一種利用直流輸電降低終端變電站故障下全停風(fēng)險的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種利用直流輸電降低終端變電站故障下全停風(fēng)險的方法，該方法通過直流輸電系統(tǒng)將終端變電站之間連接起來，使得終端變電站之間的功率能夠相互支援，功率具有可控性。避免了與終端變電站連接的交流線路或者變壓器發(fā)生嚴重故障導(dǎo)致全站失電的風(fēng)險。提高了終端變電站的供電可靠性，同時不增加系統(tǒng)的短路容量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有提高終端變電站供電可靠性、運行控制靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)終端變之間的功率相互支援等優(yōu)點。
【專利說明】-種利用直流輸電降低終端變電站故障下全停風(fēng)險的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種降低終端變電站故障下全停風(fēng)險方法，尤其是通過直流輸電技術(shù) 來降低終端變電站故障下全停風(fēng)險的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)發(fā)展的告訴增長，城市化建設(shè)步伐的加快，城市用電單位越來越密集，供 電線路以及電源的增加，導(dǎo)致系統(tǒng)短路容量的不斷加大，為了降低系統(tǒng)的短路容量，城市電 網(wǎng)的某些區(qū)域選擇使用終端變電站給用戶供電。終端變電站的饋電線路采用"閉環(huán)設(shè)計，開 環(huán)運行"的供電方式，這種供電方式一定程度上可以降低系統(tǒng)的短路容量，使得供電分區(qū)更 加清晰。但是由于終端變電站往往采取兩回交流線路與電網(wǎng)連接，一旦交流線路或主變發(fā) 生發(fā)生N-1故障不能運行，將可能導(dǎo)致正常的線路或主變出現(xiàn)過載的情況。不得不采取切 負荷或者供電區(qū)域倒閘操作。更嚴重的情況，一旦終端變電站與電網(wǎng)連接的交流線路、母線 或主變發(fā)生全部跳閘的事故，將可能導(dǎo)致終端變電站全部停電的風(fēng)險。對于這種故障，可采 取低電壓等級線路的倒閘操作轉(zhuǎn)移負荷的方法，但由于倒閘操作需要時間長達數(shù)十分鐘甚 至幾小時，隨著數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展，這種停電事故受到人們的重視，國內(nèi)外關(guān)電力監(jiān)管機構(gòu)已 將其納入供電可靠性考核指標(biāo)體系。對供電比較密集的城市電網(wǎng)來說這種停電事故更是難 以接受的，在我國的大城市中，已經(jīng)發(fā)生過幾次由于終端變電站的故障導(dǎo)致小規(guī)模停電的 事故，對經(jīng)濟社會的發(fā)展影響構(gòu)成了較嚴重的影響。
[0003] 為了提高終端變電站的可靠性，可在正常運行時將幾個終端站通過低一電壓等級 的線路牽手運行，但由于交流線路的潮流按照自然功率分布，這樣環(huán)網(wǎng)運行的方式一定程 度上可以提高供電可靠性，但是會增加系統(tǒng)的短路容量。同時會存在潮流分配不均，導(dǎo)致有 的設(shè)備負載偏重的情況。同時一旦高一電壓等級的線路發(fā)生故障，低一電壓等級線路可能 會出現(xiàn)過載的狀況。故目前配電網(wǎng)不得不采取上述提到的"閉環(huán)設(shè)計，開環(huán)運行"的供電方 式。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種直流輸電降低 終端變電站故障下全停風(fēng)險的方法，該方法使得潮流變得可控，運行方式靈活，能給兩個變 電站提供相互的功率支援，當(dāng)與變電站的主變高壓側(cè)連接的線路斷開后，可實現(xiàn)快速的供 電，最快時間可達到毫秒級別，實現(xiàn)電網(wǎng)故障的無縫自愈，避免了倒閘操作帶來的變電站全 停問題。同時該方法具有可擴展性，可連接多個終端變，實現(xiàn)多個變電站之間功率互供。在 不提高短路容量提高變電站的可靠性，大大降低了終端變電站的全停風(fēng)險。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
[0006] -種利用直流輸電降低終端變電站故障下全停風(fēng)險的方法，其特征在于：通過直 流輸電系統(tǒng)連接終端變電站的110kV電壓等級線路，當(dāng)檢測到設(shè)備過載或者220kV交流線 路故障時，直流輸電系統(tǒng)向故障終端站注入有功，降低終端變電站故障下全停的風(fēng)險。
[0007] 上述方案中，所述直流輸電系統(tǒng)包括但不限于：直流背靠背系統(tǒng)、兩端直流輸電系 統(tǒng)以及多端直流輸電系統(tǒng)。
[0008] 上述方案中，所述的終端變電站是以下兩種情況之一：與所述終端變電站連接的 220kV線路負載率高于50 %的終端變電站，或者終端變電站內(nèi)主變負載率高于50 %的終端 變電站。
[0009] 上述方案中，所述的220kV交流線路故障，是交流線路斷線故障或者是交流線路 接地故障。
[0010] 上述方案中，所述的向故障終端站注入有功，具體指檢測到設(shè)備過載或故障后的 5ms時間，向故障站提供有功功率支援。
[0011] 上述方案中，所述直流輸電系統(tǒng)基于電壓源型換流器或者電流源型換流器。
[0012] 現(xiàn)有的提高終端變電站供電可靠性的方法相比，本發(fā)明具有運行控制靈活，可行 性高、比傳統(tǒng)方案具有更高的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為將終端變電站之間采用背靠背直流輸電系統(tǒng)連接的示意圖；
[0014] 圖2為將終端變電站之間采用兩端直流輸電系統(tǒng)連接的示意圖；

【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。
[0016] 本發(fā)明提出一種利用直流輸電降低終端變電站故障下全停風(fēng)險的方法，其中一個 實施例如圖1所示。
[0017] 前述的終端變電站，主要是指供電可靠性較低，設(shè)備負載率高于50%，而變電站供 應(yīng)的負荷重要等級較高。直流輸電系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場情況，采用如圖1所示的背靠背直流 輸電系統(tǒng)或者如圖2所不的兩端直流輸電系統(tǒng)。
[0018] 前述的采用何種直流輸電系統(tǒng)，是需要根據(jù)變電站是否有備用的建設(shè)用地、是否 需要重新鋪設(shè)直流線路通道、是否有可用的交流電纜改為直流電纜等多種情況綜合分析。
[0019] 前述的直流輸電容量通過擬投運年份以及未來負荷增長的情況結(jié)合仿真手段得 至|J。其目的是為了保證主變或220kV線路全跳后，能供應(yīng)連接終端站的70%全部負荷或全 部一、二級重要負荷，同時應(yīng)保證連接的110kV線路不過載。
[0020] 前述的故障下終端站全停風(fēng)險，可以是220kV交流線路故障，可以是交流線路斷 線故障，交流線路接地故障保護跳開線路。
[0021] 前述的進一步地，所述的迅速向故障終端站注入有功，是指檢測到設(shè)備過載或 220kV交流線路故障后的5ms時間，即可向故障站提供快速的有功功率支援。
[0022] 前述的直流輸電系統(tǒng)不僅僅是如圖1所示的用于兩個終端變電站之間的互聯(lián)，同 樣可以應(yīng)用于多個終端站之間的互聯(lián)，同時降低多個終端變電站在故障下全停的風(fēng)險。提 高終端站的供電可靠性。
[0023] 本發(fā)明的系統(tǒng)，不會增加系統(tǒng)的短路容量，接入后對系統(tǒng)的保護定值不會產(chǎn)生影 響。
[0024] 最后應(yīng)該說明的是：結(jié)合上述實施例僅說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制。所 屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到：本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修 改或者等同替換，但這些修改或變更均在申請待批的專利要求保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種利用直流輸電降低終端變電站故障下全停風(fēng)險的方法，其特征在于：通過直流 輸電系統(tǒng)連接終端變電站的liokv電壓等級線路，當(dāng)檢測到設(shè)備過載或者220kV交流線路 故障時，直流輸電系統(tǒng)向故障終端站注入有功，降低終端變電站故障下全停的風(fēng)險。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種利用直流輸電降低終端變電站故障下全停風(fēng)險的方法，其 特征在于，所述直流輸電系統(tǒng)包括但不限于：直流背靠背系統(tǒng)、兩端直流輸電系統(tǒng)以及多端 直流輸電系統(tǒng)。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種利用直流輸電降低終端變電站故障下全停風(fēng)險的方法，其 特征在于，所述的終端變電站是以下兩種情況之一：與所述終端變電站連接的220kV線路 負載率高于50 %的終端變電站，或者終端變電站內(nèi)主變負載率高于50 %的終端變電站。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種利用直流輸電降低終端變電站故障下全停風(fēng)險的方法，其 特征在于，所述的220kV交流線路故障，是交流線路斷線故障或者是交流線路接地故障。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種利用直流輸電降低終端變電站故障下全停風(fēng)險的方法，其 特征在于，所述的向故障終端站注入有功，具體指檢測到設(shè)備過載或故障后的5ms時間，向 故障站提供有功功率支援。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種利用直流輸電降低終端變電站故障下全停風(fēng)險的方法，其 特征在于，所述直流輸電系統(tǒng)基于電壓源型換流器或者電流源型換流器。
【文檔編號】H02J3/36GK104065096SQ201410328607
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】王新寶, 俞秋陽, 田杰, 黃俊輝, 王海潛, 謝珍建, 談健, 祁萬春, 王旭, 楊林, 趙宏大, 喬黎偉, 付俊波, 潘磊 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司, 國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力經(jīng)濟技術(shù)研究院