海上油田群柔性直流输电系统稳定性研究.pdf

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1、第30卷第3期中国海洋平台V01．30No。32015年06月CHINA0FFSHOREPLATFORMJun．，2015文章编号：1001-4500(2015)03—0054—07海上油田群柔性直流输电系统稳定性研究刘国锋，(中海油研究总院魏澈北京100028)摘要：该文将柔性直流输电系统应用于海上油田群孤立电网中，结合海上电网为孤立配电网络且电动机负载比例高等特点，采用电力系统分析软件PSCAD仿真分析了送端交流系统故障、受端交流系统故障、单回直流故障闭锁和大型电动机启动等故障和扰动的动态特性。仿真结果表明，海上油田群柔性直流输电系统中需提高装置的低电压穿越

2、能力，减少故障闭锁时间并配置必要的快速无功补偿设备，以保障电网稳定性。关键词：海上油田群；柔性直流输电；稳定性；孤立电网；PSCAD中图分类号：TE53文献标识码：ASimulationAnalysisOnStabilityofVSC—HVDCTransmissionSystemforOffshoreOilFieldsLIUGuo—feng，WEIChe(CNOOCResearchInstitute，Beijing100028，China)Abstract：ThispaperpresentstheapplicationofVSC-HVDCtransmission

3、systemtoiso—latedoffshoreoilfieldpowergrid．Characteristicsofoffshorepowergridsuchasisolatedpow—erdistributionnetworkandhighloadratioofmotorsarethoroughlyconsidered。SimulationbasedonPSCADiSemployedtoanalyzetheeffectsoffaultsanddisturbanceslikefaultofsendingandreceivingendofACsystem，si

4、ngleDCloopfaultlockoutandlargemotorstartingete．Simulationresultsshowthatthelowvoltageride—throughabilityofflexibleDCtransmis—sionsysteminoffshoreoilfieldneedstobeenhanced，thusreducingfaultlockouttime．Therightrapidreactive——loadcompensationequipmentisrequiredtoguaranteethepowergridsta

5、——bility．Keywords：offshoreoilfields；VSC—HVDC；stability；isolatedpowergrid；PSCAD0引言目前国内外海上油田电网多以自发电为主，通常由布置在海洋平台上的一座或几座电站通过海底电缆为周边海上石油平台供电，该电网是典型的集发、输、配、用为一体的孤立电网。随着海上油田的滚动开发，油田群电网的规模日益扩大，最大电网中发电机组台数已达到17台，电站燃料气紧张、35kV电压等级经济输电半径、用电成本等问题已显现，并将长期困扰和约束油田的开发。柔性直流输电作为新一代直流输电技术，克服了交流输电和传统直流输

6、电的缺点，集合了全控型开关器件和高频PWM调制技术的优点，适用于向海上油田群类似的孤立电网输电。2005年挪威泰瑞尔柔性直流收稿日期：2015—02—02作者简介：刘国锋(1981一)，男，工程师。第3期刘国锋，等海上油田群柔性直流输电系统稳定性研究输电工程(TrollA)是世界上第一个从大陆向海上平台提供电能的柔性直流输电系统[1]。目前国内中海油文昌项目已有小容量海上油田群间直流输电案例。对于柔性直流输电系统的安全稳定性分析，许多学者进行了相应的研究口-4]。该文对某海上油田群电网发电机组采用柔性直流输电技术进行介绍。利用仿真软件PSCAD建立柔性直流输电系

7、统的等效电磁暂态仿真模型，分别从送端交流系统故障、受端交流系统故障、单回直流故障闭锁和大型电动机启动故障等方面来进行系统的稳定性分析，最后提出了改善电网稳定性的措施和建议。1海上油田群柔性直流输电系统结构海上油田群柔性直流输电系统主要由送端换流站、直流海底电缆、受端换流站、35kV交流海底电缆和各个海上平台用户组成，系统结构如图1所示。该系统送端交流侧电压等级为220kV，通过换流器得到±80kV的直流电，经过约72km的直流海底电缆输送至海上受端换流站。受端换流站逆变为交流35kV后通过平台间交流海底电缆为各用电平台供电。送端换流站怠心．^图例⑤换流站暇海洋平

8、台⋯直流海底电缆——交流