1.3分区柔性互联的工作模式
柔性互联装置可根据电网不同的运行状态而相应调整自身工作模式,具体工作模式可总结为以下3类。
1)负载均衡模式。在电网正常运行状态下,柔性互联装置控制分区间的有功功率传输。功率传输方向为由容载比大的分区到容载比相对小的分区,以实现负载均衡。同时,柔性互联装置两侧与交流系统相连的公共连接点电压值一般稳定在1.02p.u.。
2)动态无功支援模式。在电网发生故障后的暂态过程中,柔性互联装置首先采取交流电压控制以稳定公共连接点电压值,然后对故障分区进行动态无功补偿,类似静止同步补偿器的工作原理,从而稳定故障分区内母线电压水平。
3)稳态功率支援模式。在电网发生故障且进入稳态后,柔性互联装置可采取功率支援模式,快速控制由非故障分区向故障分区进行无功功率支援,消除过载以及电压越限从而恢复电网安全。
2.示范工程概况
北京电网是典型的受端城市电网,采取500kV外环网、220kV分区运行,预计2017年北京220kV电网共8个分区运行。考虑到实际选址和电网运行现状,示范工程将柔性互联装置的位置确定在昌城分区与城顺朝分区之间的220kV昌平站和220kV怀柔站之间,选定装置的容量为600MVA,即运行过程中最大允许传输功率值。柔性互联示范工程的示意见图1。
图1北京电网220kV分区柔性互联示范工程的示意图
示范工程实施前,昌城分区的220kV昌平站与城顺朝分区的220kV怀柔站母线以2条联络线相连。正常运行时,联络线两端开关断开,分区独立运行。示范工程实施后,仅在怀柔站侧的一条联络线上安装柔性互联装置,代替常规开关,同时昌平站侧开关闭合。为增强电网运行可靠性,在装置两侧增设旁路开关,一旦装置发生故障可闭合该旁路开关。
3.论证方法介绍
为了全面衡量柔性互联装置对电网运行效果的改善程度及工程实用价值,论证过程需对下述电网指标进行比较与分析:电网负载均衡程度、静态安全性评估、暂态电压稳定性分析、供电能力水平、短路电流水平、可靠性、经济性。
在不同分区间安装柔性互联装置具有不同的互联优势效果。论证还包括装置的选址优化及容量优化,因篇幅有限,另文专题介绍。本文主要针对示范工程实施前后相关指标进行论证,论证方法简述如下。
3.1正常运行时负载均衡
柔性互联装置会通过控制分区间的有功功率传输充分发挥分区间的互供能力,并均衡分区负载。论证中,采用PSD—BPA软件计算分区间主变压器负载水平,并通过比较负载率变化范围从而衡量柔性互联装置对负载分布均衡的改善情况。