摘要：結(jié)合我國電網(wǎng)近年來運行實踐，對復(fù)雜互聯(lián)電網(wǎng)特性進行了深入分析，概括當(dāng)前電網(wǎng)主要特點，包括：故障影響呈現(xiàn)全局化、電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力不斷下降、電網(wǎng)抗擾動能力持續(xù)惡化、電力系統(tǒng)穩(wěn)定形態(tài)更加復(fù)雜。對電網(wǎng)支撐可再生能源發(fā)展面臨形勢與存在問題進行了深入思考，包括關(guān)于未來電力系統(tǒng)構(gòu)建、提升大電網(wǎng)仿真能力、優(yōu)化系統(tǒng)運行控制策略和技術(shù)支撐手段、研究解決電力電子裝置大規(guī)模并網(wǎng)引發(fā)的新穩(wěn)定問題。文章旨在為新能源高比例接入情況下電力系統(tǒng)運行、分析、控制等研究提供思路和方向。

關(guān)鍵詞：特高壓交流;特高壓直流;可再生能源;電力電子設(shè)備;穩(wěn)定計算標準;系統(tǒng)保護;次同步振蕩;超同步振蕩

0 引言

中國能源資源分布和生產(chǎn)力發(fā)展極不平衡，加快電源清潔發(fā)展和遠距離輸電，是轉(zhuǎn)變我國能源發(fā)展方式、建設(shè)生態(tài)文明、服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展的必由之路[1]。

圍繞清潔能源開發(fā)布局，為實現(xiàn)更大范圍水火互濟、風(fēng)光互補、大規(guī)模輸送和優(yōu)化配置，我國大力發(fā)展適于遠距離、大容量輸電的特高壓交、直流輸電技術(shù)[2-7]。當(dāng)前，中國國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)已實現(xiàn)全部電網(wǎng)通過交、直流互聯(lián)， 2017 年底特高壓運行規(guī)模將達到“八交十直”，是世界上唯一同時運行特高壓交、直流的電網(wǎng)，特高壓交直流混聯(lián)、電力大規(guī)模跨區(qū)輸送已成為國家電網(wǎng)典型特征。

伴隨直流輸電規(guī)模的快速增長，風(fēng)電、光伏等新能源的迅猛發(fā)展，我國電源、 電網(wǎng)格局持續(xù)發(fā)生重大變化，電網(wǎng)安全運行及可再生能源大規(guī)模消納都面臨全新挑戰(zhàn)。本文結(jié)合近年來我國電網(wǎng)運行實踐，對大電網(wǎng)運行特性進行深入分析，對電網(wǎng)支撐可再生能源發(fā)展面臨的形勢與存在的問題進行深入思考，并提出相關(guān)建議。

1 電力系統(tǒng)發(fā)展格局的變化

1.1 電源發(fā)展格局

1) 裝機規(guī)模持續(xù)增長，火電占比逐年下降。

截至 2016 年底，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)裝機容量達 16.4 億 kW，其中火電裝機容量 10.54 億 kW，占

比 64%。火電占比逐年下降，但仍為第一大電源。

如圖 1、 2 所示。

　　2) 風(fēng)電、光伏等新能源增長迅猛。

截至 2016 年底，新能源已成為 17 個省級電網(wǎng)的第二大電源，其中，冀北、甘肅、寧夏等 6 省新能源裝機占本地電源比例超過 30%，未來還將進一步增長，如表 1 所示。 2017 年 5 月 3 日，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)日風(fēng)電量 13.04 億 kW˙h，創(chuàng)歷史新高，多個省份風(fēng)電發(fā)電量占比超過 30%，見表 2。

1.2 電網(wǎng)發(fā)展格局

1) 單一特高壓直流輸送容量大幅提高。

早期葛南直流額定功率僅為120萬kW(±500 kV)，隨著直流技術(shù)迅速發(fā)展，單一特高壓直流額定功率達到 1200 萬 kW(±1100 kV)，接近或超過 8 個省級電網(wǎng) 2016 年全年最大負荷，如圖 3、 4 所示。 2017 年底，直流跨區(qū)輸送總?cè)萘繉⑦_到 11 200 萬 kW。

　　2) 交流電網(wǎng)與特高壓直流的快速發(fā)展不匹配，強直弱交矛盾突出。

近幾年，投運的特高壓直流工程容量大、條數(shù)多，跨區(qū)輸電基本以特高壓直流為主(圖 5)。 2017 年底，西南水電、西北新能源、三北火電三大通道特高壓直流群容量已分別達到 1600 萬~2600 萬 kW，但與直流相耦合的交流聯(lián)絡(luò)線輸電容量僅 280 萬~600 萬 kW，僅為直流通道的 1/5 左右，交直流結(jié)構(gòu)嚴重失衡。

在可預(yù)見的未來，可再生能源占比仍將不斷提高，電力遠距離、大容量跨區(qū)輸送仍是我國電網(wǎng)發(fā)展的主要特征，電網(wǎng)形態(tài)將持續(xù)變化，亟需重新建立對電網(wǎng)的認識，并研究可再生能源高占比情況下的大電網(wǎng)運行安全問題。

2 大電網(wǎng)運行特性的變化

大電網(wǎng)形態(tài)及運行特性發(fā)生顯著變化，主要體現(xiàn)在 4 個方面：一是故障的影響呈現(xiàn)全局化特點;二是電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力不斷下降;三是電網(wǎng)抗擾動能力持續(xù)惡化;四是電力系統(tǒng)穩(wěn)定形態(tài)更加復(fù)雜。以下分別進行論述。

2.1 故障的影響呈現(xiàn)全局化特點

傳統(tǒng)交流電網(wǎng)中，故障一般僅對局部電網(wǎng)產(chǎn)生影響。交、直流混聯(lián)電網(wǎng)中，受端交流短路故障時，系統(tǒng)電壓下降，可能引發(fā)直流換相失敗，產(chǎn)生很大功率缺額，故障進而傳遞到送端，對送、受端都產(chǎn)生較大影響， 見圖 6。交直流、送受端、上下級電網(wǎng)間耦合日趨緊密，電網(wǎng)一體化特征日趨顯著。

隨著特高壓直流不斷投運、容量不斷增加，大容量直流故障產(chǎn)生巨大的有功、無功沖擊，易引發(fā)送、受端電網(wǎng)頻率大幅振蕩，以及全網(wǎng)范圍的電壓大幅波動。特高壓直流故障成為大電網(wǎng)安全運行的關(guān)鍵約束，電網(wǎng)一體化特征日趨顯著，系統(tǒng)連鎖故障風(fēng)險不斷增加。

如圖 7，華中—西南同步電網(wǎng)通過 7 回直流向華東電網(wǎng)送電。華東電網(wǎng)常見的交流短路故障，可能引發(fā)多回直流同時換相失敗，產(chǎn)生的暫態(tài)能量沖擊最大可達 3 200 萬 kW，對送端交流電網(wǎng)造成巨大沖擊。在送端交流網(wǎng)架尚未得到加強之前，當(dāng)前實際運行中主要通過采取預(yù)先限制送端電網(wǎng)重要交流斷面功率的方法，避免三大直流同時換相失敗 1 次時送端電網(wǎng)失穩(wěn)，但在嚴重故障情況下，如受端電網(wǎng)發(fā)生開關(guān)拒動等嚴重故障造成三大直流連續(xù) 2 次及以上換相失敗時，可能超出送端電網(wǎng)承受范圍[4]。

2.2 電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力不斷下降

1) 頻率方面。

隨著直流受電規(guī)模增大和新能源出力占比提高，常規(guī)機組被大量替代，電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)能力持續(xù)下降。

從受端電網(wǎng)來看，特高壓直流密集饋入，單一直流閉鎖，可能引發(fā)低周減載動作，兩回直流閉鎖，存在頻率崩潰風(fēng)險。如圖 8，華東電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)系數(shù)隨饋入直流容量增加呈現(xiàn)明顯下降趨勢。

從送端電網(wǎng)來看，風(fēng)電大出力時，系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)能力顯著下降，故障造成電網(wǎng)頻率變化大。如圖 9，東北電網(wǎng) 5 500 萬 kW 負荷水平下，損失 300 萬 kW功率，若網(wǎng)內(nèi)無風(fēng)電，系統(tǒng)頻率下跌 0.7 Hz;若網(wǎng)內(nèi)風(fēng)電出力達到 1 000 萬 kW，頻率下跌 1.1 Hz，比無風(fēng)電時增加 0.4 Hz[3]。

　　2)電壓方面。

直流和新能源機組均不具備類似常規(guī)電源的動態(tài)無功支撐能力，直流饋入和新能源占比較高的電網(wǎng)，系統(tǒng)動態(tài)無功儲備急劇下降，電網(wǎng)電壓崩潰風(fēng)險加大。

從受端電網(wǎng)來看，呈現(xiàn)多直流集中饋入格局，交流系統(tǒng)故障、引發(fā)直流換相失敗的動態(tài)過程中，單一直流最大吸收 800 萬 kvar 無功甚至更多， 易引發(fā)系統(tǒng)持續(xù)低壓甚至電壓崩潰、直流閉鎖。如圖 10所示。

從送端電網(wǎng)來看，本地常規(guī)電源被大量替代，系統(tǒng)短路容量持續(xù)降低;同時，新能源耐壓水平差，易過壓脫網(wǎng)，進一步惡化系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)能力。以2017 年即將投產(chǎn)的魯固直流(扎魯特—青州)為例，其滿功率(1000 萬 kW)方式下，發(fā)生換相失敗期間，送端暫態(tài)過電壓可達 1.35 pu，遠超出現(xiàn)有風(fēng)電1.1 pu 的耐受標準，如圖 11。當(dāng)前，多個特高壓直流均存在類似問題，直流功率受送端風(fēng)機耐壓能力制約明顯。

　　2.3 電網(wǎng)抗擾動能力持續(xù)惡化

“轉(zhuǎn)動慣量”是衡量系統(tǒng)抗擾動能力的重要指標。系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量分 2 部分：一是常規(guī)機組轉(zhuǎn)動慣量，隨著機組被大量替代而持續(xù)減小;二是新能源的“有效轉(zhuǎn)動慣量”，與常規(guī)機組相比較小，導(dǎo)致系統(tǒng)總體慣量不斷減小，抗擾動能力持續(xù)惡化。如圖 12 所示[2]。

2.4 電力系統(tǒng)穩(wěn)定形態(tài)更加復(fù)雜

大量電力電子設(shè)備接入， 電力系統(tǒng)電力電子化程度日趨提高， 系統(tǒng)故障后穩(wěn)定形態(tài)更加復(fù)雜，影響范圍大幅拓展，風(fēng)險不斷增加， 見表 3。

電力電子設(shè)備大規(guī)模并網(wǎng)，主要帶來 2 方面問題： 1) 各類電力電子設(shè)備涉網(wǎng)性能標準偏低，其頻率、電壓耐受能力與常規(guī)火電相比較差 [ 8 - 9 ](如表 4)，事故期間易因電壓或頻率異常而大規(guī)模脫網(wǎng)，引發(fā)連鎖故障。該問題隨著新能源的大規(guī)模集中投產(chǎn)日益突出。 2) 風(fēng)、光等新能源發(fā)電均通過電力電子裝置并網(wǎng)，其多時間尺度的控制特性與電網(wǎng)自身特征相互作用，可能引發(fā)次同步頻率到諧波頻段內(nèi)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中沒有的控制不穩(wěn)定和振蕩問題。

風(fēng)電引發(fā)次/超同步振蕩的現(xiàn)象近年來在國內(nèi)屢有發(fā)生， 2015 年新疆哈密地區(qū)風(fēng)機引發(fā)次同步振蕩導(dǎo)致多臺 60 萬 kW 火電機組跳閘事件曾引起廣泛關(guān)注。該振蕩事件還呈現(xiàn)以下新特征： 1) 振蕩涉及的裝置類型更多，直驅(qū)、雙饋風(fēng)機、光伏、SVG/SVC 以及火電機組都明顯參與振蕩; 2) 振蕩傳播和影響范圍更廣，振蕩頻繁發(fā)生的三塘湖風(fēng)電匯集地區(qū)距離直流配套火電機組超過 300 km，新疆電網(wǎng) 750 kV 主網(wǎng)合環(huán)運行后，振蕩影響范圍進一步擴大; 3) 隨著不同區(qū)域新的風(fēng)電場陸續(xù)投運，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)運行方式不斷變化，振蕩形態(tài)也在不斷變化。圖 13 所示為振蕩發(fā)生時的傳播路徑圖。

總體來看，目前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、形態(tài)、特性已經(jīng)發(fā)生深刻變化，電網(wǎng)安全管控面臨巨大挑戰(zhàn)。迫切需要深入思考電網(wǎng)運行控制的各個環(huán)節(jié)，全面提升大電網(wǎng)管控能力。

3 對相關(guān)問題的思考

3.1 關(guān)于未來電力系統(tǒng)構(gòu)建思路

1) 關(guān)于同步電網(wǎng)規(guī)模。

電網(wǎng)發(fā)展歷史表明，同步電網(wǎng)應(yīng)保持合理的規(guī)模，衡量其合理性的指標主要包括系統(tǒng)慣量水平、斷面承載能力和系統(tǒng)阻尼強度等。電網(wǎng)發(fā)展可分為常規(guī)直流、特高壓過渡期(強直弱交)、“強直強交”等 3 個階段。過渡期電網(wǎng)“強直弱交”特征突出，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)慣量較小、斷面承載能力弱、系統(tǒng)阻尼不足 3 方面;未來“強交強直”格局形成后，系統(tǒng)慣量成倍增加，斷面承載能力大幅提升，主要區(qū)間振蕩模式均為強阻尼，系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平高。

研究表明，隨著交流同步電網(wǎng)規(guī)模的擴大和先進技術(shù)的采用，電網(wǎng)承受故障沖擊能力顯著增強[4, 10]。

以抵御頻率沖擊為例，如表 5，當(dāng)前特高壓過渡期，單一特高壓直流閉鎖就可能直接觸發(fā)第三道防線動作;“強交強直”階段，伴隨交流同步電網(wǎng)規(guī)模的擴大，單一特高壓直流閉鎖導(dǎo)致的頻率波動僅為0.25 Hz。交流同步電網(wǎng)的格局不能適應(yīng)特高壓直流的規(guī)模，是當(dāng)前大電網(wǎng)安全運行的主要矛盾。必須加快構(gòu)建堅強的特高壓交流同步電網(wǎng)，以承載特高壓直流大規(guī)模安全運行。

從與國外發(fā)達國家對比來看，國外電網(wǎng)對 N-1故障引起的最大功率沖擊有嚴格規(guī)定。 如圖 14， 歐洲、北美單一故障沖擊占電網(wǎng)規(guī)模比例均在 2%以內(nèi)，巴西在 3%左右，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)區(qū)域電網(wǎng)單一直流占比則遠超國外標準，最大達 17%，電網(wǎng)運行壓力極大。

　　2) 關(guān)于新能源涉網(wǎng)特性。

針對系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足問題，需對新能源涉網(wǎng)特性提出明確要求，提高新能源調(diào)節(jié)能力和盡可能有效利用風(fēng)機轉(zhuǎn)動慣量，推動新能源參與調(diào)頻調(diào)壓。必須提高新能源接入系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計及運行標準，將風(fēng)電、光伏頻率耐受能力提高至 51.5 Hz，電壓耐受能力提高至 1.3 pu。

3) 關(guān)于直流輸電技術(shù)。

為有效解決常規(guī)直流換相失敗等固有特性問題，一方面需要進一步優(yōu)化常規(guī)直流換流閥設(shè)備和控制保護系統(tǒng)，提升常規(guī)直流抵御換相失敗能力;另一方面，必須加快研究應(yīng)用電壓源換相直流(VSC-HVDC)及混合直流輸電技術(shù)。

VSC-HVDC 輸電技術(shù)具有更強的可控性和靈活性，在交流系統(tǒng)故障時，只要 VSC-HVDC 換流站交流母線電壓不為零， VSC-HVDC 功率就不會中斷，在故障清除后能將功率快速恢復(fù)至正常水平，且能夠快速提供無功支撐以幫助交流系統(tǒng)恢復(fù)電壓。在多 VSC-HVDC 饋入情況下，即使交流系統(tǒng)發(fā)生故障，多回 VSC-HVDC 也不會中斷輸送功率，一定程度上避免了潮流大范圍轉(zhuǎn)移對系統(tǒng)的沖擊，有助于大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。當(dāng)前，舟山、廈門等工程已建成投運，張北±500 kV 四端直流電網(wǎng)、±500 kV 鄂渝背靠背工程正在建設(shè)當(dāng)中。可以預(yù)見，隨著 VSC-HVDC 技術(shù)的不斷成熟，換流器電壓等級和容量會進一步提升，其發(fā)展和應(yīng)用將給輸電方式和電網(wǎng)架構(gòu)帶來重要變革。

4) 關(guān)于傳統(tǒng)火電機組靈活調(diào)節(jié)技術(shù)。

加快火電機組靈活調(diào)節(jié)技術(shù)改造，保證必須的火電機組開機臺數(shù)，有效應(yīng)對風(fēng)電的出力波動和改變直流、新能源造成的系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量下降問題。

3.2 關(guān)于提升仿真分析能力

機電暫態(tài)仿真技術(shù)較好地滿足了傳統(tǒng)交流電網(wǎng)運行分析需求，有效支撐了我國電網(wǎng)的快速發(fā)展。未來，隨著特高壓直流工程密集投運和風(fēng)電、光伏等新能源大規(guī)模并網(wǎng)，機電仿真已無法準確反映系統(tǒng)運行特性，需開展電磁暫態(tài)分析，提升仿真技術(shù)。

以新能源建模仿真為例(如圖 15)，其精確建模困難，加之?dāng)?shù)量龐大，目前普遍采用的機電暫態(tài)倍乘等值模型，難以準確模擬運行過程中出現(xiàn)的次/超同步振蕩等非工頻問題，對過電壓等問題也難以準確仿真，必須采用電磁暫態(tài)建模仿真技術(shù)。與傳統(tǒng)仿真技術(shù)相比，大電網(wǎng)電磁暫態(tài)仿真分析難度極大， 復(fù)雜程度呈指數(shù)倍增加，必須探索新的技術(shù)手段予以解決。

3.3 關(guān)于優(yōu)化系統(tǒng)運行控制策略和技術(shù)支撐手段

隨著特高壓電網(wǎng)運行特性深刻變化，原有面向傳統(tǒng)交流電網(wǎng)構(gòu)建的“三道防線”體系及相關(guān)運行控制策略，已難以有效保障電網(wǎng)安全，需重新審視電力系統(tǒng)運行控制理念，重構(gòu)大電網(wǎng)綜合安全防御體系，優(yōu)化運行控制策略和技術(shù)支撐手段。

1) 研究修訂穩(wěn)定計算標準。

針對出現(xiàn)的威脅電網(wǎng)安全運行的新故障形態(tài)，修訂有關(guān)計算標準，指導(dǎo)電網(wǎng)規(guī)劃與運行。具體包括：

①將直流換相失敗、再啟動、功率突降等故障形態(tài)納入第一、二級穩(wěn)定計算標準。

②在 CIGRE提出的“多饋入短路比”指標基礎(chǔ)上，結(jié)合分層直流特性對指標進行修正。

③在傳統(tǒng)交流母線電壓恢復(fù)標準基礎(chǔ)上[11]，提出直流換流站母線電壓恢復(fù)指標。

④針對直流功率與近區(qū)新能源出力緊密耦合的問題，研究提出直流功率與近區(qū)風(fēng)電開機方式關(guān)聯(lián)關(guān)系計算標準。

2) 研究強化頻率、電壓控制手段。

①強化頻率控制[2]。加強一次調(diào)頻分析與管理，開展機組重要涉網(wǎng)性能在線監(jiān)測與管理。加強抽水蓄能電站布局和應(yīng)用研究，解決事故備用問題，滿足清潔能源大規(guī)模開發(fā)和受電地區(qū)調(diào)峰要求，提高清潔能源消納水平。

②強化電壓控制[2]。研究多直流落點地區(qū)電壓穩(wěn)定特性，統(tǒng)籌規(guī)劃受端電網(wǎng)動態(tài)無功布局，結(jié)合“十三五” 規(guī)劃，在華東多直流饋入受端電網(wǎng)，以及華中、西北、華北等大容量直流送端電網(wǎng)開展加裝調(diào)相機研究工作。

3) 研究構(gòu)建特高壓交直流電網(wǎng)系統(tǒng)保護。

系統(tǒng)保護是對大電網(wǎng)綜合防御體系的重構(gòu)。通過在目標、時間、空間 3 個維度拓展，全方位感知系統(tǒng)狀態(tài)，實施立體協(xié)調(diào)控制，提升電網(wǎng)穩(wěn)定裕度。如圖 16。

目標維度上，圍繞故障演變?nèi)^程中各種穩(wěn)定問題對運行控制的要求，協(xié)調(diào)不同時間尺度和不同空間范圍內(nèi)的各種控制措施，提升系統(tǒng)穩(wěn)定裕度及抗擾動能力，抑制擾動沖擊、阻斷連鎖反應(yīng)，防止系統(tǒng)崩潰。如圖 17 所示。

時間維度上，針對不同穩(wěn)定形態(tài)的時間尺度特征和各類控制資源的時效性，通過毫秒級、秒級和秒級以上協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)系統(tǒng)動態(tài)過程全覆蓋。如圖 18 所示。

空間維度上，針對擾動沖擊的高強度和大范圍，匹配并整合不同地域、不同電壓等級的控制資源，實現(xiàn)大范圍立體協(xié)同控制。如圖 19 所示。

應(yīng)當(dāng)指出，系統(tǒng)保護作為二次系統(tǒng)，主要適用于特高壓發(fā)展過渡階段。電網(wǎng)運行中面臨的上述諸多問題，應(yīng)優(yōu)先考慮通過加強一次網(wǎng)架來解決，當(dāng)前及未來電網(wǎng)發(fā)展過程中，應(yīng)逐步扭轉(zhuǎn)對二次系統(tǒng)嚴重依賴的局面。

4) 研究提升智能電網(wǎng)調(diào)度自動化水平。

電網(wǎng)一體化特征日趨明顯，應(yīng)不斷提升智能電網(wǎng)調(diào)度水平，實現(xiàn)各級電網(wǎng)協(xié)同， 從“大系統(tǒng)”層面出發(fā)，思考電網(wǎng)運行分析、監(jiān)視與控制工作，如圖 20 所示。

當(dāng)前正在研發(fā)建設(shè)的“一體化管控平臺”， 可實現(xiàn)各級調(diào)度對特高壓直流及送、受端電網(wǎng)的全面、實時、同步監(jiān)控，并具備外部環(huán)境監(jiān)視、動態(tài)特性實時分析、預(yù)想故障滾動掃描、運行風(fēng)險實時評估預(yù)控、直流閉鎖協(xié)同處置等功能， 顯著提升調(diào)度運行支撐能力。

3.4 關(guān)于電力電子設(shè)備大規(guī)模并網(wǎng)引發(fā)的新問題

1) 關(guān)于建模分析方法。

針對電力系統(tǒng)振蕩，傳統(tǒng)分析方法主要包括時域仿真法和小信號特征值分析法。時域仿真法便于在機理未明的情況下分析和歸納問題特征規(guī)律，但其對模型精度、仿真步長及計算速度等要求很高，建立整個系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型極為困難。小信號特征值分析法同樣需要詳細的裝置模型和參數(shù)，大系統(tǒng)下的維數(shù)災(zāi)問題將導(dǎo)致研究困難。阻抗分析法[12]通過建立裝置的小信號頻域阻抗模型，利用奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)進行系統(tǒng)穩(wěn)定的判定， 該方法同樣面臨大系統(tǒng)下穩(wěn)定性描述和分析困難等問題。

含大規(guī)模新能源發(fā)電的電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)實時仿真技術(shù)、復(fù)雜電網(wǎng)振蕩穩(wěn)定性分析方法與工程實用工具開發(fā)都是后續(xù)應(yīng)重點研究的方向。

2) 關(guān)于振蕩監(jiān)測、抑制技術(shù)。

大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)振蕩問題中， 電力電子裝置的控制與電網(wǎng)間的相互作用成為主導(dǎo)因素。通過改進裝置控制實現(xiàn)裝備特性優(yōu)化是抑制振蕩的有效措施。

新疆哈密振蕩事件中，基于前述阻抗法，對風(fēng)機控制參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)了風(fēng)機阻抗特性的改進，如圖 21。 可以看出，修正后，風(fēng)機阻抗與電網(wǎng)阻抗相交點向高頻方向移動，且相交點對應(yīng)的相角差減小，風(fēng)機與電網(wǎng)之間不再形成串聯(lián)振蕩回路。

此外，新疆哈密電網(wǎng)還建設(shè)了振蕩監(jiān)控與高精度實時錄波系統(tǒng)，當(dāng)裝置檢測到振蕩發(fā)生時，觸發(fā)布置于各個風(fēng)電場的穩(wěn)控裝置，按照振蕩分量從大到小的順序，以及各類型裝置(直驅(qū)、雙饋、SVG/SVC等)單獨控制的原則，分輪次切除監(jiān)控范圍內(nèi)的風(fēng)電場匯集線等設(shè)備。 同時， 自動將該時段的錄波數(shù)據(jù)(采樣頻率 1200 Hz)上傳至調(diào)度主站。如圖 22 所示。

　　3) 關(guān)于電力電子裝置入網(wǎng)及運行標準。

風(fēng)電、光伏等新能源機組，以及傳統(tǒng)直流、柔性直流、 FACTS 裝置等一般通過電力電子裝置并網(wǎng)，電網(wǎng)運行特性與接入電網(wǎng)的各類電力電子裝置響應(yīng)特性密切相關(guān)，亟需研究制定上述裝置入網(wǎng)及運行標準。

4 結(jié)語

伴隨清潔能源快速發(fā)展、大容量遠距離輸電格局的逐步形成，交直流大電網(wǎng)運行特性發(fā)生重大變化，帶來電力系統(tǒng)運行與控制的一系列新問題， 結(jié)合近年來我國特高壓運行實踐，對上述問題進行了深入思考。結(jié)合未來電力系統(tǒng)的構(gòu)建原則，提出衡量同步電網(wǎng)規(guī)模合理性的若干指標，對直流、新能源、傳統(tǒng)火電未來發(fā)展技術(shù)提出要求;結(jié)合系統(tǒng)運行控制策略和控制手段優(yōu)化，提出盡快修訂現(xiàn)有安全穩(wěn)定計算標準，增加新的故障形態(tài);提出系統(tǒng)保護建設(shè)的總體框架和基本原則;針對電力電子大規(guī)模并網(wǎng)引發(fā)的新問題，從建模方法、振蕩檢測與抑制技術(shù)、電力電子裝置入網(wǎng)及運行標準等方面提出要求。通過不斷深入研究電網(wǎng)運行客觀規(guī)律、提升電網(wǎng)運行控制能力，有效支撐可再生能源健康發(fā)展。

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作者簡介：

陳國平，李明節(jié)，許濤，張劍云，王超(國家電網(wǎng)公司 國家電力調(diào)度控制中心）

陳國平(1965)，男，博士，教授級高工，長期從事電力調(diào)度運行、控制、管理等工作，

李明節(jié)(1963)，男，博士，教授級高工，長期從事電力系統(tǒng)運行與控制、水電及新能源調(diào)度等工作。