500kV统一潮流控制器在苏州南部电网的工程应用

(4)控制保护系统。500 kV UPFC控制保护系统的难点主要有：换流器的多目标协调控制、换流器的平滑启动和停运控制、换流器低调制比运行控制、并联换流器在故障穿越控制和串联侧换流器的故障重启控制、系统调度和运行策略等。在南京西环网UPFC工程经验[14-16]的基础上进一步研究500 kV UPFC控制保护系统技术，针对500 kV UPFC的系统结构的特点以及系统的控制目标，可以得到控制保护装置的配置和上层的控制策略。

2.4 UPFC工程投资成本

苏州南部500 kV UPFC示范工程建设规模如下。

(1)500 kV UPFC配电装置部分：采用3/2接线，500 kV出线7回(至同里变2回、梅里变2回、木渎变3回)。

(2)500 kV UPFC成套设备部分：建设换流器3台，容量3×250 MV˙A;配套建设500 kV联结变压器3台，容量3×300 MV˙A;500 kV断路器5台;±90 kV直流场设备。

(3)500 kV线路部分：同里变—木渎变双线、梅里变—木渎变双线的木渎变电站侧均改接至500 kV UPFC配电装置，新建线路长度约1 km。

(4)配套木渎变、梅里变等500 kV变电站间隔(保护)改造及光通信工程。

苏州南部500 kV UPFC工程投资估算如表1所示，由表1中数据可以看出，苏州南部500 kV UPFC工程总投资约为9.3亿元。

3 技术经济比较

与新增输电通道的方案相比，装设UPFC的方案在满足输电能力需求的前提下，其优势如下：(1)不增加短路电流，避免了系统短路电流越限的问题;(2)能够减少锦苏直流换相失败风险;(3)工程实施具备可行性;(4)投资上优势显著(较新增输电通道减少5.7亿元)。因此，最终选定在木渎变装设UPFC的方案。

苏州南部电网500 kV UPFC示范工程于2016年11月正式开工建设，2017年年底建成投运后，使电网潮流由自然分布转变为智能化灵活控制，在不新建输电通道的前提下，有效解决苏州南部500 kV电网发展中存在的问题，提升苏州南部电网输电能力和安全稳定水平，提高500 kV电网对特高压交直流电网的承接能力和支撑作用。同时，苏州南部电网500 kV UPFC示范工程建成后将成为世界上电压等级最高、容量最大的UPFC工程，将显著提高电网的整体科技含量，对柔性交流输电技术在更高电压等级的应用和推广，能起到很好的示范作用。

4 结语

苏州南部500 kV电网存在直流小方式下供电能力受限、无功支撑不足、直流换相失败风险大及直流双极闭锁后应急拉限电多等问题。对于上述问题，采用常规的线路增容、新增输电通道等方案实施难度较大，技术经济不合理。同时，苏州南部500 kV电网结构在规划期内保持稳定，其影响潮流分布的主要因素—锦苏直流运行方式的季节性变化长期存在。因此，苏州南部电网是应用UPFC等柔性输电技术比较理想的场合。考虑到该地区同时存在潮流控制及无功电压问题，最终决定应用具有潮流和无功电压综合调节能力的UPFC来解决上述问题。

在苏州南部500 kV电网中应用UPFC能够较好地解决苏州南部电网中存在的问题，与常规方案相比，具有较好的经济效益和社会效益。苏州南部电网500 kV UPFC示范工程对于苏州进一步拓展发展空间、节约土地资源、加强电网安全运行具有十分重要的意义。同时，苏州南部UPFC工程的建成投产对在更高电压等级应用UPFC具有示范作用，对柔性交流输电技术在更高电压等级的应用和推广具有积极的意义。

作者：杨林 , 蔡晖 , 汪惟源 , 宋鹏程 , 徐政 , 陈刚 , 窦飞

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