【精彩论文】同步调相机对分层接入特高压直流输电系统的暂态过电压抑制作用研究

观点凝练

摘要：目前已有特高压直流工程采用分层接入方式，同时随着新能源发电占比的提高，送端电网面临着暂态过电压的问题，同步调相机可以抑制过电压，有必要深入研究同步调相机对分层接入特高压直流输电系统暂态过电压的抑制效果。建立了含同步调相机的分层接入特高压直流输电系统模型，理论分析了同步调相机对暂态过电压的抑制机理，针对降功率运行、双极运行双极闭锁、双极运行单极闭锁和高低端换流器同时换相失败4种不同工况，研究了不同台数同步调相机对暂态过电压的作用效果，最后提出了基于暂态过电压的短路比增量指标，定量评估了同步调相机对暂态过电压的作用效果。结果表明所提指标可有效定量评估同步调相机抑制暂态过电压的作用效果，当分层接入特高压直流输电系统整流侧交流系统短路比在3~8变化，投入1台同步调相机后整流侧交流系统基于暂态过电压的短路比增量为0.106~0.396，投入2台同步调相机后基于暂态过电压的短路比增量为0.251~0.788，因此，投入同步调相机可等效提高交流系统短路比，有效抑制送端暂态过电压。
结论：本文针对同步调相机对分层接入特高压直流输电系统送端暂态过电压的作用效果，理论分析了同步调相机抑制暂态过电压的机理，在PSCAD/EMTDC中仿真研究了不同工况下同步调相机对暂态过电压的抑制效果，并提出了基于TOV的短路比增量指标，定量评估了同步调相机对TOV的抑制效果。最终得到如下结论。

（1）相比于分层接入特高压直流输电系统的容量，单台同步调相机的300 MV·A容量相对较小，其对暂态过电压的抑制效果有限，增加同步调相机的台数，即增大同步调相机的容量，可进一步降低分层接入特高压直流输电系统的暂态过电压。

（2）本文所提的基于TOV的短路比增量指标可以有效评估同步调相机对暂态过电压的抑制效果，若要达到与同步调相机投入后分层接入特高压直流输电系统对暂态过电压相同的抑制效果，需提高直流系统整流侧交流系统短路比。当整流侧交流系统初始短路比在3~8之间变动时，投入1台同步调相机时整流侧交流系统基于TOV的短路比增量为0.106~0.396，投入2台同步调相机时整流侧交流系统基于TOV的短路比增量为0.251~0.788。

本文可以为实际工程评估同步调相机抑制暂态过电压作用效果提供方法，为配置同步调相机提供依据。

引文信息

乔丽, 王航, 谢剑, 等. 同步调相机对分层接入特高压直流输电系统的暂态过电压抑制作用研究[J]. 中国电力, 2020, 53(3): 43-51.QIAO Li, WANG Hang, XIE Jian, et al. Suppressing effect of synchronous condenser on transient overvoltage of uhvdc system under hierarchical connection mode[J]. Electric Power, 2020, 53(3): 43-51.

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编辑：杨彪

审核：方彤

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