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大容量SVG可靠并网与提升绿色电能消纳关键技术及工程应用大容量SVG可靠并网与提升绿色电能消纳关键技术及工程应用，由于我国水电、新能源等绿色电源与负荷中心分布不均，要实现电力供需平衡，必须提升特高压远距离及跨省跨区输电能力，以此来加强不同区域电网之间的互供和电力支援力度。

一、背景

1.技术应用所属行业特点、机遇与挑战

由于我国水电、新能源等绿色电源与负荷中心分布不均，要实现电力供需平衡，必须提升特高压远距离及跨省跨区输电能力，以此来加强不同区域电网之间的互供和电力支援力度。然而，绿色电能通过远距离传输至负荷中心，源侧功率随气候及季节波动性较强，需要进行动态无功电压调节；另外，受网架结构影响，部分省间输电断面电压稳定水平较低，在突发干扰情况下，会引发低电压甚至电压崩溃，导致省间断面输电能力受限，严重制约绿色电能消纳。

2.技术应用所解决的行业难点、热点问题，必要性及重要意义

解决绿色电能消纳过程中，远距离传输电压波动及省间断面电压稳定问题的有效解决手段是在电网关键节点加装大容量静止无功发生器，它具有响应迅速，输出不受电网环境影响、控制平滑连续等特点。然而，大容量SVG在提升绿色电能消纳方面存在诸多技术难题：（1）大容量SVG模块数多，各子模块需要正常运行并相互协作，任何一个部件失效必将影响整个系统的正常工作，运行可靠性不高。（2）新型电力系统稳、暂态运行工况复杂，对SVG并网响应特性、控制精度、补偿容量等提出了更高要求，大容量SVG并网适应性有待提升。（3）新型电力系统交直流混联，电气特性耦合性强，如何准确辨识输电通道最薄弱环节，并通过最优的SVG控制策略实现薄弱环节的增强，进而提升断面输电能力较为困难。（4）绿色电能及电网负荷存在一定的间歇性和波动性，同时购电决策需要考虑绿电消纳、购电通道、购电成本等诸多因素，给最优外购电方案制定带来巨大挑战。

二、应用案例

1.项目概述

本项目对新型大容量SVG提升电网绿色能源消纳能力关键技术开展了系统、深入的研究，提升大容量SVG运行可靠性，开发及时纠错功能，减少大容量SVG故障率，并缩短其故障定位、处理时间；提升大容量SVG并网适应性，保障其阀侧电压稳定可控，提升暂态响应能力，解决多台SVG并联运行协调控制技术难题，提高补偿精度；研究大容量SVG提升省间通道输电能力技术，辨识跨区输电断面薄弱环节，通过工程应用实现基于SVG的电网暂稳态电压支撑，提高断面输电能力；发挥大容量SVG动态无功调节功能，提升电网外购电能力，并制定计及绿电消纳的跨省优化购电方案，提高外购绿色电能比例，大幅促进绿色电能消纳。

2. 主要效益

直接经济效益

项目研究成果已在川渝、西北及江苏等地得到推广应用，累计促进绿色电能消纳42.16亿千瓦时，节省购电成本及促进发电收益超过2.16亿元；等效减耗标煤133.22万吨，减排CO2346.37万吨，取得了显著的经济效益。

社会效益与间接经济效益

社会效益

在当前“双碳”背景下，推动电力行业节能减排、提高绿色电能消纳，是改善能源结构，保障能源安全，推进生态文明建设的重要举措。本项目本研究了大容量SVG可靠运行及提升电网绿色能源消纳能力关键技术，并进行了工程推广应用，社会效益显著。

（1）坚持绿色发展理念，提高重庆绿色能源的消纳能力，助力电力系统提前实现“碳达峰”，推动地区能源消费向着绿色、低碳方向不断发展。

（2）加强川渝电网互联，促进川渝电网一体化发展，服务成渝地区双城经济圈建设，促进西部地区经济社会发展。

（3）提升川渝断面电力传输限额，打开西南水电输送瓶颈，助力贯通川渝绿色能源动脉，促进川渝地区自然资源向经济能源转化。

（4）优化电力公司购电结构及方案，降低购电风险，全力拓宽低价、绿色能源消纳空间，节省购电费用，降低企业用电成本。

（5）提升电网稳、暂态电压调控能力，保障直流输电及新能源场站安全稳定运行，助力以新能源为主的新型电力系统建设。

三、技术要点

提出基于动态载波偏置分配的多载波调制方法，发明多子模块的SVG故障快速诊断技术，独创紧凑化框架式结构，提高子模块均压能力及绝缘性能，实时准确定位并快速隔离故障，提升大容量SVG工程运行可靠性。

提出多台大容量SVG并联运行主从控制策略，发明基于电网电压切换的SVG前馈控制及网侧与阀侧电压协调控制方法，保障多台SVG高效并联运行，提升暂态响应能力及阀侧电压稳定性，增强大容量SVG的并网适应性。

发明基于潮流介数和受扰轨迹的电网稳态和暂态电压薄弱节点识别方法，提出SVG稳态双目标电压协调控制及暂态电压紧急追加控制策略，保障电网多时间尺度电压稳定性，显著提升省间通道输电能力和绿色电能消纳空间。

提出考虑大容量SVG动态电压调节的电网外购绿色电能提升方法，构建计及绿色电能消纳的中长期购电优化策略，制定多目标小时级月度购电模型并实现高效求解，降低购电费用及风险，大幅促进绿色电能消纳。

四、应用前景

项目研究成果主要分为四个方面：①大容量SVG运行可靠性提升技术；②大容量SVG并网适应性提升技术；③大容量SVG提升省间通道输电能力；④计及SVG和通道限额的跨省绿色购电优化技术。上述技术自2017年起在重庆、四川、江苏以及西北等地得到推广应用，效果显著。