特高压输电把原来地理位置很远,相互影响较小的多个区域电网的电气距离大大拉近了,使电网对扰动的敏感性进一步提高。如果停电防御系统没有很好地协调,就很可能由于相继故障而大范围地影响供电可靠性。我们认识到在线稳定分析与控制环节必须要有源头性的突破,才能可靠保证特高压电网的安全运行。
团队对特高压交直流混联电网工程完成了稳定分析、稳定控制系统协调配置及安全控制策略设计。用EEAC理论揭示了特高压直流接入对交流电网暂态稳定性影响的机理,提出了综合特高压直流调制功能的电压协调控制方法及利用解列联切机组抑制相继失步的主动防御方法,解决了穿越功率突降导致系统过电压问题,提高电网抵御极端严重故障的能力。发现了远方故障导致的暂态多失稳模式现象及失稳模式易变现象,并成功揭示了其机理。提出了特大型同步电网严重故障下的主动防御方案。
在系统保护装置方面也解决了特高压输电线路非周期分量衰减时间常数大而引起低压解列误动,及正确区分对称性短路与失步振荡的困难。解决了当受端无故障跳闸时,送端由于空充电流大而拒动的问题。提出用直流信号模拟量输出控制技术,实现对直流输送功率的快速无级调制,实现了直流特高压送端出现孤岛运行时精确的紧急控制。开发了适应特高压直流极闭锁及换流器故障时直流损失功率计算的新判据和方法。为了防止德宝直流大负荷南送双极闭锁造成交流特高压试验示范工程超稳定极限的问题,在三峡近区的安控系统中实现了交直流特高压紧急协调控制。这些措施都已应用于特高压工程。
在特高压工程的推动下,我们在2005年成功构建了电网大停电防御框架,研发了电力系统大停电综合防御系统 WARMAP。在2006年初发表的题为“时空协调的大停电防御框架”的系列文章中,介绍了在“从孤立防线到综合防御”“广域信息、在线量化分析和自适应优化控制”及“各道防线内部的优化和不同防线之间的协调”等方向上的研究成果。该系统可以及时判断出大电网在运行中的风险并选择预防控制;在故障过程中正确选择紧急控制与校正控制决策;在多道防线之间进行协调。