孫玉嬌，吳俊玲，王雅婷，申洪，周勤勇，程麗華

(1. 中國電力科學(xué)研究院，北京市 100192；2. 河南省高壓電器研究所，河南省平頂山市 467000)

新能源接入對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力及系統(tǒng)安全穩(wěn)定性影響分析

孫玉嬌1，吳俊玲1，王雅婷1，申洪1，周勤勇1，程麗華2

(1. 中國電力科學(xué)研究院，北京市 100192；2. 河南省高壓電器研究所，河南省平頂山市 467000)

西北地區(qū)新能源接入主要受西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力的影響和限制，為合理規(guī)劃發(fā)展西北地區(qū)新能源，對(duì)新能源接入與西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力及系統(tǒng)安全穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。采用PSD-BPA機(jī)電暫態(tài)仿真程序，分析了新疆哈密地區(qū)風(fēng)電、甘肅河西走廊地區(qū)風(fēng)電、甘肅金昌等地光伏電源以及青海柴達(dá)木地區(qū)光伏電源接入后，對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力及系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：哈密風(fēng)電接入規(guī)模及風(fēng)電機(jī)組控制方式對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力的影響不大，但哈密風(fēng)電接入會(huì)降低系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平；而甘肅風(fēng)電及光伏電源的接入有利于西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力及系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平的提高；青海地區(qū)光伏電源的接入會(huì)使西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力下降，且使西北—新疆聯(lián)網(wǎng)第一通道安全穩(wěn)定性下降，但會(huì)使總的新能源接入規(guī)模得到大幅提高。根據(jù)分析結(jié)果，建議合理發(fā)展青海、甘肅光伏電源規(guī)模，并注意發(fā)展比例。同時(shí)，在發(fā)展大規(guī)模風(fēng)電及光伏電源的同時(shí)，應(yīng)注意西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道安全穩(wěn)定控制措施的合理制定。

風(fēng)電；光伏；西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道；輸電能力；安全穩(wěn)定性

0 引 言

目前，西北電網(wǎng)已形成750 kV主網(wǎng)架，西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道作為西北地區(qū)與新疆聯(lián)網(wǎng)的咽喉要道，不僅承擔(dān)起新疆煤電外送的重任，同時(shí)新疆起點(diǎn)匯集了新疆哈密地區(qū)大規(guī)模風(fēng)電，且為哈密—鄭州±800 kV特高壓直流工程落點(diǎn)，而中間途徑甘肅嘉酒、金昌地區(qū)及青海柴達(dá)木地區(qū)，匯集了大量的風(fēng)電及光伏電源，其中，位于西北—新疆聯(lián)網(wǎng)第一通道上的橋?yàn)?50 kV變電站又為酒泉—湖南±800 kV特高壓直流工程落點(diǎn)，因此，西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道既是常規(guī)交流輸電通道，也是大規(guī)模新能源匯集通道，同時(shí)又與2條±800 kV特高壓直流相聯(lián)，屬于多直流送出通道，其運(yùn)行特性十分復(fù)雜。由于該通道線路較長(zhǎng)，電氣距離遠(yuǎn)，屬于西北電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)西北電網(wǎng)以及華北-華中電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行均起到至關(guān)重要的作用。

西北地區(qū)風(fēng)能及太陽能資源十分豐富，適合大規(guī)模風(fēng)電、光伏電源的開發(fā)利用，而風(fēng)電及光伏電源出力具有隨機(jī)波動(dòng)性，其大規(guī)模接入將對(duì)電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性、暫態(tài)穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響，并增加調(diào)度運(yùn)行的復(fù)雜性。西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道匯集了新疆哈密地區(qū)大規(guī)模風(fēng)電、甘肅河西走廊地區(qū)大規(guī)模風(fēng)電及光伏電源以及青海柴達(dá)木地區(qū)大規(guī)模光伏電源，因此，有必要針對(duì)大規(guī)模新能源接入，研究其對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力及系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的影響，為該通道的實(shí)際運(yùn)行提供參考。

目前，有關(guān)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道以及新能源接入對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道影響方面已開展了較多的相關(guān)研究。文獻(xiàn)[1]分析了影響通道輸電能力的相關(guān)敏感因素，包括串聯(lián)補(bǔ)償裝置、線路類型、通道開機(jī)方式、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(power system stabilizer, PSS)配置等，研究了電壓無功補(bǔ)償控制及安全穩(wěn)定控制措施有關(guān)運(yùn)行控制的相關(guān)問題；文獻(xiàn)[2-4]就該通道的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問題進(jìn)行了分析和研究；文獻(xiàn)[5]研究了該通道聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)峰值的估計(jì)方法；文獻(xiàn)[6]對(duì)包含風(fēng)電的電力系統(tǒng)調(diào)峰能力計(jì)算方法進(jìn)行了探討；文獻(xiàn)[7]對(duì)應(yīng)對(duì)甘肅風(fēng)電接入后的系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)方式進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)[8-10]對(duì)西北電網(wǎng)應(yīng)對(duì)大規(guī)模風(fēng)電接入提出了措施建議；文獻(xiàn)[11]針對(duì)酒泉風(fēng)電基地二期風(fēng)電接入后的無功補(bǔ)償設(shè)備配置及輸電能力問題進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)[12]研究了新疆與西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)第二通道工程投運(yùn)后對(duì)青海海西地區(qū)電網(wǎng)暫態(tài)安全穩(wěn)定的影響問題；文獻(xiàn)[13-15]研究了利用柔性交流輸電系統(tǒng)(flexible alternating current transmission systems, FACTS)裝置提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的問題；文獻(xiàn)[16]對(duì)西北電網(wǎng)失步振蕩中心分布及其相關(guān)影響因素以及解列措施改進(jìn)進(jìn)行了研究和分析。此外，也有相關(guān)文獻(xiàn)研究了新能源接入對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)的影響[17]、西北—新疆聯(lián)網(wǎng)后新疆電網(wǎng)的穩(wěn)定特性及應(yīng)對(duì)措施[18]以及提高新疆南部電網(wǎng)受電能力的措施[19]等。

現(xiàn)有文獻(xiàn)沒有系統(tǒng)地分析大規(guī)模風(fēng)電、光伏電源接入后對(duì)西北—新疆通道輸電能力及系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的影響。本文即針對(duì)這一問題進(jìn)行了詳細(xì)分析。本文通過計(jì)算4種典型方式下，西北地區(qū)新能源的不同接入規(guī)模及不同分布情況下西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力、潮流分布及系統(tǒng)安全穩(wěn)定性等，從中總結(jié)出一般規(guī)律，為西北新能源發(fā)展提出建議，為西北實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)劃提供參考。

1 西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道及附近新能源分布

西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。其中，本文對(duì)潮流斷面的定義包括：(1)哈密—敦煌及哈密南—沙洲斷面本文后續(xù)將簡(jiǎn)稱為新疆外送斷面；(2)酒泉—河西及沙洲—魚卡斷面本文簡(jiǎn)稱為河西通道斷面。本文對(duì)通道的定義包括：(1)哈密—敦煌線路本文簡(jiǎn)稱為新疆外送一通道，哈密南—沙洲線路本文簡(jiǎn)稱為新疆外送二通道，二者合稱為新疆外送通道；(2)敦煌—橋?yàn)场迫游鳌鋭倬€路本文簡(jiǎn)稱為西北新疆聯(lián)網(wǎng)一通道，沙洲—魚卡—柴達(dá)木線路本文簡(jiǎn)稱為西北新疆聯(lián)網(wǎng)二通道，二者合稱為西北新疆聯(lián)網(wǎng)外送通道。

圖1 西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道結(jié)構(gòu)示意圖及附近新能源分布Fig.1 Northwest-Xinjiang corridor structure and nearby renewable resource distribution

西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道屬于中間有落點(diǎn)、有電源支撐的狹長(zhǎng)形通道，其通道薄弱環(huán)節(jié)一般在酒泉—河西線路及柴達(dá)木地區(qū)。酒泉—河西線路電氣距離遠(yuǎn)，潮流重，電壓支撐能力弱，是通道上的薄弱環(huán)節(jié)。而柴達(dá)木地區(qū)缺乏常規(guī)電源支撐，對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性影響較大，當(dāng)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)一通道的線路發(fā)生故障或直流發(fā)生故障后，大量潮流涌入使得西北—新疆聯(lián)網(wǎng)二通道潮流加重，柴達(dá)木地區(qū)常因缺乏動(dòng)態(tài)電壓支撐能力而導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)，因此，該地區(qū)也是系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。

新疆外送通道及西北新疆聯(lián)網(wǎng)通道新能源分布如圖1所示。新疆哈密地區(qū)風(fēng)電主要分布在哈密和哈密南地區(qū)，甘肅河西地區(qū)風(fēng)電主要分布在敦煌、橋?yàn)?、酒泉地區(qū)，甘肅光伏電源主要分布在酒泉、河西地區(qū)，青海光伏電源主要分布在柴達(dá)木地區(qū)。根據(jù)2012年7月國家發(fā)展與改革委員會(huì)印發(fā)的《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》[20]，預(yù)計(jì)2015年西北電網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到29 460 MW，其中甘肅將達(dá)到11 000 MW、新疆將達(dá)到10 000 MW。預(yù)計(jì)2015年西北電網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到13 140 MW，其中甘肅將達(dá)到5 530 MW、青海將達(dá)到4 100 MW。

如此大規(guī)模的風(fēng)電、光伏電源集中接入，給本身就較為薄弱的西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道運(yùn)行帶來更多的復(fù)雜性，對(duì)其系統(tǒng)安全穩(wěn)定性也產(chǎn)生很大影響。

2 新能源接入對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力的影響

本文在計(jì)算西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力時(shí)，考慮的是西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道750 kV交流線路N-1三相永久短路故障后的系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定輸電能力，計(jì)算方法是增加該通道輸送功率的同時(shí)校核該通道750 kV線路N-1故障情況，當(dāng)其中某條線路剛好失穩(wěn)時(shí)，認(rèn)為該通道達(dá)到最大輸電能力，且認(rèn)為該失穩(wěn)線路為通道的薄弱環(huán)節(jié)，通道輸電能力受限于該線路三相永久N-1故障。對(duì)于直流單極閉鎖故障的情況，認(rèn)為通過采取切機(jī)措施進(jìn)行控制是合理的。在計(jì)算輸電能力時(shí)，當(dāng)關(guān)注某一因素時(shí)，盡量保持其他條件不變，以排除其他因素的影響。此外，風(fēng)電及光伏電源匯集站均配置靜止無功補(bǔ)償器(static var compensator, SVC)，風(fēng)電匯集站SVC配置容量為風(fēng)電裝機(jī)容量的-2.5%(感性)～15%(容性)，光伏匯集站SVC配置容量為光伏裝機(jī)容量的-12.5%(感性)～25%(容性)。風(fēng)機(jī)模型采用GE公司的雙饋風(fēng)機(jī)模型。

2.1 風(fēng)電接入及風(fēng)機(jī)控制方式對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力的影響

2.1.1 風(fēng)電接入對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力的影響

考慮新疆哈密風(fēng)電裝機(jī)4 600 MW，甘肅河西走廊風(fēng)電裝機(jī)11 000 MW，風(fēng)電機(jī)組采用恒電壓控制方式，4種典型方式下不同風(fēng)電出力對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力的影響情況如表1所示。

表1 風(fēng)電接入不同情況下西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力

Table 1 Transmission capability of Northwest-Xinjiang power corridor in different conditions with wind power’s integration MW

由表1可知：西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力主要受酒泉—河西線路N-1暫態(tài)穩(wěn)定極限限制，而豐大方式下，酒泉風(fēng)電出力為0時(shí)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力主要受哈密換—哈密南線路N-1暫態(tài)穩(wěn)定極限限制。這說明豐大方式下酒泉風(fēng)電出力為0時(shí)，西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力受新疆內(nèi)部網(wǎng)架輸電能力的限制，而酒泉風(fēng)電出力較大時(shí)，由于新疆送出的電力減少，因此，西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力主要受本通道輸電能力限制。其他方式下哈密風(fēng)電接入及出力變化對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力的影響不大。而酒泉風(fēng)電接入后4種典型運(yùn)行方式下西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力均受酒泉—河西線路N-1暫態(tài)穩(wěn)定極限限制，從計(jì)算結(jié)果看，酒泉風(fēng)電接入整體有利于西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力的提高。

2.1.2 風(fēng)機(jī)控制方式對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力的影響

僅考察哈密風(fēng)電機(jī)組采用恒功率因數(shù)控制方式(功率因數(shù)為1)時(shí)，西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力，對(duì)比情況如圖2所示。

圖2 哈密風(fēng)電恒功率因數(shù)控制方式對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng) 通道輸電能力的影響Fig.2 Influence of constant power factor control mode of Hami wind power units on transmission capability of Northwest-Xinjiang power corridor

由圖2可看出，哈密風(fēng)電機(jī)組控制方式對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力影響不大。

2.2 光伏電源接入對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力的影響

前述研究結(jié)果表明，哈密風(fēng)電接入對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力影響不大，因此，本部分僅分析甘肅風(fēng)電與青海光伏電源接入以及青海光伏與甘肅光伏電源接入對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力的影響。

2.2.1 甘肅風(fēng)電與青海光伏電源接入的關(guān)系

枯大運(yùn)行方式下，考察哈密風(fēng)電出力3 588 MW甘肅風(fēng)電不同出力時(shí)青海、甘肅光伏電源接入前后西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力結(jié)果如圖3所示。

由圖3可看出，甘肅光伏接入后對(duì)西北新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力影響不大，而青海光伏接入則會(huì)使西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力大幅降低，但總的新能源接入量會(huì)大大增加。

2.2.2 甘肅光伏與青海光伏電源接入的關(guān)系

考察枯大運(yùn)行方式下哈密風(fēng)電出力3 588 MW、甘肅風(fēng)電出力為6 930 MW時(shí)，青海、甘肅光伏電源不同出力下西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力，結(jié)果如表2所示。根據(jù)以上結(jié)果，繪制甘肅、青海光伏電源出力與西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力之間的關(guān)系圖如圖4所示。

圖3 青海、甘肅光伏電源接入對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng) 通道輸電能力的影響Fig.3 Influence of Qinghai and Gansu PV power’s integration on transmission capability of Northwest-Xinjiang power corridor表2 枯大方式下酒泉風(fēng)電出力6 930 MW時(shí)，不同光伏 電源出力下西北新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力及 新疆外送通道輸送功率Table 2 Transmission capability of Northwest-Xinjiang power corridor and corresponding power flow of Xinjiang power delivering corridor with different PV power’s output when Gansu wind power’s output is 6 930 MW during winter peak power load period MW

圖4 甘肅、青海光伏電源出力與西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道 輸電能力的關(guān)系Fig.4 Relation between transmission capability of Northwest-Xinjiang power corridor and Gansu, Qinghai PV power’s output

從圖4可以看出，西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力與青海光伏出力呈近似反比關(guān)系，甘肅光伏電源接入的影響不大。

因此，不同的光伏電源接入規(guī)模下，不同的青海、甘肅光伏電源出力比例下，西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力隨之變化且呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)青海、甘肅光伏電源出力情況進(jìn)行合理調(diào)度，充分利用西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力。

3 新能源接入對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道潮流分布及系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的影響

3.1 新能源接入對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道潮流分布的影響

西北風(fēng)電及光伏電源分布在西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通

道的不同位置，接入后會(huì)改變西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道的潮流分布情況及系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平。將枯大運(yùn)行方式不同情況下西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道達(dá)最大輸電能力時(shí)的潮流分布結(jié)果列表如表3所示。

從表3可以看出：哈密風(fēng)電及甘肅光伏電源的接入對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道的潮流分布影響不大；甘肅風(fēng)電的接入對(duì)西北新疆聯(lián)網(wǎng)通道潮流分布產(chǎn)生的影響不大，但會(huì)使得疆電外送一通道哈密—敦煌線路的潮流減輕，使疆電外送二通道哈密南—沙洲線路潮流加重，從而改變了疆電外送一、二通道潮流比值；青海光伏電源的接入會(huì)使疆電外送一通道哈密—敦煌線路及西北新疆聯(lián)網(wǎng)一通道酒泉—河西線路潮流加重，而使疆電外送二通道哈密南—沙洲線路及西北新疆聯(lián)網(wǎng)二通道沙洲—魚卡線路潮流減輕。

3.2 新能源接入對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道暫態(tài)安全穩(wěn)定性的影響

風(fēng)電及光伏電源不同出力情況下酒泉—河西及沙洲—魚卡N-2嚴(yán)重故障后切機(jī)量列表如表4所示。

西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道各線路的安全穩(wěn)定性一方面與線路的電氣距離有關(guān)，另一方面受線路的潮流大小、電壓水平等影響，當(dāng)線路潮流較重、電壓水平較低時(shí)其安全穩(wěn)定性較差。此外，電源的動(dòng)態(tài)電壓支撐能力對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性也產(chǎn)生較大影響，一般風(fēng)電、光伏電源的動(dòng)態(tài)電壓支撐能力相對(duì)較弱，雖在匯集站加裝動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置，但其大規(guī)模接入仍有可能降低系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平。

酒泉—河西、沙洲—魚卡N-2故障切機(jī)量及與其他因素的關(guān)系如表5所示。

從表5結(jié)果可以看出：

(1)酒泉—河西線路N-2故障的安全穩(wěn)定措施量與西北新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力、酒泉—河西線路功率以及西北新疆聯(lián)網(wǎng)通道線路潮流比值均沒有呈現(xiàn)出直接的線性關(guān)系，這說明，風(fēng)電、光伏電源的接入，影響了該線路的安全穩(wěn)定水平。詳細(xì)對(duì)比風(fēng)電和光伏電源接入的影響可以看出，哈密風(fēng)電的接入使得酒泉—河西線路的安全穩(wěn)定性變差，而青海光伏電源的接入同樣使得該線路的安全穩(wěn)定性變差。甘肅風(fēng)電及光伏電源的接入對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力及酒泉—河西線路的安全穩(wěn)定水平反而會(huì)產(chǎn)生較好的影響。

表3 枯大方式下西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道達(dá)最大輸電能力時(shí)潮流結(jié)果

Table 3 Power flow in different conditions when Northwest-Xinjiang power corridor reached the maximum transmission capability during winter peak power load period

表4 枯大方式下酒泉—河西及沙洲—魚卡線路N-2故障后切機(jī)量Table 4 Control measures when an N-2 fault occurred to Jiuquan-Hexi and Shazhou-Yuqia transmission lines in different conditions during winter peak power load period MW

表5 酒泉—河西、沙洲—魚卡N-2故障切機(jī)量及其影響因素Table 5 Control measures for N-2 fault of Jiuquan-Hexi and Shazhou-Yuqia transmission lines and their relationship to other influence factors

(2)沙洲—魚卡線路N-2嚴(yán)重故障的安全穩(wěn)定措施量與西北新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力呈現(xiàn)出一定的線性關(guān)系，但在光伏電源接入的部分，線性關(guān)系的比例系數(shù)發(fā)生了一定的變化，這說明，沙洲—魚卡線路的安全穩(wěn)定性主要受通道潮流水平的影響，同時(shí)，受光伏電源接入的影響，詳細(xì)分析可以看出，甘肅光伏電源全部接入或青海光伏電源全部接入均會(huì)使沙洲—魚卡線路的安全穩(wěn)定性提高，但二者在一定規(guī)模內(nèi)成比例接入時(shí)，西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力提高的同時(shí)，沙洲—魚卡線路的安全穩(wěn)定性有所下降。

(3)當(dāng)只有甘肅光伏電源接入電網(wǎng)時(shí)，西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力提高的同時(shí)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性也有所提高。而酒泉—河西線路N-2故障后切機(jī)措施量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其故障前輸送功率，沙洲—魚卡線路N-2故障后切機(jī)量與其故障前輸送功率基本相當(dāng)或更小，這說明，西北新疆聯(lián)網(wǎng)一通道相對(duì)西北新疆聯(lián)網(wǎng)二通道網(wǎng)架更強(qiáng)。在實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)注意西北新疆聯(lián)網(wǎng)一通道線路故障后安全穩(wěn)定控制措施的合理制定。

4 結(jié) 論

分析了西北地區(qū)大規(guī)模風(fēng)電、光伏電源接入后對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力及系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明：

(1)甘肅河西地區(qū)風(fēng)電、光伏電源單獨(dú)接入電網(wǎng)，西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力有所增加或保持不變，系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性有所提高。

(2)新疆哈密地區(qū)風(fēng)電接入電網(wǎng)，西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力略有上升或基本保持不變，系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性變差。

(3)青海省光伏電源接入電網(wǎng)，西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力有所下降，且西北新疆聯(lián)網(wǎng)一通道安全穩(wěn)定性變差，西北新疆聯(lián)網(wǎng)二通道安全穩(wěn)定性提高，但總的新能源接入規(guī)模大大增加。

(4)哈密風(fēng)電機(jī)組控制方式對(duì)西北—新疆聯(lián)網(wǎng)通道輸電能力影響不大。

建議發(fā)展甘肅地區(qū)風(fēng)電及光伏電源的同時(shí)，需注意西北新疆聯(lián)網(wǎng)一通道線路發(fā)生N-2故障后的安全穩(wěn)定控制問題。同時(shí)，青海、甘肅光伏電源應(yīng)發(fā)展合理規(guī)模，并注意發(fā)展比例。實(shí)際調(diào)度運(yùn)行過程中，應(yīng)注意西北新疆聯(lián)網(wǎng)通道潮流情況及西北地區(qū)風(fēng)電、光伏電源的出力情況，協(xié)調(diào)新能源接入與疆電外送電力之間的關(guān)系，制定合理的系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制措施。

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(編輯 蔣毅恒)

Influence Analysis of Renewable Power Resources’ Integration on Transmission Capability of Northwest to Xinjiang Power Corridor and System’s Security and Stability

SUN Yujiao1, WU Junling1, WANG Yating1, SHEN Hong1, ZHOU Qinyong1, CHENG Lihua2

(1.China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China;2.He’nan High Voltage Apparatus Research Institute, Pingdingshan 467001, Henan Province, China)

The integration of Northwest renewable power resources in Northwest area is mainly restricted by the transmission capability of the Northwest-Xinjiang power corridor. In order to make reasonable development planning of the Northwest renewable power resources, this paper studies the relations of the integration of renewable power resources to the transmission capability of the Northwest-Xinjiang power corridor and the power system’s security and stability. We adopt PSD-BPA electromechanical transient simulation program to analyze the impact of wind power integration in Xinjiang Hami, Gansu Hexi Corridor and PV power integration in Gansu Jinchang, Qinghai Qaidam on the transmission capability of the Northwest-Xinjiang power corridor and the power system’s security and stability. The results indicate that the Hami wind power’s integration and the Hami wind power units’ control mode have small influence on the transmission capability of the Northwest-Xinjiang power corridor, but the Hami wind power’s integration will decrease the power system’s stability; the Gansu wind power and PV power’s integration will increase the transmission capability of the Northwest-Xinjiang power corridor and the power system’s stability; the Qinghai PV power’s integration will decrease the transmission capability of the Northwest-Xinjiang power corridor and the stability of the first corridor of the Northwest-Xinjiang power corridor, but the total integration amount of the renewable power resources will be greatly increased. According to the analysis results, it is suggested that the development scale and the scale ratio of the Gansu and Qinghai PV power resources should be reasonably made, and the development proportion should be paid attention. Meanwhile, the suitable security and stability control measures should be made when the power system has large scale wind power and PV power’s integration.

wind power; PV power; Northwest-Xinjiang power corridor; transmission capability; security and stability

TM 721

A

1000-7229(2016)06-0017-07

10.3969/j.issn.1000-7229.2016.06.003

2016-02-22

孫玉嬌(1979)，女，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃、電力系統(tǒng)分析及新能源發(fā)展；

吳俊玲(1978)，女，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃、電力系統(tǒng)分析及新能源發(fā)展。

王雅婷(1987)，女，工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃、電力系統(tǒng)分析及新能源發(fā)展、FACTS應(yīng)用技術(shù)。

申洪(1974)，男，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃、電力系統(tǒng)分析及新能源發(fā)展。

周勤勇(1977)，男，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃、電力系統(tǒng)分析及新能源發(fā)展。

程麗華(1983)，女，工程師，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)分析。