在表5中量化了柔性互联装置对于故障的改善程度,同时可以看出示范工程实施后,分区内母线最低电压水平均有所提升,电压恢复时间普遍减少,且非常规故障的通过率也显著增加。
表5示范工程实施后故障改善情况
4.4供电能力分析
示范工程实施前,一旦电网内某分区发生故障,若直接合入分区联络线以进行功率支援,则潮流不可控,易导致事故范围扩大;若断开分区联络线运行,则故障分区内供电能力水平不足。示范工程实施后,在分区间加入柔性互联装置,则该装置可以精确灵活地控制分区间功率传输,对故障分区进行紧急功率支援,从而提高故障分区供电能力水平。同时,柔性互联装置在电网中运行时会因内部全控型器件开关的频繁切换而具有一定的有功损耗。表6为示范工程实施前后供电能力效果比较。示范工程实施后,分区的供电能力得到提升。
表6示范工程实施前后供电能力水平
4.5短路电流分析
若电网内分区发生故障,柔性互联装置会起到隔离故障的作用,此时故障与非故障分区之间不存在功率传输,故障分区的短路电流水平也不会增加。而传统分区模式下,合环运行会导致短路电流水平增加。220kV电网的额定短路电流Ie=50kA,500kV电网额定短路电流I'e=63kA,利用Ie可判断出短路电流过大的母线,从而计算得到安装装置后的短路电流降低率。表7为示范工程实施前后,通过装置互联的分区内短路电流水平比较情况。
表7示范工程实施前后短路电流水平
4.6可靠性分析
在示范工程实施前,考虑分区内较为严重的故障,一旦城顺朝分区某终端双回线故障,则导致相邻线路严重越限,被继保装置切除,造成负荷损失610.7MW;通过柔性互联装置进行分区间的互联,相关越限线路会低频低压减载,从而将负荷损失量降低至110.7MW。表8为示范工程实施前后可靠性比较结果。安装柔性互联装置后,指标PLOLP和EEENS值均有所降低,说明分区可靠性相对提升。
表8示范工程实施前后可靠性比较
5.结语
在北京电网220kV分区柔性互联示范工程的论证中,柔性互联装置对电网分区间的主变压器、静态安全性、故障分区母线电压水平、供电能力、可靠性等均有不同程度的改善,其中提升电网安全性方面的效果尤为重要:分区间有功快速支援提高静态安全性;动态无功快速支援提高暂态电压稳定安全。这对于保证大型城市电网的安全运行十分有利,城市电网分区间的柔性互联以及示范工程对未来大型城市电网的发展方向以及柔性电力电子技术在城市电网中的应用都具有参考价值。(肖峻 伊丽达 郭伟 黄仁乐)