分区柔性互联城市电网的安全性评估与供电能力分析

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电网是城市建设与发展的重要基础设施。一方面,为了使系统中短路容量不超过断路器的遮断容量,同时为了避免形成电磁环网,传统大型城市电网通常在220k层面被迫采取了分区分片的运行方式。然而,电网分区运行可能对安全性造成一定影响。采用柔性直流技术升级改造现有交流电网可增强电网可控性,是未来城市电网发展的重要方向。本文针对分区柔性互联的交直流混合城市电网,分析了其静态安全性与供电能力,主要工作如下:1.阐述了分区柔性互联的相关概念首先,介绍了目前城市电网采取的分区运行现状,并指出潜在的安全隐患;然后,针对性的提出了利用基于柔性直流技术的分区互联装置实现分区柔性互联,以增强电网可控性;然后,分析了分区柔性互联闭环运行的基本特点;最后,归纳了分区互联装置的基本运行模式。2.分析了分区互联装置的基本工作原理分区互联装置是一种背靠背柔性直流装置。首先,阐述了装置的内部结构;其次,分析了分区互联装置的基本工作原理,研究其潮流控制原理以及动态无功输出范围,并绘制了装置的实际功率输出曲线,由曲线得到装置实际可输出的最大动态无功补偿值。3.提出了分区柔性互联电网的静态安全性分析方法分区柔性互联为电网提供了一种N-1故障后的紧急供电支援手段。首先,分析了故障后分区间的功率支援策略,指出电网发生N-1后应该优先利用分区互联装置进行功率支援,然后考虑开启备用电厂、采取开关操作等方法;其次,根据灵敏度分析方法可以近似计算N-1后装置提供的功率支援量;最后,采用迭代的方法消除了计算误差。4.建立了分区柔性互联电网的最大供电能力模型首先,综合考虑分区静态安全性与暂态电压稳定性,定义了城市电网分区的供电能力指标;其次,结合分区互联装置的稳态潮流支援作用与动态无功补偿作用,建立分区柔性互联城市电网供电能力模型;最后,利用逼近法求解。5.利用北京电网实际数据进行了分析与验证根据规划,北京电网于2017年度夏期间分8个分区运行,拟在“昌城—城顺朝”分区间实现柔性互联。本文基于北京电网实际数据,分析了柔性互联后电网安全性与供电能力的变化情况,验证了柔性互联对北京电网的提升作用。
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