第33卷第17期继电器Vol.33No.17472005年9月1日RELAYSep.1,2005电力受端系统的稳定问题及其对策分析夏向阳1,2,张一斌1,蔡灏1(1.长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南长沙410077;2.湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙410082)摘要:电网可分为送端系统、受端系统和输电网络三个部分。其中,受端系统是整个电力系统的核心,受端系统的安全稳定性关乎着全系统的安全稳定性。该文首先指出了我国电力受端系统中存在的一些普遍的稳定性问题。然后针对这些问题提出了一系列增强受端系统稳定性的对策,最后指出加强最高一级电压的网络建设和提高电压支撑水平是加强受端系统稳定性最根本性的措施。关键词:受端系统;短路电流;电压支撑;低频减载中图分类号:TM712文献标识码:A文章编号:100324897(2005)1720074205在正常运行方式下,电网的稳定问题并不突出,但当1当前受端系统存在的问题某一线路,特别是重要的干线停电检修时,电网的稳在《电力系统安全稳定导则》[1]中受端系统的定问题就显得十分突出。此时,电网安全运行依赖定义是“指以负荷集中地区为中心,包括区内和邻于安全自动装置。发生N-1故障时,安全自动装近电厂在内,用较密集的电力网络将负荷和这些电置正确动作,能保证电网安全稳定运行;安全自动装源联接在一起的电力系统。受端系统通过接受外部置故障拒动则有可能造成系统振荡、受端电压崩溃[3,4]及远方电源输入的有功电力和电能,以实现供需平和更大面积的停电等重大事故。衡。”2)电网缺乏强有力的电压支撑2020年以前,由于能源资源分布与能源消费之受电地区电源支撑和电压稳定问题一直为运行间的矛盾,可能促使我国出现四大能源基地(西南人员所关注。随着大容量的发电厂、高压输电线路水电、“三西”火电、内蒙古中东火电和黔桂水火电)和集中负荷构成大型电力系统的出现,电压不仅是向五大受端电网(华东、东北、华中、粤闽琼和京津电能质量问题,也是电力系统安全运行和经济运行冀鲁)送电,从而形成“西电东送、南北互供”的联网的重要问题。格局。西南水电和“三西”火电外送规模可能达50多年来,随着国民经济的快速发展,电力需求保GW左右;五大受端电网的受电规模可能都在10持着强劲的增长势头,国内外电力系统都出现了受GW以上,其中华东电网的受电规模可能超过20端集中负荷急剧增加情况。而在负荷中心建发电厂GW[2]。因受动力资源、土地资源、水资源、输出走廊、水陆路由于受端系统的用电负荷增长十分迅猛,最高运输、环境保护和高额投资等限制,就造成了大功率用电负荷占全网的比重逐渐增加,而受端系统内主远距离、跨越大功角、大电压降落输电的现状。由于力电厂建设不足,大量的电能需要由500kV和220电源远离负荷中心,负荷中心缺少足够的电压支持,kV线路进行远距离输送,导致受端电网在N-1原所以当系统受到干扰时,受端系统非常容易失去同则下可靠性较低、电压支撑较弱和短路电流过大等步稳定和电压稳定。若此时受端没有采取必要的和一系列问题,严重威胁着电网的稳定运行。强制性措施,来维持受端系统一定的电压水平,势必1)N-1原则下电网可靠性较低造成电压崩溃使系统失去稳定运行,从而发生大面“N-1”原则是衡量电网安全运行的准则。目积停电事故。前电网建设发展较快,网架结构加强了许多,安全稳另外,近年来在受端系统中广泛应用高压直流定水平也有所提高,但电网网络结构方面的大电源、输电技术(HVDC2HighVoltageDirectCurrent)、带负大机组、弱受端以及互联电网之间弱联接的局面并荷调分头变压器(OLTC2On2LoadTapChanging)及未得到根本改善,部分地区与主网联系仍极为薄弱。并联电容器等也带来严重的电压稳定性隐患。HVDC是解决同步稳定的重要的输电方式,同时,也基金项目:国家自然科学基金资助项目(60474041)是电网互联,尤其是不同频率的电网互联的方法,©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.夏向阳,等电力受端系统的稳定问题及其对策分析57HVDC的整流和逆变环节都要消耗大量的无功(约压侧电抗常为零或接近于零,这使得母线的短路电为直流传输功率的50%～60%),其与弱交流系统流大大升高。另外,规模巨大的500kV变电站,其相联,对电压稳定产生非常不利的影响;OLTC在系低压侧电抗急剧降低,引起220kV侧的零序等效电统低电压时的负调压作用或连续调节是电压失稳的抗下降,也会导致短路电流升高。主要原因之一,低电压时,OLTC动作使次级电压升目前我国50