城市電網分區柔性互聯裝置的定容方法

肖 峻, 蔣 迅, 黃仁樂, 張 凱, 舒 彬, 郭 偉

(1. 智能電網教育部重點實驗室, 天津大學, 天津市 300072; 2. 國網北京市電力公司, 北京市 100031; 3. 北京電力經濟技術研究院, 北京市 100055; 4. 國網天津市電力公司, 天津市 300000)

0 引言

高比例可再生能源接入是中國面臨的迫切問題,由于可再生能源隨機性和間歇性[1-3]的特點,給城市電網帶來了一些問題:①區外輸電逐步取代本地電源,降低了城市電網的動態調壓能力;②風電、光伏等可再生能源的大規模發電并網,還會引起電網電壓偏差和電壓波動,影響電能質量[4-5];③給電網運行靈活性帶來挑戰[6]。

采用柔性電力電子裝置可能提高城市電網自身的靈活調節能力,是改善大規?？稍偕茉床⒕W現狀的一個新思路。目前大型城市電網受制于短路容量的限制和500 kV/220 kV電磁環網的安全隱患,一般采取220 kV電壓等級分區運行模式[7]。隨著電力電子技術的發展,分區間通過潮流可控的柔性電力電子裝置進行互聯,能在不提供短路電流[8]的基礎上,增強電網調節能力,提高電網的安全穩定性,促進高比例可再生能源的消納。

柔性互聯后主要作用體現在兩個方面:一方面,實現分區間功率的互供能緩解城市電網分區運行所面臨的電力平衡和N-1故障后潮流過載的問題。另一方面,分區發生故障的暫態過程中,互聯裝置兩端都能提供動態無功功率以支撐電網電壓,平抑電壓波動,這為大量可再生能源并網后的電壓穩定提供了一個新手段。

目前,有關城市電網分區互聯運行方式下的研究已涉及電網的靜態安全性分析[9]、經濟性評估方法[10]及裝置的選址[11],但有關裝置容量的確定方法在國內外并未見報道?！?br>