分配，可以提高系统的电压稳定性。
在电力系统电压稳定性研究中，还需要考虑电力系统的响应速度和稳定性。
电力系统的响应速度是指在外部扰动作用下，电力系统恢复到稳定工作状态所需的时间。
而电力系统的稳定性是指系统在外部扰动后是否能够保持稳定工作状态，不发生进一步的失稳或崩溃。
为了提高电力系统的电压稳定性，需要进行相应的电力系统运行策略的调整和优化。
锡盟至山东特高压7个配套煤电项目
锡盟至山东特高压7个配套煤电项目第一篇：锡盟至山东特高压7个配套煤电项目锡盟至山东特高压7个配套煤电项目近日，国家能源局向内蒙古发改委发函，同意锡盟煤电基地锡盟至山东输电通道配套煤电项目建设规划实施方案。
按照实施方案，大唐锡林郭勒电厂等7家，共862万千瓦煤电项目作为锡盟-山东特高压配套电源。
在此之前，内蒙古发改委向国家能源局上报《内蒙古锡林郭勒盟煤电基地开发规划》、《关于锡盟外送电通道配套火电项目建设方案》。
按照大气污染防治行动计划和《服务内蒙古科学发展的若干意见》，国家能源局出具复函同意相关方案。
7个配套煤电项目锡盟是国家9个千万千瓦级现代化大型煤电外送基地之一，目前确定实施锡盟至山东、锡盟至江苏泰州两条特高压外送通道。
对于内蒙古和锡盟而言，特高压是煤电外送的生命线。
为推进大气污染治理，2014年6月，国家能源局下发《关于加快推进大气污染防治行动计划12条重点输电通道建设的通知》，锡盟至山东特高压获得重点支持，计划2017年投产运行。
2014年7月12日，国家发改委正式核准该线路，成为12条输电通道中首条获得核准的线路。
21世纪经济报道获得的能源局复函显示，列入锡盟-山东特高压交流输电工程的配套煤电项目分别为：大唐锡林郭勒电厂、神华胜利电厂、神华国能查干淖尔电厂、北方胜利电厂、华润五间房电厂、京能五间房电厂、蒙能锡林浩特热电厂。
除蒙能锡林浩特热电厂为2×66万千瓦机组后，其余均为2×66万千瓦煤电项目。
大唐国际发电、中国神华能源股份、神华国能、华能北方联合电力、华润集团、京能投资集团、内蒙古能源发电投资集团分别作为上述项目牵头单位，开展电厂前期工作。
按照与特高压投产同步的原则，上述配套电源应在2017年投产发电。
内蒙古煤炭工业局副局长陈泽向21世纪经济报道记者表示，锡盟特高压通道和电源基地项目前期准备工作早已启动，内蒙古在煤电基地布局多个新项目，一些电源点在特高压线路核准之前已经开展前期工作。
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本文基于 DIgSILENT 仿真软件，搭建了包含 风电和特高压直流输电的新疆电网， 研究了不同 网源无功分配比例对风火打捆特高压直流外送系 统静态电压稳定性的影响； 风电场群汇集母线短 路故障情况下， 研究了不同网源无功分配比例对 换流站交流母线暂态电压稳定性的影响， 从而为 提高风火打捆直流外送电压稳定性提供帮助。 1 哈密地区电网简介
t/s
图 5 交流滤波器对系统电压的影响 Fig.5 System voltage influenced by AC filter
综合考虑表 1,图 4，5 可以得出：应将包含直
流配套火电的交流电网与直流换流站无功功率交
换值设为 800 MVar。
4 暂态电压稳定性分析
4.1 换流站无功特性分析
换流站消耗无功功率为[16]
摘 要： 针对新疆电网弱送端风火打捆特高压直流外送系统，利用 DIgSILENT/PowerFactory 建立包含哈郑直流 输电系统的电网模型， 研究不同网源无功分配比例对风火打捆直流外送系统静态电压稳定性和暂态电压稳定 性的影响。 仿真计算结果表明，稳态工况下，直流配套火电机组输出较大无功功率，有助于提高发生短路故障暂 态电压稳定性；交流滤波器输出较大无功功率，有助于清除短路故障后的电压恢复。 若交流网与送端换流站无 功交换值由原来的 1 200 MVar 设为 8 00 MVar ，则有助于提高哈郑直流外送系统的静态以及暂态电压稳定性。 关键词： 风火打捆； 直流外送； 网源无功分配； 电压稳定性 中图分类号： TM89 文献标志码： A 文章编号： 1671-5292（2016）03-0375-06 DOI:10.13941/ki.21-1469/tk.2016.03.009
0/0
触 发 角 / （° ） （0，100%）
14.82/16.3 15.45/16.89 16.07/15.02 16.66/15.66 14.76/16.27 15.41/16.87 16.03/15.01
滤波器组数 （0，100%）
14/15 15/16 16/16 17/17 17/18 18/19 19/19
风电场群共有 10 个风电场，每个风电场的装 机容量均为 200 MW，共有 2 000 MW 风电通过哈
收稿日期： 2015-10-17。 基金项目： 国家自然科学基金项目（SGXJ0000DKJS1440234）。 作者简介： 张 强（1988-），男，硕士研究生，研究方向为高压直流输电技术。 E-mail：244617740@ 通讯作者： 张新燕（1964-），女，博士，教授，硕士生导师，主要从事洁净能源的科研工作。 E-mail：xjcxzxy@
组 网 提 供 无 功 /MVar （0，100%）
1177.7/1130.2 987.6/941.0 794.2/729.8 597.6/537.1 384.9/340.9 184.8/141.3 -18.7/-73.3
火 电 输 出 无 功 /MVar （0，100%）
1291.5/1807.3 1132.8/1646.2 971.3/1466.5 807.1/1303.2 629.5/1137.6
0 引言 哈密地区具有丰富的风能资源和煤炭资源，
其资源分布广、储量大，环保空间较大，电源建设 成本相对较低，集中开发优势明显[1]。 但是，新疆 电网供电距离长、用电负荷分散、基础设施薄弱， 这就决定了新疆电网难以消纳大规模集中开发的 火电电力、难以适应风电的大规模发展[2]~[7]。 新疆 电网通过四回 750 kV 交流线路、一回±800 kV 直 流线路分别与西北电网和华中电网相连， 有效地 解决了这个“两难”问题[8]。
本文以哈密地区大规模风电经哈密-郑州特 高压直流外送为研究对象， 电网示意图如图 1 所 示。
至吐鲁番
哈密北
哈密南 哈密
敦煌 沙洲
750kV 变电站 风电群
换流站 火电群
郑州
图 1 哈密风火打捆直流外送电网示意图 Fig.1 Ha mi wind hot bundling DC sending system
由式（4）可知，若换流站交流母线电压增大或
减小， 则换流站触发角也跟随同样的趋势增大或
减小， 换流站消耗无功功率也跟随同样的趋势增
大或减小。 换流站触发角的这种特性对于抵制电
压波动具有一定的积极作用。
交流滤波器所输出的无功功率 Qc 与换流站
交流母线电压的平方成正比，即：
Qc=
U2 Xc
（5）
式中：Xc 为电容器容抗。 由 式 （5） 可 知 ， 当 换 流 母 线 电 压 降 低 时 ， 交 流
MVar 和 1 200 MVar 情况下，风电出力在 0~100%
变 化 时 ，l 起 交 流 滤 波 器 和 换 流 变 压 器 分 接 头 的
动作。尤其是交流滤波器的投切操作，对较弱的交
流网产生较大的影响， 电压波动较大， 如图 5 所
示。
534
532
电 压 /kV
529 -0.1
6.0
10.0
变化，会改变哈密变电站无功电压特性。对于较弱 的新疆电网， 应研究不同网源无功分配比例对换 流站交流母线静态电压稳定性的影响。
由图 2 可得直流输电系统数学模型为
U!
# #
dr
=Udor
cosα-3dxr
Id
/π
#
#
U#
" #
di
=Udoi
cosγ-3dxi
Id
/π
（1）
#
#
I#
# $
d
=（Udr
-Udi
462.4/969.1 292.4/788.0
由 表 1 可 知 ： 无 功 交 换 值 为 0 MVar，600 MVar 和 800 MVar 情况下， 不会引起交流滤波器
和换流变压器分接头的动作，此时 PV 曲线如图 4 所示。
·376·
张 强，等 哈郑风火打捆特高压直流外送电压稳定性分析
541.5 536.5
有 用 功 率 /MW
2 000
0
4.92
5.04
5.16
t/s
（b） 单 极 有 功 功 率
2 000
无 功 功 率 /MVar
-2 000
-6 000 4.92
5.04
5.16
t/s
（c） 交 流 网 提 供 无 功 功 率
图 6 风电场群汇集母线短路系统响应曲线
Fig.6 Wind farms collect Busbar short circuit system response curve
电 网 换 相 换 流 型 高 压 直 流 输 电 （LCC-HVDC） 主要特点是输送容量大、电压高，但直流输电系统 在传输大量有功功率的同时， 换流站也消耗大量 的无功，约为传输有功功率的 40%~60%[9]，[10]。 换 流站消耗的无功功率有两种无功来源： ①直流系 统配套火电电源在内的新疆电网补偿的无功；② 换流站配置的交流滤波器补偿的无功。目前，关于 风火打捆直流外送的研究方向主要针对直流外送 方式。但是，现阶段直流输电系统送端大都采用定 功率控制模式[11]。 因此，需要探索送端定功率控制 模式下， 网源无功分配比例对风火打捆交直流外 送电压稳定性的影响。
表 1 风电 0，100%出力，主要参数静态稳定值 Table 1 Wind farms output are 0，100%，main parameters in different g grid source reactive power allocation
proportion statically stable value
·375·
可再生能源
2016，34（3）
密南 750 kV 变电站接入电网。 直流配套火电电源 总装机容量为 9 280 MW，与换流站通过三回 500 kV 线路联络。 2 直流输电模型 2.1 直流输电系统数学模型
双极直流输电系统中一个极的等值电路模型 如图 2 所示。
Pdc_ref 功率调整
姨 姨
di0
=3
姨
2
E11 /π
式中：Udi0 为换流器理想空载直流电压，kV；P 为换
流 器 直 流 侧 功 率 ，MW；Qdc 为 换 流 器 无 功 消 耗 ，
MVar；φ 为 换 流 器 的 功 率 因 数 角 ，° ；μ 为 换 相
角 ，°；Xc 为 每 相 的 换 相 电 抗 ，Ω；Id 为 直 流 运 行 电 流，KA；α 为整流器触发角，°；E11 为换流变压器阀 侧绕组空载电压有效值，kV；Ud 为换 流 器 直 流 电 压，kV。
无功交换
1200 1000 800 600 400 200
0
电 压/V （0，100%）
529.9/527.0 531.5/528.6 533.1/530.4 534.8/532.1 536.5/533.7 538.1/535.4 539.8/537.1
分接头 （0，100%）
-1/-2 -1/-2 -1/-1 -1/-1 0/-1 0/-1
滤波器所提供的无功功率也将减少， 这种特性对
于抵制电压波动具有消极作用。
4.2 风电场群故障对直流输电系统影响
若哈密南 750 kV 母线发生三相短路故障，持
续时间 0.01 s，仿真结果如图 6 所示。
800
电 压 /kV
500
300
4.92
5.04
5.16
t/s
（a） 换 流 母 线 电 压
4 000
Ido-decBiblioteka ÷VDCOLIdes
1 T1s+1
γd-inv
Udc
整流侧 控制