多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910024463.4 (22)申请日 2019.01.10 (71)申请人 东北电力大学 地址 132012 吉林省吉林市长春路169号 申请人 国家电网有限公司 国网江苏省电力有限公司 中国电力科学研究院有限公司 (72)发明人 陈厚合王长江张赫屠竞哲 吕晨贾俊川陈庆李海峰 鲁华威 (74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代 理事务所 12201 代理人 李林娟 (51)Int.Cl. H02J 5/00(2016.01) H02J 3/36(2006.01) (5。

2、4)发明名称 多回直流故障下提高交流系统联络线输电 能力的方法 (57)摘要 本发明公开了一种多回直流故障下提高交 流系统联络线输电能力的方法， 包括： 建立三区 域交直流互联系统； 通过系统A和系统B之间的交 流联络线， 获取发电机旋转备用对输电能力的影 响； 以系统A和系统B的两机互联等值系统为基 础， 获取系统A和系统C之间的直流功率扰动量对 输电能力的影响； 通过三区域交直流互联系统， 获取不同发电机转动惯量对薄弱断面输电能力 的影响； 通过发电机旋转备用、 直流功率扰动量、 及发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影响 的分析， 提高三区域交直流互联系统中交流系统 的联络线输电能力。 本。

3、发明通过实际电网的仿真 分析， 验证所提影响因素的准确性和正确性。 权利要求书1页 说明书11页 附图4页 CN 109802450 A 2019.05.24 CN 109802450 A 1.一种多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法， 其特征在于， 所述方法 包括以下步骤： 建立三区域交直流互联系统； 即在任意三个不同的电力区域里， 随机各选取一个系统， 系统A通过三条直流向系统C 输送功率， 同时系统A通过交流联络线向系统B输送功率， 即系统A、 B、 C共同构成了三区域交 直流互联系统； 通过系统A和系统B之间的交流联络线， 获取发电机旋转备用对输电能力的影响； 以系统A和系统。

4、B的两机互联等值系统为基础， 获取系统A和系统C之间的直流功率扰动 量对输电能力的影响； 通过三区域交直流互联系统， 获取不同发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影响； 通过发电机旋转备用、 直流功率扰动量、 及发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影 响的分析， 提高三区域交直流互联系统中交流系统的联络线输电能力。 2.根据权利要求1所述的一种多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法， 其特征在于， 所述获取发电机旋转备用对输电能力的影响具体为： 在系统A和系统B之间的联络线两端相角差 保持不变的条件下， 增加两端系统的开机 旋转备用量， 保证交流系统总发电量不变的前提下， 有效提高电网的系。

5、统强度， 增强交流电 网的抗干扰能力， 提高区域电网联络线在故障条件下的输电能力。 3.根据权利要求1所述的一种多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法， 其特征在于， 所述不同发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影响具体为： 若两机互联等值系统在故障期间系统A积聚的加速能量， 小于故障清除后系统A所能提 供的减速能量， 则系统A保持稳定； 反之系统A失去稳定； 增加系统B的发电机转动惯量， 发电机受扰动后最大摆角降低， 减小发电机加速面积， 增大减速面积， 提高系统B的稳定性； 由于故障从系统A传递至系统B的过程中， 系统A机组加速后， 系统B机组摆角减小使得 联络线首末端的相角差增大，。

6、 联络线的稳定性降低， 进而降低联络断面的输电能力。 4.根据权利要求1所述的一种多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法， 其特征在于， 所述通过发电机旋转备用、 直流功率扰动量、 及发电机转动惯量对薄弱断面输 电能力的影响的分析， 提高三区域交直流互联系统中交流系统的联络线输电能力具体为： 增加输电断面送端机群的转动惯量， 提高交流系统联络线输电能力， 增加输电断面受 端转动惯量， 降低交流系统联络线的输电能力； 通过区域电网预留旋转备用提高交流联络线的输电能力， 在弱交流系统预留旋转备用 提高输电能力； 降低直流功率水平， 减小交流系统功率波动水平， 提高联络线输电能力。 权利要求。

7、书 1/1 页 2 CN 109802450 A 2 多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法 技术领域 0001 本发明涉及电气工程领域， 尤其涉及一种多回直流故障下提高交流系统联络线输 电能力的方法。 背景技术 0002 我国一次能源与生产力逆向分布国情决定了我国未来的电网格局， 考虑到我国能 源分布、 地区电力负荷分布及电源布局特点， 未来将形成大规模 “西电东送” 、“北电南送” 的 电力流格局。 为满足资源密集地区电力外送需求， 多回特高压直流集中外送将成为我国电 网普遍存在的输电方式1-5。 截止2017年底我国已投运的特高压直流工程有： 向家坝-上海、 锦屏-江苏、 哈密-。

8、郑州、 溪洛渡-浙西、 宁东-浙江、 酒泉-湖南、 山西-江苏、 锡盟-江苏、 上海 庙-山东、 云南-广东、 糯扎渡-广东。 0003 随着特高压直流的不断投运， 我国区域电网之间、 直流输电与交流电网之间的相 互影响逐步增强， 这种大规模、 远距离输电格局在解决大型清洁能源消纳、 水火互济问题以 及实现全国范围内资源优化配置的同时， 给电网的安全稳定运行也带来了一系列挑战， 安 全稳定控制问题的复杂程度大大增加， 对我国电力系统安全稳定运行以及控制技术提出了 更高的要求6-8。 0004 目前， 直流故障对交流系统影响的研究主要集中在换流站参数和联络线功率波动 方面。 在多回直流同时发生相。

9、继换相失败(即在同一时间， 多回直流发生一次、 两次至多次 换相失败)后， 直流送端系统的频率及电压波动特性已有了较为成熟的研究9； 在直流换相 失败及直流闭锁故障时， 已研究了两区域交流联络线功率波动机理及关键因素， 提出了功 率波动峰值的近似计算方法和快速估算方法10-11， 并且分析了联络线随机功率波动对其 输电能力的影响12。 0005 但是， 在直流故障条件下， 影响交流电网区域之间联络线输电能力的关键因素研 究尚不完善， 尤其是在多回直流换相失败期间， 大额不平衡功率严重冲击区域联络线， 威胁 系统的安全稳定， 为了提高区域联络线的输电能力， 其影响因素研究成为急需解决的问题。 0。

10、006 参考文献 0007 1张文亮， 于永清， 李光范， 等.特高压直流技术研究J.中国电机工程学报， 2007， 27(22)： 1-7. 0008 2刘振亚， 秦晓辉， 赵良,等.特高压直流分层接入方式在多馈入直流电网的应用 研究J.中国电机工程学报， 2013， 33(10)： 1-7. 0009 3汤涌， 郭强， 周勤勇， 等.特高压同步电网安全性论证J.电网技术， 2016， 40 (1)： 97-104. 0010 4刘振亚.中国特高压交流输电技术创新J.电网技术， 2013， 37(3)： 566-574. 0011 5饶宏， 张东辉， 赵晓斌， 等.特高压直流输电的实践和分析。

11、J.高电压技术， 2015， 41(8)： 2481-2488. 0012 6艾芊， 杨曦， 贺兴.提高电网输电能力技术概述与展望J.中国电机工程学报， 说明书 1/11 页 3 CN 109802450 A 3 2013， 33(28)： 34-40. 0013 7王义红， 黄镔， 申洪,等.酒泉风电基地二期3GW风电接入电网的无功补偿设备 配置及输电能力研究J.电网技术， 2013， 37(5)： 1440-1446. 0014 8张宁， 刘静琨.影响特高压电网运行的因素及应对策略J.电力系统保护与控 制， 2013(1)： 109-114. 0015 9王春明， 刘兵.区域互联多回直流换。

12、相失败对送端系统的影响J.电网技术， 2013， 37(4)： 1052-1057. 0016 10屠竞哲,杨莉， 黄涌,等.直流闭锁引发交流联络线功率波动的机理以及峰值 计算J.电力自动化设备， 2013， 33(1)： 12-17. 0017 11何剑， 张健， 郭强,等.直流换相失败冲击下的两区域交流联络线功率波动峰 值计算J.中国电机工程学报， 2015， 35(4)： 804-810. 0018 12于鹏， 刘巨， 孙海顺,等.联络线随机功率波动对其输电能力影响的分析方法 J.电力系统自动化， 2014(2)： 33-38. 发明内容 0019 本发明提供了一种多回直流故障下提高交流。

13、系统联络线输电能力的方法， 本发明 通过三区域交直流互联系统， 分析发电机旋转备用、 直流功率扰动量及发电机转动惯量三 种因素对薄弱断面输电能力的影响机理， 详见下文描述： 0020 一种多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法， 所述方法包括以下步 骤： 0021 建立三区域交直流互联系统； 0022 即在任意三个不同的电力区域里， 随机各选取一个系统， 系统A通过三条直流向系 统C输送功率， 同时系统A通过交流联络线向系统B输送功率， 即系统A、 B、 C共同构成了三区 域交直流互联系统； 0023 通过系统A和系统B之间的交流联络线， 获取发电机旋转备用对输电能力的影响； 0024。

14、 以系统A和系统B的两机互联等值系统为基础， 获取系统A和系统C之间的直流功率 扰动量对输电能力的影响； 0025 通过三区域交直流互联系统， 获取不同发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影 响； 0026 通过发电机旋转备用、 直流功率扰动量、 及发电机转动惯量对薄弱断面输电能力 的影响的分析， 提高三区域交直流互联系统中交流系统的联络线输电能力。 0027 其中， 所述获取发电机旋转备用对输电能力的影响具体为： 0028 在系统A和系统B之间的联络线两端相角差 保持不变的条件下， 增加两端系统的 开机旋转备用量， 保证交流系统总发电量不变的前提下， 有效提高电网的系统强度， 增强交 流电网的。

15、抗干扰能力， 提高区域电网联络线在故障条件下的输电能力。 0029 其中， 所述不同发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影响具体为： 0030 若两机互联等值系统在故障期间系统A积聚的加速能量， 小于故障清除后系统A所 能提供的减速能量， 则系统A保持稳定； 反之系统A失去稳定； 0031 增加系统B的发电机转动惯量， 发电机受扰动后最大摆角降低， 减小发电机加速面 说明书 2/11 页 4 CN 109802450 A 4 积， 增大减速面积， 提高系统B的稳定性； 0032 由于故障从系统A传递至系统B的过程中， 系统A机组加速后， 系统B机组摆角减小 使得联络线首末端的相角差增大， 联络线。

16、的稳定性降低， 进而降低联络断面的输电能力。 0033 进一步地， 所述通过发电机旋转备用、 直流功率扰动量、 及发电机转动惯量对薄弱 断面输电能力的影响的分析， 提高三区域交直流互联系统中交流系统的联络线输电能力具 体为： 0034 增加输电断面送端机群的转动惯量， 提高交流系统联络线输电能力， 增加输电断 面受端转动惯量， 降低交流系统联络线的输电能力； 0035 通过区域电网预留旋转备用提高交流联络线的输电能力， 在弱交流系统预留旋转 备用提高输电能力； 0036 降低直流功率水平， 减小交流系统功率波动水平， 提高联络线输电能力。 0037 本发明提供的技术方案的有益效果是： 0038。

17、 1、 针对现有对区域域联络线输电能力研究的不足， 本发明在多回直流同时换相失 败的故障校验下， 分析发电机转动惯量， 发电机旋转备用， 直流功率扰动量对输电能力的影 响； 0039 2、 本发明通过实际电网的仿真分析， 验证所提影响因素的准确性和正确性； 0040 3、 本发明具有重要的理论价值和工程实用价值， 对于提高我国电网安全稳定运行 及控制能力， 保障国民经济发展和人民正常用电， 具有重大的经济和社会效益。 附图说明 0041 图1为三区域交直流互联系统的接线图； 0042 图2是两机互联等值系统图； 0043 图3为多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力方法的流程图； 0044 。

18、图4是断面输电系统等值模型图； 0045 图5是实际电网示意图； 0046 图6是三大直流不同功率运行水平时张恩线功率变化曲线图； 0047 图7是三大直流不同功率运行水平时长南线功率变化曲线图。 具体实施方式 0048 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面对本发明实施方式作进一步 地详细描述。 0049 实施例1 0050 一种多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法， 参见图1， 定义如下： 0051 在任意三个不同的电力区域里， 随机各选取一个系统， 即系统A、 B、 C。 系统A通过三 条直流向系统C输送功率， 同时系统A通过交流联络线向系统B输送功率， 即系统A、。

19、 B、 C共同 构成了三区域交直流互联系统。 0052 参见图2， 在三区域交直流互联系统的基础上， 将系统A和系统B等值为两机互联等 值系统(即仅考虑系统A和系统B)。 系统A和系统B等值为两机互联等值系统后， 将系统C的直 流功率等效为直流功率扰动量。 说明书 3/11 页 5 CN 109802450 A 5 0053 参见图3， 该方法包括以下步骤： 0054 101： 建立三区域交直流互联系统； 0055 102： 通过系统A和系统B之间的交流联络线， 分析发电机旋转备用(其中， 该术语为 本领域技术人员所公知的技术术语， 本发明实施例对此不做赘述)对输电能力的影响； 0056 10。

20、3： 以系统A和系统B的两机互联等值系统为基础， 分析系统A和系统C之间的直流 功率扰动量对输电能力的影响； 0057 104： 通过三区域交直流互联系统， 分析不同转动惯量对薄弱断面输电能力(其中， 该术语为本领域技术人员所公知的技术术语， 本发明实施例对此不做赘述)的影响； 0058 105： 通过分析发电机旋转备用、 直流功率扰动量、 及发电机转动惯量对薄弱断面 输电能力的影响机理， 提高三区域交直流互联系统中交流系统的联络线输电能力。 0059 其中， 步骤101中的建立三区域交直流互联系统的步骤具体为： 0060 三区域交直流互联系统， 由系统A、 系统B和系统C组成， 系统A通过三。

21、条直流向系统 C输送功率， 同时系统A通过交流联络线向系统B输送功率。 0061 其中， 步骤102中的通过系统A和系统B之间的交流联络线， 分析发电机旋转备用对 输电能力的影响具体为： 0062 在系统A和系统B之间的联络线两端相角差 保持不变的条件下， 增加两端系统的 开机旋转备用量(在系统A和系统B的不同位置增开发电机)， 可以保证交流系统总发电量不 变的前提下， 有效提高电网的系统强度， 增强交流电网的抗干扰能力， 提高区域电网联络线 在故障条件下的输电能力。 0063 其中， 步骤103中的以系统A和系统B的两机互联等值系统为基础， 分析系统A和系 统C之间的直流功率扰动量对输电能力。

22、的影响具体为： 0064 在三区域交直流互联系统的基础上， 将系统A和系统B等值为两机互联等值系统， 而将系统C的直流功率等效为直流扰动量， 如图2所示。 0065 在三回直流同时发生相继两次换相失败故障条件下， 随着直流传送功率的提高， 故障期间的暂态不平衡能量PDC越大， 且薄弱交流断面在故障期间的功率波动PAB也越 大， 当功率波动峰值达到交流联络线静稳极限时， 可导致区域电网之间的联络线发生解列， 可见直流功率扰动量对输电能力具有较大的影响力。 0066 其中， 步骤104中的通过三区域交直流互联系统， 分析不同转动惯量对薄弱断面输 电能力的影响具体为： 0067 分析各区域发电机转动。

23、惯量对输电能力的影响机理， 通过电力系统等面积法则 (该法则为本领域技术人员所公知， 本发明实施例对此不做赘述)分析两机互联等值系统， 若两机互联等值系统在故障期间系统A积聚的加速能量小于故障清除后系统A所能提供的 减速能量， 则系统A保持稳定； 反之系统A失去稳定。 0068 增加系统B的发电机转动惯量， 发电机受扰动后最大摆角降低， 发电机加速面积减 小， 减速面积增大， 系统B的稳定性提高。 但由于故障从系统A传递至系统B的过程中， 系统A 机组加速后， 系统B机组摆角减小会使得联络线首末端的相角差增大， 联络线的稳定性降 低， 进而降低联络断面的输电能力。 0069 其中， 步骤105。

24、中的通过分析发电机旋转备用、 直流功率扰动量、 及发电机转动惯 量对薄弱断面输电能力的影响机理， 提高交流系统联络线输电能力具体为： 说明书 4/11 页 6 CN 109802450 A 6 0070 增加输电断面送端机群的转动惯量， 可提高交流系统联络线输电能力， 增加输电 断面受端转动惯量， 会导致交流系统联络线的输电能力降低。 0071 区域电网预留旋转备用可以提高交流联络线的输电能力， 在弱交流系统预留旋转 备用有助于输电能力的提高。 0072 直流功率水平的降低， 交流系统功率波动水平减小， 联络线输电能力提高。 0073 综上所述， 本发明实施例通过上述步骤101-步骤105以三。

25、区域交直流互联系统为 例， 分析了发电机旋转备用、 直流功率扰动量及发电机转动惯量三种因素对薄弱断面输电 能力的影响机理， 满足了实际应用中的多种需要。 0074 实施例2 0075 下面结合具体的计算公式、 图1-图6、 实例对实施例1中的方案进行进一步地介绍， 详见下文描述： 0076 201： 建立三区域交直流互联系统； 0077 其中， 该步骤201具体为： 0078 图1所示的三区域交直流互联系统， 由系统A、 系统B和系统C组成， 其中系统A通过 三条直流向系统C输送功率， 同时系统A通过交流联络线向系统B输送功率， 当直流受端近区 (系统C)发生短路故障使系统C电压降低， 可能导。

26、致三回直流同时相继两次换相失败， 三回 直流输送功率的中断或者暂降， 使系统A出现大量的瞬时功率涌向系统B， 严重冲击交流联 络线。 0079 202： 通过系统A和系统B之间的交流联络线， 分析发电机旋转备用对输电能力的影 响； 0080 借助图1中的三区域交直流互联系统中系统A和系统B之间的交流联络线， 分析发 电机旋转备用对输电能力的影响， 由于我国区域间交流联络线一般采用500kV或者1000kV 线路， 所以直接连接两区域的是超高压网络或者是特高压网络， 考虑我国实际情况， 系统A 和系统B之间的断面输电系统等值模型图如图4所示。 0081 图4中X1， X2分别为系统A和系统B的等。

27、值系统阻抗； Us， Ug分别为系统A和系统B的母 线电压； X1， B1分别为断面等值线路的电抗和电纳； Bh为等值线路高压并联电抗器电纳。 0082 系统A和系统B之间联络线的传输功率为： 0083 0084 式中， 为Ug和Us的相角差； 在 90 时， 系统B和系统A的断面输送功率P达到静态 稳定极限。 假设为无损线路， 不计及线路电纳B1， 输电断面的等值线路电抗为： 0085 XX1+(XL-2Bh)+X2 (2) 0086 其中， XL为交流联络线的等值系统阻抗。 0087 由式(2)可知， 在系统A和系统B联络线两端相角差 保持不变的条件下， 增加系统A 和系统B两端的开机旋转。

28、备用量(即在系统A和系统B的不同位置增开发电机)， 可以在保证 交流系统总发电量不变的前提下， 有效提高电网的系统强度， 从而增强交流电网的抗干扰 能力， 保证区域联络线两端电压Ug和Us在重潮流或者三区域交直流互联系统振荡时有较好 的电压水平， 提高区域电网联络线在故障条件下的输电能力。 0088 203： 以系统A和系统B的两机互联等值系统为基础， 分析系统A和系统C之间扰动直 说明书 5/11 页 7 CN 109802450 A 7 流功率水平对输电能力的影响； 0089 由于薄弱断面在系统联络线上呈现出区域振荡模式， 两交流系统内部机组可认为 是同调机组， 为分析直流功率扰动对输电能。

29、力的影响， 在上述三区域交直流互联系统的基 础上， 可将系统A和系统B等值为两机互联等值系统， 而将系统C的直流功率等效为直流扰动 量， 如图2所示。 0090 等值发电机的转子运动方程如下： 0091 0092 式中： 1和 2分别为系统A和系统B的等值发电机转子角， 单位为rad； Pm1和Pm2分别 为系统A和系统B的等值原动机机械功率， 标幺值； PL1和PL2分别为系统A和系统B的等值系统 总负荷， 标幺值； PDC为系统A注入系统C的三回直流功率之和， 标幺值； PAB为联络线功率， 标 幺值； M1和M2分别为系统A和系统B的等值系统的总惯性常数之和， s2/rad。 0093 。

30、如果系统A和系统B在受到扰动期间， 发电机的机械功率和系统A、 系统B的负荷保 持不变， 可将式(3)在平衡点进行线性化如下所示： 0094 0095 式中： 1和 2分别为送受端系统等值发电机转子角变化量； PAB为联络线功 率变化量； PDC为三回直流同时相继两次换相失败期间的功率变化量。 在式(4)的基础上可 得： 0096 0097 式中： 12为系统A和系统B发电机功角差的变化量 12 1- 2； M为： 0098 0099 联络线传输的功率由系统A和系统B的功角差决定， 如式(1)所示。 0100 此时， XX1+X2+XL为系统A和系统B的发电机间的等值电抗， X1和X2分别为系。

31、统A和 系统B的发电机内节点等值电抗， XL为联络线电抗。 在平衡点对式(1)进行线性化处理可得： 0101 0102式中：为同步转矩系数， 120为送受端系统发电机初始功角差。 将式 (7)代入式(5)可得： 说明书 6/11 页 8 CN 109802450 A 8 0103 0104 由式(8)可以看出， 在三回直流同时发生相继两次换相失败故障条件下， 直流传输 功率水平直接影响到故障期间两机互联等值系统的不平衡能量大小， 对薄弱断面的冲击能 力也不同。 随着直流传送功率的提高， 故障期间的暂态不平衡能量PDC越大， 同时薄弱交流 断面在故障期间的功率波动PAB越大， 当功率波动峰值达到。

32、交流联络线静稳极限时， 可导 致区域电网之间的联络线发生解列， 可见直流扰动功率水平对输电能力具有较大影响。 0105 204： 通过三区域交直流互联系统， 分析不同转动惯量下对薄弱断面输电能力的影 响； 0106 由上述两机互联等值系统的等效电路可知， 若假设换相失败结束后送端机组在发 电机励磁调节作用下能够保持系统A的电压Us恒定； 由于系统B的系统短路容量足够大， 扰 动过程亦可假设系统B的电压Ug恒定； 机械注入功率Pm恒定。 0107 为了分析各区域发电机转动惯量对输电能力的影响机理， 可通过等面积法则分析 两机互联等值系统， 若系统A故障期间送端系统积聚的加速能量小于故障清除后系统。

33、A所能 提供的减速能量， 则系统A保持稳定； 反之系统A失去稳定。 对于系统A的等值发电机转子运 动方程如式(9)所示： 0108 0109 式中， 和0分别为发电机转速和额定转速。 在换相失败期间， 直流功率PDC降为 零， 由式(3)和式(9)可推出故障清除时刻tc送端发电机转速c和故障切除时刻发电机功角 c， 如下式： 0110 c0+(Pm1-PAB-PL1)tc/M1 (10) 0111 0112 可见发电机受扰动后最大摆角与转动惯量成反比。 而在故障期间， 不平衡能量使 系统A的发电机加速， 加速面积如式(12)所示， 发电机加速面积Ac与发电机组转动惯量M成 反比。 0113 0。

34、114 式中： 为联络线两端相角差， c为故障切除时刻发电机功角， 0为初始时刻发电机 功角。 0115 故障清除后， 发电机电磁功率大于机械功率， 发电机转子减速， 由于惯性作用， 发 电机功角继续增大直到发电机角速度降至同步转速。 发电机最大减速面积Ad如式(13)所 示： 说明书 7/11 页 9 CN 109802450 A 9 0116 0117 其中： 0118 0119 0120 式中： u为不稳定平衡点， Ug、 Us分别为联络线送受端母线电压， X为交流联络线总 电抗值。 0121 以转动惯量作为变化量， 其他量均维持不变的条件下， 减速能量分量Ad2为恒定值， 减速能量分量。

35、Ad1则取决于故障切除时刻对应的 c。 0122 0123 由式(16)可知， 导数小于零， 减小 c可以增大减速面积。 由式(11)可知， 增加发电 机转动惯量可减小故障清除时刻功角摆幅， 进而增大故障清除后的减速面积， 增加系统A的 稳定性。 0124 系统B转动惯量对系统B稳定性影响的规律与系统A相同。 即增加系统B的发电机转 动惯量， 发电机受扰动后最大摆角降低， 发电机加速面积减小， 减速面积增大， 系统B的稳定 性提高。 但由于故障从系统A传递至系统B的过程中， 系统A机组加速后， 系统B机组摆角减小 会使得联络线首末端的相角差增大， 联络线的稳定性降低， 进而降低联络断面的输电能。

36、力。 0125 205： 通过分析发电机旋转备用、 直流功率扰动量及发电机转动惯量三种因素对薄 弱断面输电能力的影响机理， 得到提高交流系统联络线输电能力的方法。 0126 即， 增加输电断面送端机群的转动惯量， 可提高交流系统联络线输电能力， 增加输 电断面受端转动惯量， 会导致交流系统联络线的输电能力降低。 0127 区域电网预留旋转备用可以提高交流联络线的输电能力， 在弱交流系统(本领域 技术人员所公知的技术术语， 本发明实施例对此不做赘述)预留旋转备用有助于输电能力 的提高。 0128 直流功率水平的降低， 交流系统渝鄂断面以及特高压长南线功率波动水平减小， 联络线输电能力提高。 01。

37、29 综上所述， 本发明实施例通过上述步骤201-步骤205以三区域交直流互联系统为 例， 分析了发电机旋转备用、 直流功率扰动量及发电机转动惯量三种因素对薄弱断面输电 能力的影响机理， 满足了实际应用中的多种需要。 0130 实施例3 0131 下面结合具体的实验数据、 表1-表4对实施例1和2中的方案进行可行性验证， 详见 下文描述： 说明书 8/11 页 10 CN 109802450 A 10 0132 由图5可知， 各区域的联接方式为： 川渝断面由四回500kV联络线(黄岩-万县、 洪 沟-板桥)组成； 西南、 华中电网通过四回500kV线路联络线(九盘-龙泉、 张家坝-恩施)互联；。

38、 华中、 华北电网通过特高压联络线(长南线)互联； 西南电网通过复奉(川复龙-沪奉贤)、 锦 苏(川锦屏-苏同里)和宾金(川双龙-浙金华)三回800kV特高压直流向华东电网送电。 0133 一、 转动惯量对输电能力的影响 0134 通过川渝、 华中电网不同转动惯量下渝鄂断面输电能力的变化情况， 分析转动惯 量对输电能力的影响。 故障类型为三大直流(复奉、 锦苏和宾金)同时发生相继两次换相失 败， 在三大直流同时相继两次换相失败后， 暂态不平衡能量首先加速川渝机组， 然后通过渝 鄂断面加速华中机组， 最后通过长南线加速华北机组。 0135 潮流方式1： 长南线南送1000MW， 鄂豫断面南送25。

39、00MW， 三大直流满送2.16万MW， 渝 鄂断面输电能力的变化情况如表1所示。 0136 表1川渝和华中电网不同转动惯量对输电能力影响 0137 0138 由表1可知： 川渝、 华中为初始转动惯量下渝鄂断面的输电能力为2450MW， 在华中 电网转动惯量不变的情况下， 随着川渝转动惯量的下降， 川渝电网机群与华中电网机群振 荡的功角差变大， 渝鄂断面的输电能力也随之下降， 当川渝转动惯量降低到初值的0.7倍 时， 渝鄂转动惯量为795MW。 0139 在川渝转动惯量不变的情况下， 随着华中转动惯量的下降， 华中电网机组加速变 快， 川渝电网机群与华中电网机群振荡的功角差变小， 渝鄂断面的输。

40、电能力也随之上升， 当 华中转动惯量降低到初值的0.7倍时， 渝鄂转动惯量为2690MW， 上升幅度在每档260MW左右。 0140 潮流方式2:渝鄂断面(渝送鄂)1400MW， 鄂豫断面南送5700MW， 在三大直流同时相 继两次换相失败故障校核下， 计算华中-华北电网特高压交流联络线输电能力， 长南线输电 能力的变化情况如表2所示。 0141 表2华北和华中电网不同转动惯量对输电能力的影响 0142 0143 由表2可知： 华北、 华中为初始转动惯量下长南线的输电能力为3840MW， 在华中转 说明书 9/11 页 11 CN 109802450 A 11 动惯量不变的情况下， 华北电网转。

41、动惯量下调至初始值0.5倍时， 长南线南送输电能力降至 2350MW。 在华北转动惯量不变的情况下， 华中电网转动惯量下调至0.5倍时， 长南线南送输 电能力有所提升。 0144 可见， 在川渝电网和华中电网转动变量变化相同的情况下， 川渝电网转动惯量变 化对渝鄂断面的输电能力的影响较大， 渝鄂断面的输电能力会随着川渝电网转动惯量的减 少而下降， 随着华中电网转动惯量的减少而上升； 在华中电网和华北电网转动变量变化相 同的情况下， 华北电网转动惯量变化对长南线输电能力的影响较大， 长南线断面的输电能 力会随着华北电网转动惯量的减少而下降， 随着华中电网转动惯量的减少而上升。 0145 二、 发。

42、电机旋转备用对输电能力的影响 0146 在区域电网转动惯量不变的情况下， 分析各区域电网有、 无预留旋转备用对渝鄂 断面输电能力的影响。 潮流方式为渝鄂断面(渝送鄂)900MW， 鄂豫断面南送5700MW， 三大直 流满送。 在三大直流同时发生相继两次换相失败故障校核下， 通过川渝机组的开机容量确 定预留旋转备用1000MW。 0147 首先， 为了分析旋转备用对渝鄂断面输电能力的影响， 设置以下几种计算方式： (1)各区域电网均无预留旋转备用； (2)西南电网在四川预留旋转备用500MW， 重庆预留旋转 备用500MW， 为保证西南电网转动惯量不发生变化， 将四川电网转动惯量改为初始的0.9。

43、8 倍， 重庆电网转动惯量改为初始的0.9倍； (3)华中电网在河南电网预留旋转备用1000MW， 为 保证华中电网转动惯量不发生变化， 将河南电网转动惯量改为初始的0.97倍， 旋转备用变 化对渝鄂断面输电能力的影响如表3所示。 0148 表3不同旋转备用开机位置对应的渝鄂断面输电能力 0149 0150 由表3可知： 当各区域电网均不留旋转备用时， 渝鄂断面的输电能力为1050MW； 当 西南电网预留旋转备用1000MW时， 渝鄂断面输电能力为1650MW， 较不留旋转备用的输电能 力提高600MW； 当华中(河南)电网预留旋转备用1000MW时， 渝鄂断面输电能力为1100MW， 较 不。

44、留旋转备用运行方式输电能力略有提升。 0151 然后， 为了分析旋转备用对长南线输电能力的影响， 设置计算方式分别为： (1)西 南电网在四川预留旋转备用500MW， 重庆预留旋转备用500MW， 为保证西南电网转动惯量不 发生变化， 将四川电网转动惯量改为初始的0.98倍， 重庆电网转动惯量改为初始的0.9倍； (2)华中电网在河南电网预留旋转备用1000MW， 为保证华中电网转动惯量不发生变化， 将河 南电网转动惯量改为初始的0.97倍。 长南线输电能力变化情况见表4。 0152 表4不同旋转备用开机位置对应的长南线输电能力 0153 0154 由表4可知： 在西南、 华中电网发电机旋转备。

45、用量相同的情况下， 华中(河南)与西 说明书 10/11 页 12 CN 109802450 A 12 南电网预留旋转备用相比， 长南线的输电能力下降450MW。 0155 通过预留旋转备用的分析可知， 预留旋转备用有助于提高输电断面的输电能力， 在西南电网预留旋转备用有助于大幅度提升渝鄂断面的输电能力， 同样在西南电网预留旋 转备用更有助于提高长南线的输电能力。 0156 三、 不同直流扰动量对输电能力的影响 0157 在相同故障情况下， 分析三大直流不同功率水平对输电能力的影响， 潮流方式为 渝鄂断面外送2800MW， 长南线南送3000MW， 由于宾金、 复奉以及锦苏特高压直流换相失败对。

46、 交流薄弱断面的冲击主要受直流发生换相失败的功率水平决定， 直流发生换相失败时功率 运行水平越高， 对鄂断面以及长南线的冲击越大。 0158 为了更加直观分析不同直流功率量对输电能力的影响， 在三大直流同时相继两次 换相失败时， 分析渝鄂断面以及长南线的功率波动影响如图6、 图7所示。 0159 由图6和图7可知， 直流功率量为50时， 张家坝-恩施功率曲线的波动峰值为 1750MW， 长南线功率曲线的波动峰值为4300MW， 随着直流功率水平增加功率波动加剧， 当直 流功率水平为75时， 张家坝-恩施功率曲线接近临界值2300MW， 长南线功率曲线也接近临 界值6050MW， 如果直流功率水。

47、平继续增加， 薄弱断面张家坝-恩施和长南线将解列。 可见随 着直流功率水平的降低， 交流系统渝鄂断面以及特高压长南线功率波动水平不断减小， 输 电能力有所提高。 0160 本方法研究了多回特高压直流换相失败下提高交流系统联络线输电能力的方法， 得到以下的主要结论： 0161 (1)在多回直流换相失败条件下， 增加输电断面送端机群的转动惯量， 可提高交流 系统联络线输电能力， 增加输电断面受端转动惯量， 会导致交流系统联络线的输电能力降 低。 0162 (2)在西南电网或华中电网预留发电机旋转备用， 断面输电能力均有所提升。 两区 域预留旋转备用量相同时， 西南电网预留旋转备用时长南线输电能力升。

48、高450MW， 渝鄂断面 输电能力升高550MW， 可知区域电网预留旋转备用可以提高交流联络线的输电能力， 在弱交 流系统预留旋转备用有助于输电能力的提高。 0163 (3)三大直流功率运行水平调整量为100， 75以及50时， 随着直流功率水平 的降低， 交流系统渝鄂断面以及特高压长南线功率波动水平不断减小， 联络线输电能力有 所提高。 0164 综上所述， 本方法以三区域交直流互联系统为例， 分析了发电机旋转备用、 直流功 率扰动量及发电机转动惯量三种因素对薄弱断面输电能力的影响机理， 满足了实际应用中 的多种需要。 0165 本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外， 其他器件的型号。

49、不做限制， 只要能完成上述功能的器件均可。 0166 本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图， 上述本发明实施例 序号仅仅为了描述， 不代表实施例的优劣。 0167 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和 原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 11/11 页 13 CN 109802450 A 13 图1 图2 图3 说明书附图 1/4 页 14 CN 109802450 A 14 图4 图5 说明书附图 2/4 页 15 CN 109802450 A 15 图6 说明书附图 3/4 页 16 CN 109802450 A 16 图7 说明书附图 4/4 页 17 CN 109802450 A 17 。