特高压直流故障对风电场送出可靠性的影响及改进措施

时间：2020-01-05

新疆境内**座特高压直流输电工程哈密至郑州特高压直流输电工程的投运，标志着新疆电网正式进入交、直流混联外送的局面。由于直流其自身的特性，决定了直流系统故障与交流系统故障之间较大的差别性。同时由于天中直流电压等级高、输送容量大，当天中直流出此案故障时，势必将对交流系统产生较大的影响。此外，天中直流换流站在新疆哈密落地，哈密作为疆电外送联络通道上的重要联络节点，同时充分利用当地丰富风、光资源，积极发展当地风、光电源建设，逐步建成新疆**个千万千瓦级风电基地。

由于风电电源对系统运行电压和频率的要求较高，当系统电压和频率波动较大时，有可能造成风机脱网。而天中直流特高压工程作为全国输送功率较大、距离较长的直流工程，当直流系统发生闭锁故障时，势必造成大功率、大范围转移至750KV交流通道，造成交流系统瞬间输送功率增大，电压瞬间跌落较大，需要通过直流稳控系统和直流控保系统间的配合动作，切除部分电源和直流滤波器来抬升系统电压至合理范围内，当在稳控系统切机和控保系统切滤波器来抬升系统电压的过程中，由于稳控系统和控保系统的动作时限存在一定的整定配合关系，将造成系统电压出现短时的暂态过电压，并且有可能**过风机自身的允许过压运行的范围，造成风机过电压脱网事故，并且随着直流外送功率的增大，这一特性将变得越来越明显。

由于特高压直流输电技术与交流输电技术相比，具有电压等级高、网损小、输送灵活、输送容量大、输送距离远、线路走廊窄、有功无功能够快速调节、能够实现电力系统非同步联网等优点，同时由于我国幅员辽阔，资源分布不均衡，为了实现资源地区优势的互补，同时也为了提高电网的安全稳定运行，近几年，跨区域特高压直流输电联网工程得到了快速建设和发展。

但是特高压直流在运行过程中存在的输送有功功率大、吸收无功功率大的运行特性，当特高压直流在故障后，势必存在较大的有功功率和无功功率向交流系统转移的问题，对系统电压和频率均影响较大，造成系统电压和频率波动较大。目前运行较多的风电场风机类型主要是直驱式和双馈异步式两种，由于风机内部交流器设备中含有的电力电子器件对系统运行的电压和频率要求较高。目前已经对并网风电场的低电压穿越能力进行了整改，使目前已并网的风电场具有一定的低电压穿越能力。

由于特高压直流在大功率传输时，当直流系统发生闭锁故障，转移有功功率和无功功率至送端交流系统，将引起送端交流系统电压的大幅变化，对直流送端地区特别是对于短路水平较低的直流送端地区的风机运行将产生严重影响。

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