复杂电网的电压分层协调控制方法分析.docx
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1、复杂电网的电压分层协调控制方法分析摘要:海南电网系统的运行背景较复杂,网架构造较薄弱,电网电压控制手段较单一,电网电压的运行质量无法知足海南发展需要,因而迫切需要对海南电网的电压运行现状、控制难点和解决措施进行分析,并制定出适用于海南电网复杂形势下的电压分层协调控制策略,加强电网无功电压控制能力,提高电压的运行质量,解决海南电网长期存在的电压控制方式缺乏的技术难题。关键词:海南电网;分层;协调控制;母线电压海南电网是典型的海岛型电网,主网架由变电站和双环网线路组成。海南电网构造较薄弱,仅通过回海底电缆线路与南方电网的主网系统连接,存在孤网运行和大面积停电的风险;发电能源组成类型较复杂,火电、核
2、电约占总装机容量的,其它为水电、风电、光伏、气电和抽水蓄能等清洁能源。由于大规模、多类型、小机组的清洁能源接入海南电网,增加了海南电网调峰、调频和电压等协调控制的难度,同时随着海南社会经济的发展,对供电可靠性和电能质量要求越来越高,因而迫切需要加强无功电压控制能力,提高无功电压的运行质量,解决海南电网长期以来存在的电网电压控制不稳定的难题。海南电网电压协调控制研究背景电源侧无功支持能力有限受海南岛屿地形的影响,海南电网存在电源分布不合理和分散的情况。海南电网核心电源火电和核电主要集中在海南北部和西部地区,清洁能源风电、水电和光伏则分布在海南中部和东部地区,但负荷中心则主要集中在海南南部的三亚和
3、海口地区。由于负荷中心电压波动范围较大,主要电源点又远离负荷中心,负荷中心近端多为新能源电厂、小型发电厂,因而无功调节能力有限,无力补偿系统电压,无法支撑负荷中心的用电需求。电网电压控制手段缺乏固然海南电网双环主干网架的投运及海南电网与南方主网的联网有效提高了海南电网系统的运行可靠性,但电压控制方面仍受网架构造的约束。线路仍存在单环运行、断面、主变重载率较高、线路过载时段较长、无功补偿装置配备缺乏等问题,无法为区域电网提供无功电压补偿。同时在配网侧网架薄弱情况下,辐射线路、单回线路较多,配电线路末端的电压问题极为明显。总而言之,海南电网主网、地区电网和配网的网架构造仍需进一步完善,无功补偿设备
4、和电压调节装置需合理配置。新能源无功调控水平有待提高海南电网的规划和建设滞后于电源侧的发展,尤其是以光伏为主的新能源装机容量急速增大,使得原有的变电站和线路的输送能力严重缺乏,无法保证光伏等新能源电力的外送和就地消纳。海南电网调度主站缺少对新能源场站的调控能力,无法实时调控新能源电场的出力和调节无功容量。同时,新能源具有波动性、间歇性及不能预测性的缺点,大规模新能源短时间内并入电网和阶段性的无序脱网,都会对海南电网的系统电压、频率造成宏大冲击。显然,怎样提高新能源的无功控制调节水平,已成为海南电网急需解决的技术难题。无功电压调节方式有待改良海南电网无功电压调节能力有限,主要依靠电压等级以上变电
5、站和常规发电厂实现无功电压的调控,无法保证海南电网孤网和局部电网的电压稳定运行要求。另外,海南电网各地调平台未完全介入电网电压协调控制,主要依靠省调有限的控制能力是无法知足新形势下海南电网电压的控制需求。为此,有必要对无功电压调节方式进行改良,增加电网电压分层分级协调控制手段。多能源分层分级电压协同控制模型及控制方法基于海南电网系统的运行现状和电压控制方面的缺乏,结合海南电网的建设规划、电源侧的发展需要及海南省的社会经济发展需求,本文提出了基于海南复杂电网背景的多能源分层分级协同电压控制方法。大规模小水电集群电压协调控制方法海南地区小水电整体呈区域型、散点式分布和小装机的特点,在海南中部区域又
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