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【新规解读】新版《电力系统安全稳定导则》

2020-05-30  卡布卡让
新规原文可查阅:【最新】电力系统安全稳定导则  2020年7月1日实施-可下载

现行《电力系统安全稳定导则》(DL755—2001)自2001年颁布实施以来已接近20年,在该导则的指导下,我国电网得到了长足的发展,电网的稳定及重大事故呈现逐年下降趋势,稳定水平逐年提高。随着电力系统逐渐复杂,现行导则也存在一定的局限性:



1. 系统形态变化,现行导则缺少要求



目前我国东中部地区已经形成1000千伏交流网架,并建成多回西电东送特高压直流,现行导则制定时期我国主干网为500千伏电网,主要针对500千伏及以下电压等级提出要求,且缺少直流的相关要求,难以适应特高压交直流混联电网发展要求。



2. 现行导则难以适应电源多元发展



近年来风电、光伏等新能源发展迅速,对系统调节能力等环节都提出了新的要求。现行导则已不能适应新能源装机迅猛发展的新局面。



3.现行导则有诸多问题未涉及



缺少电力系统频率稳定、短路电流计算等相关规定。

面对新技术、新情况给电力系统带来的严峻挑战与潜在风险,为更好适应我国电力系统发展的实际需求,国家能源局组织开展了《电力系统安全稳定导则》(下文简称《导则》)修编工作,并由电力行业标准升级为国家标准(GB38755-2019),将于2020年7月1日实施。

01丨完善直流相关要求

🔷全国多区域呈现交直流混联格局,系统运行特性发生显著变化,现行导则缺少对直流相关要求。

🔷此次导则修编从交直流协调发展、直流落点区域合理配置动态无功以及直流故障形式等多角度进行完善。

新增条款内容

条款项

交、直流相互适应,协调发展

3.1.2

送受端系统的直流短路比、多馈入直流短路比应达到合理的水平

3.1.8

直流落点地区应合理配置动态无功调节设备

3.2.1

优化直流落点网架,提高系统对直流支撑能力,多馈入直流(两回及以上)总体规模应和受端系统相适应

3.2.1

失去直流单极,受端系统中应有足够的动态无功功率备用容量

3.4.5

完善直流故障形式

4.2

02丨提出新能源场站相关性能要求

🔷随着大规模新能源机组接入,电力系统调节能力和抗扰动能力降低,安全稳定运行面临巨大风险。

🔷此次《导则》修订新增新能源相关要求,明确新能源场站应具备无功调节能力,其电压和频率耐受能力原则上与同步发电机组的耐受能力一致,受端系统新能源场站短路比应达到合理的水平。

新增条款内容

条款项

电源装机的类型、规模和布局合理,具有一定的灵活调节能力

3.1.2

送端系统的新能源场站短路比应达到合理的水平

3.1.8

必要时新能源场站应配置燃气电站、抽水蓄能电站、储能电站等灵活调节资源及动态无功调节设备

3.3.2

新能源场站应具备无功功率调节能力和自动电压控制功能,并保持其运行的稳定性

3.4.4

新能源场站以及分布式电源的电压和频率耐受能力原则上与同步发电机组的电压和频率耐受能力一致

3.5.4

在新能源并网发电比重较高的地区,新能源场站应提供必要惯量与短路容量支撑

3.5.6

03丨完善电力系统安全稳定标准

🔷电力系统安全稳定标准仍分为三级,本次修编在故障形式中增加了直流、新能源场站等相关的内容,新增直流闭锁、新能源场站脱网等故障形态。

安稳标准

故障形式

条款项

第一级

新能源厂站或储能电站脱网

直流单极闭锁或单换流器闭锁 

直流单极线路短路故障

4.2.2

第二级

直流双极闭锁或两个及以上换流器闭锁 

直流双极线路短路故障

4.2.3

第三极

新能源大规模脱网

4.2.4

04丨明确同杆并架线路认定原则

🔷目前对于同杆并架线路认定原则与N-2故障校核形式尚不统一。

🔷此次《导则》修编规定在发电厂或变电站出线、进线同杆架设的杆塔基数合计不超过20基,且同杆架设的线路长度不超过该线路全长10%的情况下,发生同塔N-2故障时可不作为第二级标准,而归入第三级标准。

05丨增加频率稳定计算相关要求

🔷华东等区域电网通过跨区直流馈入大量功率、或区内接纳大量新能源,置换大量本地机组,造成系统惯性和频率稳定性降低。

🔷为适应电网发展新要求,提出了频率稳定相关内容,从频率稳定计算的内容、判据和仿真工具等方面做出了规定。

06丨增加短路电流计算相关要求

🔷对短路电流计算方法及标准提出了新的要求,明确短路电流计算内容为发生短路时的初始对称短路电流并考虑直流分量衰减情况,短路故障形式应分别考虑三相短路故障和单相接地故障。

07丨增加次同步振荡计算的场景

针对新能源场站、串补站近区可能产生的次同步振荡或超同步振荡问题,补充了开展次同步振荡或超同步振荡计算分析的场景。

  • 汽轮发电机组送出工程及近区存在串联补偿装置或直流整流站。 

  • 新能源场站集中接入短路比较低的电力系统。

  • 新能源场站近区存在串联补偿装置或直流整流站。

  • 其它存在次同步振荡或超同步振荡风险的情况。

08丨增加对仿真模型和工具的要求

01

新导则对仿真模型相关要求

稳定类型

仿真模型要求事项

条款项

暂态功角稳定

发电机模型应采用考虑次暂态电势变化的详细模型

新能源场站、直流输电系统应采用详细的机电暂态模型或电磁暂态模型

5.4.2

动态功角稳定

发电机模型应采用考虑次暂态电势变化的详细模型

新能源场站、直流输电系统应采用详细的机电暂态模型

5.5.3

02

新导则对仿真工具相关要求

安稳标准

故障形式

条款项

暂态功角稳定

应采用机电暂态仿真

大容量直流落点电网,应采用机电-电磁暂态混合仿真

5.4.4

动态功角稳定

直流双极闭锁或两个及以上换流器闭锁 

直流双极线路短路故障

5.5.4

暂态电压

稳定

应采用机电暂态仿真

大容量直流落点电网,应采用机电-电磁暂态混合仿真校核

5.6.5

频率稳定

小扰动频率稳定计算采用基于电力线型化模型的特征值分析方法或机电暂态仿真

大扰动频率稳定计算应采用机电暂态仿真

5.7.3

01结合日常工作落实导则相关要求

本次导则的修编在内容上进行扩充、完善,更加适应新一代电力系统发展要求,强调直流和新能源场站并网等相关内容,统一了同杆并架线路认定标准。下一步将结合日常工作需求,从安徽电网实际发展需要出发,加强直流和新能源场站并网带来的安全稳定问题的分析,在规划、设计、评审等工作中严格落实相关要求,切实提升电网安全稳定水平。

02提升系统支撑与调节能力

在直流输电、新能源厂站等电力电子并网工程的规划设计中,强化短路比/多馈入直流短路比的校核分析,开展多种形式稳定分析,以保障相关工程的安全并网运行。

从规划阶段对新能源接入提出要求,提高新能源抗扰能力,必要时提出储能配置、动态无功补偿配置需求。

03提高系统安全稳定特性的仿真水平和认知能力

落实国网公司“统一数据、统一平台、统一计算”要求,利用中国电科院建成的规划仿真平台开展相关计算工作,在规划、设计工作中应推动电磁暂态仿真、机电-电磁混合仿真技术的推广和应用。

针对新能源集中地区,新能源响应特性对系统稳定性影响较大时,细化新能源场站的技术资料与参数管理工作,建立详细仿真模型,并开展重点研究,提升对安全稳定的认知和仿真计算能力。

文章来源:安徽经研院规划评审中心

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