受端系統是電力系統的一個組成部分。是以集中負荷地區為中心，包括區內和近鄰的電廠在內，用較密集的網路將樞紐變電所和這些電源連線在一起，以接受外部及遠方電源輸入的電力及電量的控制系統。高壓直流輸電受端電力系統會產生逆變不穩定現象，該現象多發生在受端系統負荷最大期間，可見，系統負荷可能對直流輸電的運行產生某種影響。
基本介紹
- 中文名：受端系統
- 外文名：By the end system
- 學科：電力工程
- 領域：能源
- 範圍：電力系統
- 釋義：電力系統的一個組成部分
簡介,系統負荷增大使系統短路容量下降,無功補償方法對增大換流容量的作用,地區負載對受端系統的影響,電網防禦受端電壓穩定問題的綜合解決方案,總結,
簡介
高壓直流輸電受端電力系統會產生逆變不穩定現象，該現象多發生在受端系統負荷最大期間，可見，系統負荷可能對直流輸電的運行產生某種影響。
高壓直流輸電(HVDC)受端系統發現的問題主要是在運行中產生的，當直流輸電容量大，且系統的地區負荷在峰值附近時，會產生換相失敗，或產生直流的後續振盪，尤其在高負荷期間，即使系統出現幅值不大的小擾動，都會引起系統的換相失敗。
系統負荷增大使系統短路容量下降
直流輸電系統的受端是逆變器，將直流轉換為交流，與系統電源共同供電。換流必須由系統提供換相電流，也就是短路電流，這種瞬時短路電流的大小決定逆變器換流的性能。一般的概念是某處的短路容量決定於系統串聯阻抗和運行著的發電機容量。當直流輸電的傳輸容量增加到某一值，系統短路電流提供的換相能力不能滿足要求，或裕度不足，換相將失敗；隨後引起直流系統在其自振頻率附近振盪，引起控制保護動作。
由於受端交流系統負荷猛漲，直流輸電的容量也一直增加，在負荷最高時，容易產生換相失敗和系統搖擺，這一現象令人聯想到系統短路電流是否會受到交流系統負荷的影響，經過初步研究，認為系統短路容量與系統負荷有關。
無功補償方法對增大換流容量的作用
容性負荷增加會增大換相電流。在用電容器作為主要的無功補償手段的情況下，電容電抗將與換流電抗形成並聯諧振，使並聯電路中電流值放大。可以推想，在逆變器側變壓器前串聯電容器以降低換流阻抗，應能改善地區大負載下的換流過程。
在直流輸電的受端，逆變所需要的無功補償電容器以及交流側(網側)濾波器所用的並聯電容器，是與換流變阻抗並聯；由於它的運行是相對固定的，即可不隨地區負載變化而改變補償電容量，因此，這些並聯電容器對支持大負荷下的換流作用是不大的。如果電容容量能隨地區負載的增減而變化，可望獲得良好的諧振條件，並可明顯提高大負載下的換流能力，而靜止無功補償器SVC就具備這個能力。
無功補償電容不可能過量使用，因為過多的電容電流會使系統電壓過高。為了使負荷中心電壓維持在正常水平，電容器的容量可限制在總功率因數的滯後範圍，而增大換相電流必須使整個地區負荷包括電容補償，呈超前功率因數。
換相電流的增大，可以認為系統局部短路容量增大，但在電容電感並聯電路外面，電流並沒有增加。
地區負載對受端系統的影響
地區負載會影響系統短路電流，也就是在受端負載增大時換相電流會減小。因此在受端系統負載過大的情況下會出現直流輸電逆變不穩定現象。
如果地區負荷增大很大又呈現容性，可能發生2種情況：
1)系統不調壓，在負荷出現大容性電流時，系統會發生短路電流增大現象；
2)若系統通過發電機勵磁來調節負荷中的電壓，因容性負荷提升電壓，而勵磁使電壓下調，形成容性負荷時短路電流下降。
用對稱分量法進行兩端電源的系統計算，考慮到換相過程中，會出現短時的兩線間短路，在負載很大又呈容性時，就會產生明顯的短路電流增大現象。並聯電容器可以增大諧振並聯電路的電流，但不能增大系統的短路容量；又由於系統電壓的限制，不可能超範圍增多。因此，用串聯電容補償換相電抗不失為一種用來增大換相電流的方法。
計算短路電流過程中，檢驗了電容器對系統短路容量的作用。電容器補償可以和短路支路的電感產生諧振作用，使有電容和沒有電容補償2種情況下，短路(換相)電流有明顯差別。如果SVC按電壓調節斜率阻抗，它對短路電流會有更明顯的增大效應。因此可以認為電容器組和SVC，包括TCR，TSC和濾波器，僅增大系統局部的短路容量，至於無功發生器STATCOM，由於不能和電容器等值，所以與電容或SVC 情況並不相同。受端系統在大負荷時會影響直流輸電傳輸容量，這應在電網規劃、設計和運行中注意。
電網防禦受端電壓穩定問題的綜合解決方案
根據前述分析結果，提出電網防禦受端電壓穩定問題的綜合解決方案如下：
1)從分層分區的角度出發，在發電、電網和負荷側均應考慮配置適當的動態無功，並採用適當措施予以調用：發電側主要是採用負調差或PSVR方式提高故障情況下提供動態無功的能力；電網側主要是合理安排運行方式、採用STATCOM 或SVC、快速投入換流站和變電站的備用無功小組，以及採取安穩集中切負荷措施；負荷側主要採取DSTAT—COM 或SVC和低壓減載措施。
2)從三道防線的角度出發：第一道防線方面，主要是發電機採取負調差或PSVR，做好運行方式安排、配置STATCOM 和DSTATCOM 或SVC、配置AVC和VQC；第二道防線方面，採用快速投入換流站和變電站的備用無功小組，並考慮適當分輪次投人，採取安穩集中切負荷措施；第三道防線方面，採用低壓減載措施，並考慮第二道防線和第三道防線間的協調配合。
總結
對電網受端系統動態無功綜合調用技術進行了研究，提出了動態無功配置與調用也應該分層分區的理念，在發電、電網和負荷側均應考慮配置適當的動態無功，並採用適當措施予以調用。從動態無功分層分區和電網三道防線的框架出發，提出了南方電網防禦受端電壓穩定問題的綜合解決方案。
提高系統電壓、發電機採用負調差、快速投入變電站電容器等多項措施已在南方電網生產運行中得到套用，為綜合利用系統動態無功資源，提高南方電網受端動態無功支持能力，確保電網安全穩定運行，發揮了積極的作用。
