摘要:为适应安全稳定特性变化后的新型电力系统控制保护要求,电力系统三道防线的相关技术亟需不断创新。提升安全稳定防御体系的适应性,保障新型电力系统的安全稳定运行,是一个宏大且复杂的综合课题,解决这个问题并不能一蹴而就,需循序渐进地逐步研究、改进和完善。
来源:输配电网 作者:王莉 广东电网有限责任公司广州供电局
1 传统电力系统三道防线面临的挑战
随着国家“3060”目标不断推进,我国将逐步建设以新能源为主体的新型电力系统。在此背景下,新能源高占比、交直流紧密耦合,电力系统大扰动特性发生显著变化,传统三道防线面临较大挑战,主要包括:
(1)构成第一道防线的继电保护存在选择性、灵敏性不足等问题。电网发生故障时,风电、光伏等新能源表现出的特征与常规水、火电机组有明显差别,如无电压源特性、故障电流幅值相对较小等,使得现有继电保护在快速准确判断故障位置等方面存在较大困难;
(2)构成第二道防线的切机、切负荷等紧急控制措施可能无法达到预期控制目标。例如直流换相失败等故障或大扰动,具有冲击性或者暂时性特征,新型电力系统中继续采用常规的切机、切负荷等稳定控制技术,被控对象无法在短时内恢复以应对暂时性扰动,并且控制对象被切除后电力系统电压和频率存在进一步恶化可能;
(3)构成第三道防线的频率电压紧急控制措施,常规的系统分析方法所确定的控制判据和控制量存在不适配新型电力系统的问题。在频率、电压等不同稳定问题交互严重影响的情况下,如何制定合理的判据,并采取合适的控制量也将是一个挑战。
2 夯实新型电力系统三道防线的思路
从体系上分析,电力系统三道防线采用先隔离自身故障(第一道防线),再控制故障影响程度和范围(第二、三道防线)的原则;在控制故障影响方面,又采取了先针对性的主动控制(第二道防线),再应用广泛性的被动控制(第三道防线)的原则。该体系具有相当的普适性,应继续沿用该体系,针对性地采用适应新型电力系统特性的控制保护技术,进一步夯实电力系统三道防线,主要思路包括:
1)针对第一道防线,应研究新的故障判别技术,特别是不依赖于电源特性的故障分析方法及判别技术,实现故障特征变化情况下对故障元件的准确快速隔离,必要时可以适当引入外部信息或与部分控制进行融合;