交直流电网电压稳定评估方法

摘要：我国交直流输电技术起步晚，但相较很多国家，发展速度名列前茅，在技术方面也有很大的突破。目前很多国家都出现过因为电压崩溃，给国家经济造成重大损失的情况，因此，电压稳定受到越来越多人的关注。现实中时有发生的交直流电网电压失稳情况，事故的不可预测和干扰性，给交直流电网电压稳定性提出了更高要求。交直流电网能够高水平完成配输电任务，最重要的就是电压水平保持稳定。 电力作为人们日常生活不可或缺的一部分，一旦出现问题，会造成不可估量的影响。高度重视电网电压的稳定性，确保用电安全，投入大量精力、人力和无力，是亟待解决处理的重大问题。 关键词：交直流；电压稳定；评估方法

HVDC既高压直流输电在整个线路中能够很好地降低损耗，运输功率也较大，高压直流输电优势居多，并且HVDC覆盖面越来越广，但是在运输过程中，仍然会存在一些问题。在交直流电网中，为降低损耗，避免安全事故，保持电压的稳定态势至关重要。在关注交直流电网电压稳定水平的时候，要注意直流电与交流电互联时遇到的各种问题，二者互联加大了动态过程的复杂程度。出现故障时，直流输电系统如果出现换相失败的故障，交流系统就会无功消耗过大，导致电压不稳定。对此，应给予更高的关注度。

1目前交直流电网电压稳定问题研究情况

随着经济的发展，我国出现了更多远距离输电模式，例如我国现行的“西电东送”。远距离，大功率输电模式对电压稳定提出了更高的要求。电压稳定也一直都是电力行业重点研究的问题，国内外很多工作者和研究人员都从直流系统、无功电压等很多方面进行了深入研究。很多专家都给出了关于电压稳定的含义：电力系统电压的稳定性体现在不管系统受到怎样的干扰，都有能力恢复到稳定电压。高压直流输电降低损耗，提高功率的同时，影响了系统电压的稳定性，一定程度上阻碍了系统的正常运行。目前静态的分析理论并不能很好地分析目前电压失稳的情况，静态分析法关注系统中的临界点，基于潮流方程。而潮流方程则是在系统运行稳定的前提下进行运算工作。但是随着一些不确定因素的增加，静态分析法相对落后，此时引人概率评估方法，可以更好地帮助分析 。交直流电网电压稳态动态分析中，同样存在一些问题，交直流系统模型建立过程较为复杂，需要综合各种因素，找到适合的模型。

电压失稳事故分类：第一，变压器无故跳闸等，这种情况电网并没有收到短路冲击，反而是电流转移到交流系统输送，降低了客户端电网的电压，造成电压失稳情况。第二，交流系统发生短路，而直流系统换相失败，导致电压失稳情况。通过观察交直流电网电压失稳的事故发生角度，发现交流系统与直流系统互相影响，二者共同作用于交直流电网电压。

发生电压失稳事故的原因：第一，随着时间的延长，许多发电设施和输电设备使用强度达到了极限，设备的老旧化会引起安全问题的重视。第二，随着经济的发展，供电情况得到改善。第三，人们越来越重视电压质量问题。第四，我国目前现有的应对电压崩溃等现象的解决能力不足。

我国现行的交直流电网情况更加复杂，处于活跃动态期间，一旦发生电压失稳情况，对于我国国民经济的影响会越来越大。然而电压稳定很多情况下无法提前预测，并且一旦发生很难挽回。因此，利用互联网技术，开发在线评估系统，对电压稳定研究具有重大意义。

2交直流电网电压稳定评估方法

2.1建立交直流电网电压稳定研究模型

首先，采用双馈入直流线路交直流电网模型研究电压的稳定性。当交流系统相对薄弱时，电压不稳定现象时有发生。 2.2电压稳定需要依靠合适的指标计算

电压稳定安全指标是为规划电力系统设计的。主要注意两个方面：一个是找到合适的安全指标，另一个是想办法找到精确快速的计算方法。目前运用到很多安全指标很难完全达到这两个目标，存在很多问题。例如，精确度不够，安全性缺乏，这些问题的存在要求不断发现安全指标，实现电压的稳定。 第一，交流系统

静态分析交流系统时可以采用短路比进行衡量，而动态分析交流系统时还需要通过系统的机械惯量去衡量。 第二，直流系统

通过建立控制模式与系统电压稳定之间的关系，直观反映系统电压稳定性受控制模式的影响。

第三，交直流电网系统

通过交流系统和直流系统互联，实现电压稳定。 2.3交直流电网电压稳定性分析

第一，进行灵敏度分析。灵敏度分析基于定性的物理概念，通过研究变量分析得出电压稳定指标。可以有效针对系统薄弱环节。潮流方程是进行灵敏度分析的公式基础，利用系统某些变量对电压稳定进行灵敏度分析。

第二，进一步加深对灵敏度的分析，解决浅层次灵敏度分析不能识别所有电压崩溃模式的问题。模式种类不多，有利于模式分析的开展。

第三，分析负荷裕度。找到电压崩溃点在此环节至关重要，按照一定功率，传输到电压崩溃点，确定负荷裕度。

评估方法确定：电压稳定属于电路中一个局部问题，确定交直流电网中弱节点是控制电压稳定很重要的一步。对交直流电网电压稳定分析应从整体和局部两方面进行分析。通过灵敏度分析，模式分析和裕度分析从整体上判断电压稳定性，通过计算分析相关参数找到系统中电压不稳定环节，从整体和局部两方面改善电压稳定情况。通过运用计算机技术和互联网大数据信息，建立在线评估系统，更好地发现电压崩溃点，及时采取措施应对，意义重大。 3总结

本文重点研究交直流电网电压稳定的评估方法，研究目的是保证电力输送系统的安全性，减少安全事故发生，促进高效率输送，减少损耗。为研究评估方法，联系直流电与交流电系统，通过建立模型、模型分析、确立结论等步骤，多角度分析得出了相应结论。希望通过本文的研究能够给交直流电网电压稳定评估方法的研究带来一定的参考作用。通过本文对交直流电网电压稳定的静态分析和动态分析，能够为在线评估系统的建立贡献力量。 参考文献

[1]周玮,姜汀,胡姝博等.基于两点估计法的交直流混合系统电压稳定概率评估[J].电力系统保护与控制,2015,43(5):8-13.

[2]谢珍建,王海潜,杨林等.特高压交直流背景下的江苏电网无功电压控制分析[J].华东电力,2014,42(7):1310-1315.

[3]《南方电网技术》杂志社.“交直流大电网稳定控制技术”专刊征稿启事[J].南方电网技术,2016,10(2):82-82.