山西电科院电磁仿真治孤岛助晋电下江南

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  中国电力新闻网讯 通讯员 翟晓慧 王亮 报道 近日,孤岛问题引发的神泉电厂和雁门关换流站高压设备受损的安全隐患得到解决,保障了华东电网的安全稳定运行。国网山西电科院通过电磁仿真、精准推演、风险评估,给出解决方案,得到了国调中心的高度评价。

  500kV神泉电厂,±800kV雁门关-淮安直流系统的首个配套电源,也是国内首个特高压直流系统的火电机组配套电源。它的接入,推动雁淮直流最大送电能力提升至6200MW,增强了山西电力的外送能力,促进了能源的有效利用。

  孤岛运行,是困扰神泉电厂的一项安全隐患。一旦雁门关-明海湖的3回500kV线路发生同时跳闸,将形成神泉电厂与雁淮直流孤岛运行的恶劣工况。孤岛产生,雁淮直流将瞬间闭锁,输送功率骤降至零,交流滤波器无处释放的巨大无功能量会对雁门关站交流场和神泉电厂的主设备造成严重的过电压冲击,受端华东电网也将受到严重扰动。

  国网公司高度关注孤岛运行的解决方案。国调中心委托国网山西电科院,评估神泉电厂接入雁门关站后孤岛问题的风险程度,并提出相应的解决方案,将孤岛运行平稳着陆。

  国网山西电科院融合大电网海量数据,精准地还原各电气元件的电磁特性,搭建了雁淮直流及送端系统的全电磁暂态模型。从孤岛运行的过程推演、风险程度、多重预防措施与解决策略3个方面完成了仿真计算。研究过程中,技术人员发表EI检索的IEEE科技论文3篇,申请受理了国家发明专利1项。

  一是推演孤岛运行暂态全过程,评估交直流系统暂态过电压和频率振荡水平。仿真结果表明,一旦发生孤岛运行,交直流系统的各电气量都发生无规律的剧烈震荡。雁淮直流以及神泉电厂主设备将承受1.5倍以上的过电压,频率骤降2.5Hz;待直流闭锁后,发电机过电压将达到2.0倍以上,严重威胁机组安全。

  二是评估神泉电厂主设备的耐压能力、断路器在过电压状态下的开断能力和过电压保护的动作情况。提出孤岛运行的恶劣工况将超出部分主设备的耐压承受能力和断路器的开断能力,主设备有受损风险。

  三是与国网经研院共同提出了联合直流控保策略、送端雁门关换流站安控切机策略和受端淮安换流站协控切负荷策略3方面共同解决孤岛问题的建议方案,保障交直流系统主设备的安全。

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