2015年6月11日下午13:30,在贵都酒店6号会议室《特高压交直流电网初期提升输电能力的运行控制技术研究》项目验收会正式开始。验收组的专家有:国网华北分部的高洵处长、国家电网公司寇慧珍处长、国网西北分部的牛栓保处长、国网河南电科院刘遵义副院长、国网江西电科院上官贴副院长、国网南瑞集团副总工张文朝、清华大学程林教授,高处长是验收组组长。首先,国网科技部李晓东宣读验收会议流程以及项目验收准则。会议流程分为:项目内容汇报——验收组提问——验收组项目评议——验收结果公布,根据项目的完成情况,项目的验收意见按照优劣层次依次为:同意验收——同意结题——不通过验收——重新验收。
项目验收准则宣读完毕后,由电科院研究员刘明松代表项目组汇报项目情况,项目属于国家电网科技部项目,名称是“特高压交直流电网初期提升输电能力的运行控制技术研究”,项目研究由中国电力科学研究院牵头组织。
汇报首先介绍了项目的背景:国家电网正处于特高压交直流电网发展初期,根据公司规划,2016-2018年间国家电网计划建成多个大容量直流、交流送出工程,将我国西部能源基地及电力富余省份的电力远距离送往中东部负荷中心。未来2-3年,西北电网将形成高比例大容量多特高压直流外送的局面;西南水电基地将同时通过特高压交流、500kV交流、特高压直流、±500kV直流大规模送出;华东地区将出现特高压交流成网的局面,且存在1000kV、500kV与220kV三级电磁环网;浙江电网将成为首个多回特高压大容量直流密集馈入的省级电网。随着特高压交直流工程的逐步投运,电网中将面临许多新的问题和挑战:(1)单条特高压直流输送功率800万千瓦,占送端负荷比例高,直流故障可能引发电网功角、电压、频率剧烈波动;(2)特高压交直流系统输送功率大,交直流存在强耦合关系,各级交直流系统协调运行控制困难;(3)直流落点之间的电气联系更加紧密,交直流故障的相互影响程度更大,多回特高压直流的耦合特性更加复杂;(4)潮流控制困难,特高压通道故障对系统冲击较大,特高压初步成网后需关注与500kV、220kV电网协调运行问题。
针对目前电网存在的上述实际问题,项目设置为以下四个子课题:(1)高比例大容量直流外送对送端电网运行特性的影响及控制策略研究;(2)西南水电基地外送多电压等级交直流协调及控制策略研究;(3)多回特高压直流密集馈入省级电网后的耦合特性及运行控制技术研究;(4)1000kV/500kV/220kV三级电磁环网运行特性分析与控制策略研究。项目的开展将具有积极的科研价值和工程意义, 主要目标是解决交直流电网发展初期调度运行可能面临的主要问题,提升交直流混联电网的运行控制水平,保证交直流混联电网的稳定、高效运行,为未来交直流电网的发展提供有利支持。
接下来分别对每个子课题的研究内容进行详细的介绍,课题一研究了高比例大容量直流接入后送端电网的潮流分布特性和交、直流故障下送端系统的安全稳定特性以及不同运行方式下大容量直流的输电能力;研究了大容量直流接入后落点地区的电压无功波动特性和送端系统薄弱交流通道的电压无功波动特性及影响因素,提出应对送端系统电压无功波动问题的全局协调控制策略;提出应对大容量直流严重故障和直流近区交流系统严重故障的安全稳定控制策略。
课题二以以雅安—武汉特高压交流输电工程投运后的西南水电基地为基础,对提升1000kV/500kV 交流输电通道输电能力的潮流均衡控制技术、西南水电特高压交流输电通道投运后华中电网稳定特性变化及其适应性展开分析研究,明确雅武工程投运后电网安全稳定特性,并针对给出西南水电外送系统抵御严重故障的安全控制策略。
课题三的研究内容包括(1)研究多回特高压直流密集馈入省级电网后的多直流耦合特性及电压稳定特性;(2)多回特高压直流馈入省级电网条件下,研究受端电网的输电能力及电力消纳能力;(3)研究多回直流馈入省级电网后提高受端系统安全稳定水平和输电能力的运行控制策略。我课题组承担了课题三的第一块内容的研究。
课题四研究了包含特高压在内的多级电磁环网的运行特性,提出提高系统稳定性和输电能力的措施,提出多级电磁环网解环方案,全面提升华东电网的安全稳定运行水平和综合防御能力。研究成果将为华东电网的后续规划设计、改造、生产运行等工作提供决策支持;为“三华”特高压同步电网过渡期电网的安全稳定运行提供技术支持,为特高压电网后续规划和相关500kV网架优化提供决策支持;将提升对交直流耦合电网运行控制等科学问题的认识,为大电网安全稳定运行提供理论储备和技术保障。
汇报结束后,会议来到第二个环节——验收专家提问环节。第一个提出问题的是牛栓保高工,他首先对本项目研究内容之广、层次之深给予了肯定,他对课题一关于送端系统电压无功波动特性研究中提到的薄弱交流断面稳态过电压现象的研究细节比较关切,稳态过电压的现象具体为:宁绍直流闭锁故障后,通过甘宁断面将约83-90%盈余电力外送至甘肃电网,其中约34-43%回退至新疆电网,新疆外送断面潮流回退较多从而导致新疆电网稳态电压大幅升高。他询问了新疆电网的运行方式,他指出新疆电网如果采用功率送入方式而不是项目研究中的功率外送方式,这种过电压问题肯能就不会发生。针对牛栓保提出的意见,电科院系统所安稳室易俊主任表示不同运行方式的算例会补充到项目研究中。
接着刘遵义副院长对课题一中关键断面潮流及电压波动的抑制策略之一的切机方案提出问题,因为切机措施涉及到西北电网的多个省份,他想知道为保证西北主网安全稳定运行而采取切机的原则。刘明松答道,切机方案优化配置原则考虑了断面潮流转移及母线电压变化,建议优先切除直流配套电源,按照由宁夏电网宁绍直流近区逐渐向外顺序的切机原则,从而减少直流故障对交流系统安全稳定运行的影响。
第三个提问的是上官帖副院长,他对课题二中西南水电的研究中是否有对动稳问题进行了研究分析,电科院研究员王歆指出在对西南电网的研究中包括了小干扰分析等动稳分析方法的。此外,上官院长询问了华东电网短路电流超标问题的解决方案,电科院研究员王琦回答道对短路电流的限制可以从电网规划阶段开始考虑,建立一个结构合理而清晰的网架最大程度避免短路电流超标的问题;也可以通过解电磁环网的方法降低个别位置的短路电流水平;另外,目前实际电网也可以采取接入线路串补或者加装短路电流限制器的方法来实现目的。
清华大学的程林教授对课题四电磁环网的研究提出了建议:随着特高压交直流工程的不断投运,1000kV/500kV/220kV三级电磁环网不仅存在于受端电网,西北、西南送端电网的三级电磁环网同样值得研究。对于课题四研究中提出的解环方案,程教授表示实际电力系统中的解环方法非常复杂,研究中提出的解环方案要尽可能详细、清楚,同时要保证解环方案的合理性。
我课题组承担的多馈入系统多直流耦合以及电压稳定性研究部分,引起了高洵主任的关注。他对传统单馈入有效短路比指标对单馈入系统的规划发挥的指导作用比较认同,询问多馈入有效短路比能否在多馈入系统中起到同样的作用。对于这一点,刘明松解释道:从物理意义上,多馈入短路比与单馈入短路比同样描述了相对直流系统的交流系统强度,拥有相同的计算结构,在临界指标的选取上也是按照同样的计算程序,因此在多馈入系统的指示性上多馈入短路比指标基本能起到单馈入指标对单馈入系统相同的作用。得到这样的答复,高主任对多馈入短路比的研究工作给予了肯定。
专家提问环节过后,验收组根据项目汇报、项目材料对项目进行评审,此时所有的项目组成员回避。讨论完成验收组形成一致意见之后,我们又重新回到会议室等待验收结果的宣布。从科技部工作人员那里结果一张验收结果文档,验收组组长高主任宣读了验收结果:“项目验收资料齐全、规范,符合验收要求,验收专家组同意项目验收。”此时,会场内响起了热烈而激动的掌声。
最后,国网科技部科研处的李振宇高工对项目工作以及验收会进行了总结。他希望项目组能够认真对项目研究过程中的资料进行归档,以便日后的审计、检查,并认为项目的研究成果将在电网中发挥重要的作用。在感谢了验收组专家的出席和审议以及项目组的研究工作之后,李振宇宣布验收会圆满结束。