電力系統(tǒng)技術(shù)

一、大容量交/直流輸電技術(shù)當(dāng)前我國(guó)的現(xiàn)實(shí)任務(wù)是提高500kV交流輸電線路的輸送能力，應(yīng)積極研究500KV同塔雙回或緊湊型線路的技術(shù)。在500kv緊湊型線路方面，由華北電力集團(tuán)公司牽頭組織的工程化研究已取得成果，并應(yīng)用于實(shí)際的線路工程，應(yīng)積極研究采用線路的串聯(lián)電容補(bǔ)償技術(shù)。近期陽(yáng)城一江蘇的500KV線路建設(shè)我國(guó)第一座500kV串聯(lián)電容補(bǔ)償站，對(duì)此，希望能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，并在其他工程上推廣應(yīng)用。應(yīng)進(jìn)一步開(kāi)展大容量高壓直流輸電的研究。直流輸電以其輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點(diǎn)受到電力部門(mén)的歡迎。我國(guó)除葛-南線于1990年早已投運(yùn)外，容量為1800MW的天生橋-廣州1500KV直流輸電工程正在建設(shè)。三峽-華東的第一條直流輸電線路的建設(shè)在積極籌備?？梢灶A(yù)見(jiàn)，直流輸電在我國(guó)有進(jìn)一步應(yīng)用的前景。但在技術(shù)上，直流輸電還存在著控制系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜、與交流輸電系統(tǒng)相配合時(shí)可能誘發(fā)次同步諧振等問(wèn)題。對(duì)此，還要在交/直流系統(tǒng)相互配合協(xié)調(diào)方面做大量的試驗(yàn)研究工作。關(guān)于500kV以上交流輸電，是采用800KV(750KV)級(jí)還是1000KV級(jí)的電壓水平問(wèn)題，筆者認(rèn)為應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要決定。如我國(guó)西北電網(wǎng)已建成較強(qiáng)的330kV系統(tǒng)，當(dāng)前因黃河水電和陜北大型火電的開(kāi)發(fā)和外送，330KV電壓等級(jí)已無(wú)法滿足輸電的需要，急需提高電壓等級(jí)。對(duì)330KV系統(tǒng)而言，國(guó)外經(jīng)驗(yàn)一般認(rèn)為上一個(gè)電壓等級(jí)以750KV級(jí)較為合適。加拿大魁北克電網(wǎng)于1965年投入其735KV系統(tǒng)；美國(guó)AEP電力公司于1969年建成765KV線路，其后巴西伊泰普工程也于80年代建成765kV輸電系統(tǒng)。因此，可以認(rèn)為750KV電壓級(jí)輸電無(wú)論設(shè)備還是系統(tǒng)都有成熟的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。如經(jīng)論證適合于我國(guó)西北電網(wǎng)，則應(yīng)決策著手開(kāi)始建設(shè)。至于1000Kv特高壓輸電，亦不應(yīng)排除在我國(guó)應(yīng)用的可能性，特別是對(duì)未來(lái)金江水電開(kāi)發(fā)大規(guī)模外送，亦存在著比直流輸電更為優(yōu)越的可能性。因此，1000kV級(jí)的特高電壓技術(shù)，作為技術(shù)儲(chǔ)備仍應(yīng)開(kāi)展必要的研究。二、靈活交流輸電(FACTS)技術(shù)FACTS是電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的重要方面。作為在交流輸電系統(tǒng)中引入的可控制的一次設(shè)備，F(xiàn)ACTS裝置的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對(duì)交流輸電功率潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。特別是可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程中相量角度的控制，為未來(lái)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和穩(wěn)定性控制的新策略提供了必要手段。FACIS技術(shù)的概念自80年代后期提出以來(lái)，有關(guān)學(xué)術(shù)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)和工程實(shí)踐已取得大量成果。對(duì)此筆者在1995年的一篇文章中曾有論述。自那時(shí)以來(lái)，F(xiàn)ACTS技術(shù)的開(kāi)發(fā)和工程應(yīng)用又有新的發(fā)展。具有對(duì)電壓、阻抗、相位綜合控制功能的統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)的示范工程(并、串聯(lián)裝置容量各160MVA)即在美國(guó)AEP電力公司投運(yùn)，其并聯(lián)裝置已于1997年建成。我國(guó)已開(kāi)始對(duì)FACTS技術(shù)進(jìn)行有系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)，其中對(duì)500kV超高壓輸電線路可控串聯(lián)補(bǔ)償(TCSC)的研究取得階段成果。結(jié)合伊敏-馮屯500kV輸電線路的研究表明，采用25%串聯(lián)補(bǔ)償電容的可控串補(bǔ)裝置，可顯著提高暫態(tài)穩(wěn)定水平和阻尼振蕩能力。對(duì)我國(guó)下一步FACTS技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的主要目標(biāo)，筆者認(rèn)為首先應(yīng)在前一階段研究工作的基礎(chǔ)上，對(duì)TCSC和STATCOM(靜態(tài)補(bǔ)償器或稱先進(jìn)靜止無(wú)功補(bǔ)償電源ASVG)進(jìn)行工程化研究開(kāi)發(fā)、促進(jìn)實(shí)際工程的實(shí)施。同時(shí)，應(yīng)開(kāi)展對(duì)具有綜合控制功能的UPFC和IPC(相間功率控制器)的研究開(kāi)發(fā)。對(duì)FACTS的系統(tǒng)應(yīng)用理論，則應(yīng)進(jìn)一步開(kāi)展系統(tǒng)建模和分析、系統(tǒng)控制策略等的研究。三、大電網(wǎng)互聯(lián)的運(yùn)行控制技術(shù)大電網(wǎng)互聯(lián)及跨國(guó)聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，連鎖反應(yīng)穩(wěn)定性破壞和大面積停電事故的教訓(xùn)，使人們對(duì)大電網(wǎng)互聯(lián)運(yùn)行的控制問(wèn)題給予了格外關(guān)注。國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議第38、29等7個(gè)專業(yè)研究委員會(huì)曾于1996年專門(mén)召開(kāi)討論會(huì)，探討了建立更有效電網(wǎng)的電力系統(tǒng)控制保護(hù)的新策略。結(jié)合我國(guó)電網(wǎng)實(shí)際，筆者認(rèn)為如下研究工作應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)：1．互聯(lián)電力系統(tǒng)低頻振蕩控制的研究對(duì)電網(wǎng)互聯(lián)運(yùn)行安全的最大威脅是運(yùn)行穩(wěn)定性的破壞。電力系統(tǒng)穩(wěn)定按性質(zhì)可分為三種：功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定。其中功角穩(wěn)定又分暫態(tài)穩(wěn)定和系統(tǒng)低頻振蕩。

到2010年，隨著三峽輸電系統(tǒng)的建成，在我國(guó)中部形成沿長(zhǎng)江流域，包括川渝、華中、華東電網(wǎng)在內(nèi)的三峽交直流電力系統(tǒng)，預(yù)計(jì)總?cè)萘拷咏?00GW。與此同時(shí)，北方的華北、東北、西北電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)；南方電網(wǎng)進(jìn)一步加強(qiáng)。屆時(shí)，全國(guó)形成北、中、南三大互聯(lián)電網(wǎng)的格局。通過(guò)它們之間的互聯(lián)，預(yù)計(jì)2020年左右基本實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)。隨著東部地區(qū)核電的建設(shè)，西部巨型水電和坑口火電的開(kāi)發(fā)，全國(guó)范圍的遠(yuǎn)距離輸電和電網(wǎng)互聯(lián)得到進(jìn)一步加強(qiáng)。我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展，是世界電力系統(tǒng)發(fā)展的重要組成部分。我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展面臨的大容量、遠(yuǎn)距離輸電和大電網(wǎng)互聯(lián)問(wèn)題，是我們未來(lái)10-20年內(nèi)要解決的主要問(wèn)題。環(huán)境保護(hù)制約和電力體制改革的影響也現(xiàn)實(shí)地提上日程，必須引起我們高度重視。面對(duì)當(dāng)今世界和我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展的巨大挑戰(zhàn)，我們必須研究開(kāi)發(fā)面向21世紀(jì)的先進(jìn)電力系統(tǒng)技術(shù)。傳統(tǒng)技術(shù)和電子信息技術(shù)、電力電子技術(shù)、先進(jìn)控制理論及技術(shù)等高新技術(shù)的進(jìn)步為這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)。結(jié)合我國(guó)實(shí)際的具體研究開(kāi)發(fā)目標(biāo)可有如下四個(gè)方面。

新型電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)仍是交流同步運(yùn)行機(jī)制

新型電力系統(tǒng)中大電網(wǎng)仍將發(fā)揮重要作用

新型電力系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放包容的系統(tǒng)

新型電力系統(tǒng)是新型數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)深度融合的電力系統(tǒng)

新型電力系統(tǒng)構(gòu)建是一個(gè)漸進(jìn)過(guò)渡式發(fā)展過(guò)程2100433B

電力系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則是總結(jié)中國(guó)電力系統(tǒng)多年工作的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)發(fā)展中的問(wèn)題而制定的部頒導(dǎo)則。它是指導(dǎo)電力系統(tǒng)各有關(guān)部門(mén)和各專業(yè)處理有關(guān)電力系統(tǒng)工作中技術(shù)問(wèn)題的依據(jù)。

本技術(shù)導(dǎo)則是在對(duì)中國(guó)五大電力系統(tǒng)進(jìn)行了全面的、系統(tǒng)的調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了中國(guó)電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)行和科學(xué)試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)適當(dāng)參照了國(guó)外大電力系統(tǒng)的發(fā)展情況并結(jié)合中國(guó)具體條件而制定的。

本技術(shù)導(dǎo)則主要內(nèi)容包括對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求，有功電源的安排、受端系統(tǒng)建設(shè)，電原的接入，系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線，無(wú)功電源與電壓控制，繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置。調(diào)度自動(dòng)化和通信等。

對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求包括對(duì)電力系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的基本要求，受端系統(tǒng)、聯(lián)絡(luò)線和電源接入系統(tǒng)的安全準(zhǔn)則以及對(duì)繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝盆、系統(tǒng)自動(dòng)化和電力系統(tǒng)通信的基本要求 。

2021年10月11日，《電力系統(tǒng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù)導(dǎo)則》發(fā)布。

2022年5月1日，《電力系統(tǒng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù)導(dǎo)則》實(shí)施。