新型電力系統(tǒng)背景下西部送端直流電網(wǎng)及系統(tǒng)運(yùn)行特性
李惠玲
（中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司，北京 100192）
摘要：新型電力系統(tǒng)背景下，未來中國(guó)面臨著遠(yuǎn)距離、大容量西電東送的重大需求?；谌嵝灾绷鞯膱F(tuán)塊狀互聯(lián)大型西部送端直流電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)西部風(fēng)、光、水、火等不同特性電源之間的互補(bǔ)調(diào)節(jié)，解決新能源出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性問題。在研究直流電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)模型、電磁暫態(tài)模型和協(xié)調(diào)控制策略的基礎(chǔ)上，構(gòu)建西部送端直流電網(wǎng)的仿真系統(tǒng)，分析西部送端直流電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性和暫態(tài)運(yùn)行特性，以及大規(guī)模新能源出力波動(dòng)對(duì)直流電網(wǎng)運(yùn)行的影響。結(jié)果表明，面對(duì)交直流故障擾動(dòng)引起的新能源換流站功率變化以及天氣原因引起的新能源出力波動(dòng)，西部送端直流電網(wǎng)換流站之間可以進(jìn)行功率協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)各類能源的緊急增援，降低擾動(dòng)影響。因此，構(gòu)建西部送端直流電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模新能源的遠(yuǎn)距離、安全穩(wěn)定傳輸。
引文信息
李惠玲. 新型電力系統(tǒng)背景下西部送端直流電網(wǎng)及系統(tǒng)運(yùn)行特性[J]. 中國(guó)電力, 2023, 56(8): 166-174.
LI Huiling. Sending-terminal dc power grid in western china and its operation characteristics in the context of new power system[J]. Electric Power, 2023, 56(8): 166-174.
引言
中國(guó)西部蘊(yùn)含著豐富的風(fēng)、光、水、火等資源[1-3]，而負(fù)荷中心則位于中東部地區(qū)、京津冀地區(qū)，以及珠三角等地區(qū)。為滿足日益增長(zhǎng)的用電需求，西電東送容量將保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。傳統(tǒng)交流電網(wǎng)難以解決西部大規(guī)模風(fēng)、光、水等可再生能源的匯集以及遠(yuǎn)距離傳輸?shù)入y題[4-6]。直流電網(wǎng)具有較好的電力平衡特性，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供了新的解決思路[5-8]。隨著直流電網(wǎng)核心裝備及關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，直流電網(wǎng)將在西部新能源外送中發(fā)揮重要作用[9-18]。
國(guó)內(nèi)柔性直流電網(wǎng)目前仍處于理論研究和小規(guī)模工程示范階段[19-23]。已投運(yùn)的±500 kV張北四端環(huán)形柔性直流電網(wǎng)工程[19-21]實(shí)現(xiàn)了10 GW級(jí)風(fēng)、光新能源的接入和外送，是世界上電壓等級(jí)最高、輸電容量最大、并網(wǎng)新能源最多的柔性直流電網(wǎng)工程。文獻(xiàn)[19]基于張北柔性直流電網(wǎng)示范工程，分析了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、主接線方式和設(shè)備配置方案，研究了直流電網(wǎng)低慣性弱阻尼特性，針對(duì)多電力電子設(shè)備協(xié)調(diào)配合難題和器件支撐能力不足的問題，提出了解決方案。文獻(xiàn)[22]結(jié)合全球能源互聯(lián)網(wǎng)中清潔能源并網(wǎng)和跨國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)特點(diǎn)，提出了直流電網(wǎng)在全球能源互聯(lián)網(wǎng)中的定位及應(yīng)用場(chǎng)景，并以中南半島為例設(shè)計(jì)了直流電網(wǎng)構(gòu)想方案。文獻(xiàn)[23]選取新疆東部、青海南部等具有代表性新能源基地，提出了基于柔性直流技術(shù)的直流組網(wǎng)方案，并對(duì)所提直流系統(tǒng)建立了仿真模型，對(duì)系統(tǒng)的潮流分布及轉(zhuǎn)移能力、故障穿越特性等進(jìn)行了初步仿真分析。以上研究均針對(duì)小型直流電網(wǎng)，為大型直流電網(wǎng)的研究奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。西部送端直流電網(wǎng)規(guī)模大、新能源容量高，其系統(tǒng)運(yùn)行特性和協(xié)調(diào)控制更為復(fù)雜，需要開展深入研究。
基于文獻(xiàn)[2]對(duì)中國(guó)能源的遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)結(jié)果，文獻(xiàn)[24]提出了多種西部送端直流電網(wǎng)組網(wǎng)方案，并根據(jù)可靠性、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)確定了最優(yōu)方案。本文在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)深化直流電網(wǎng)模型及控制策略研究，并構(gòu)建西部送端直流電網(wǎng)仿真系統(tǒng)，分析其穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)運(yùn)行特性。西部送端大型直流電網(wǎng)的運(yùn)行特性分析將有助于深入了解大型直流電網(wǎng)的運(yùn)行機(jī)理，保障西電東送的安全運(yùn)行。
1 西部送端直流電網(wǎng)
1.1 直流電網(wǎng)結(jié)構(gòu)
本文計(jì)算目標(biāo)年為2050年，研究邊界條件見文獻(xiàn)[24]。
依據(jù)西部送端電源特性和地理分布，本文構(gòu)建了西部送端直流電網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖1。西部送端直流電網(wǎng)包含119座直流換流站，其中火電電源23座、水電電源16座、風(fēng)電電源23座、光伏電源9座、直流負(fù)荷48個(gè)。換流站額定功率均為10 GW，直流電壓等級(jí)為±1000 kV。西部送端直流電網(wǎng)共劃分為7個(gè)直流子網(wǎng)，直流子網(wǎng)間有通道相連。
圖1 西部直流電網(wǎng)結(jié)構(gòu)
Fig.1 DC grid structure of western China
1.2 直流組網(wǎng)技術(shù)
西部送端直流電網(wǎng)主要面向匯集和輸送大型新能源基地的能源，無常規(guī)的水電或火電聯(lián)合打捆外送。由于沒有常規(guī)電源提供短路電流，傳統(tǒng)的電流源換流器直流輸電（line commutated converter based high voltage direct current，LCC-HVDC）無法穩(wěn)定運(yùn)行。近年來，基于電壓源換流器技術(shù)的柔性直流輸電（voltage source converter based high voltage direct current，VSC-HVDC）可與弱交流電網(wǎng)甚至無源網(wǎng)絡(luò)互連，具有較強(qiáng)的電壓和功率調(diào)控能力[17-18]，適合用于構(gòu)建直流電網(wǎng)。依托柔性直流輸電技術(shù)，構(gòu)建西部送端直流輸電網(wǎng)，能夠滿足電力由西部向中東部地區(qū)遠(yuǎn)距離和大容量輸送的重大需求[5-6]。因此，本文采用基于VSC-HVDC的柔性直流技術(shù)進(jìn)行西部送端直流組網(wǎng)。
2 直流電網(wǎng)模型
2.1 直流電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)模型
VSC換流站是直流電網(wǎng)重要組成設(shè)備，一般包括聯(lián)結(jié)變壓器、無功補(bǔ)償、相阻抗、VSC換流器等，VSC換流站的穩(wěn)態(tài)潮流模型如圖2所示。
圖2 VSC換流站潮流模型
Fig.2 Power flow model of VSC converter station
在進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)，若VSC非平衡站采用定交流功率控制方式，給定的直流功率需要通過計(jì)算換流站交流部分得到。由VSC換流站模型可得
2.2 直流電網(wǎng)電磁暫態(tài)模型
2.2.1 直流電網(wǎng)模型
本文直流電網(wǎng)電磁暫態(tài)模型共模擬了5類元件，包括換流器等效電流源、等效電容、直流線路RL串聯(lián)支路、直流線路對(duì)地電容、故障短路支路。直流電網(wǎng)電磁暫態(tài)模型如圖3所示。
圖3 直流電網(wǎng)電磁暫態(tài)模型
Fig.3 Electromagnetic transient model of DC grid
2.2.2 換流器模型
換流器等效電流源的電流值isci為注入直流電網(wǎng)的功率 Pdi 與直流母線電壓 Udi 之比，即
2.2.3 直流線路串聯(lián)RL支路模型
將直流輸電線路分解為RL串聯(lián)支路和對(duì)地電容支路（見圖4），并建立電磁暫態(tài)模型，其他元件的電磁暫態(tài)模型與直流輸電線路類似。
圖4 直流線路模型
Fig.4 Model of DC line
2.2.4 直流線路短路支路模型
直流線路經(jīng)過RL支路短路的模型如圖5所示，故障點(diǎn)將原線路分割成2條，短路支路的模型和直流線路串聯(lián)RL支路的模型相同。
圖5 直流線路經(jīng)RL支路短路的模型
Fig.5 Model of short circuit of DC line through RL branch
2.3 直流電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制
2.3.1 直流子網(wǎng)-網(wǎng)內(nèi)協(xié)調(diào)控制
換流器控制系統(tǒng)是直流電網(wǎng)控制的執(zhí)行者，直流子網(wǎng)控制策略需要考慮多個(gè)換流站之間的直流電壓協(xié)調(diào)穩(wěn)定，非常復(fù)雜。直流電網(wǎng)系統(tǒng)控制方式主要包括主從控制、電壓下垂控制、主從式裕度控制和自適應(yīng)控制。
1）主從控制。主從控制是指柔性直流輸電系統(tǒng)中只有一個(gè)換流站控制直流電壓恒定，其余換流站通過控制有功進(jìn)行功率分配。
2）電壓下垂控制。電壓下垂控制實(shí)質(zhì)上是定直流電壓控制和定有功功率控制的結(jié)合。當(dāng)系統(tǒng)有功功率出現(xiàn)不平衡時(shí)，直流電壓會(huì)發(fā)生變化，各個(gè)換流器根據(jù)自身的下垂系數(shù)進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，平衡系統(tǒng)有功功率，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)任一換流站故障退出運(yùn)行時(shí)，其余換流站仍具有獨(dú)立控制功率和穩(wěn)定直流電壓的能力。
3）主從式裕度控制。主從式裕度控制指主（從）站設(shè)置一定裕量的恒定電流（電壓）控制。當(dāng)定直流電壓控制端切出時(shí)，系統(tǒng)有功功率發(fā)生缺額，直流電壓變化，直流電壓裕度小的即優(yōu)先級(jí)高的定功率控制端將會(huì)切換成新的定直流電壓控制端，平衡功率變化，達(dá)到新的穩(wěn)定。
4）自適應(yīng)控制。自適應(yīng)控制方式下，各換流器負(fù)責(zé)自己的功率目標(biāo)，沒有換流器負(fù)責(zé)系統(tǒng)的電壓。與交流系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)出力和負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)類似，采用自適應(yīng)控制的換流器不能準(zhǔn)確定義功率的傳輸點(diǎn)，只能設(shè)定電壓-電流特性曲線，每一個(gè)換流器都需要給定一個(gè)負(fù)荷參考點(diǎn)。
2.3.2 直流電網(wǎng)網(wǎng)間協(xié)調(diào)控制
西部直流電網(wǎng)將多個(gè)換流站并入同一電網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)其靈活調(diào)控、協(xié)調(diào)運(yùn)行，發(fā)揮其功率匯集、轉(zhuǎn)運(yùn)、外送功能優(yōu)勢(shì)，高度依賴直流電網(wǎng)的控制系統(tǒng)，需面向各級(jí)控制構(gòu)建多層級(jí)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。多層級(jí)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)共包括3個(gè)層級(jí)，功能架構(gòu)如圖6所示。各層級(jí)主要功能如下。
圖6 西部直流電網(wǎng)多層級(jí)協(xié)調(diào)控制體系架構(gòu)
Fig.6 Architecture of multi-level coordinated control system in western sending DC grid
1）換流站本站控制?？刂齐妷涸磽Q流器與交流電網(wǎng)的有功、無功、直流側(cè)電壓等。
2）直流子網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)協(xié)調(diào)控制。協(xié)調(diào)子網(wǎng)各換流站，合理分配送電功率或負(fù)荷；優(yōu)化子網(wǎng)內(nèi)部潮流分布；改善子網(wǎng)受擾動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性；執(zhí)行局部交直流協(xié)調(diào)控制。
3）直流子網(wǎng)網(wǎng)間協(xié)調(diào)控制。實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)各子網(wǎng)外送需求與送電能力；優(yōu)化分配子網(wǎng)互濟(jì)容量，提升外送通道利用效率，實(shí)現(xiàn)風(fēng)、光、水、火多源廣域互濟(jì)；子網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線潮流控制；全網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析與潮流優(yōu)化控制；子網(wǎng)故障的緊急支援控制；嚴(yán)重受擾子網(wǎng)的阻隔控制（解列聯(lián)絡(luò)線）。
3 西部送端直流電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行特性
西部送端直流電網(wǎng)換流站多，輸送容量大，且新能源電源出力間歇性強(qiáng)，運(yùn)行復(fù)雜，協(xié)調(diào)控制非常困難。
基于在ADPSS仿真系統(tǒng)開發(fā)的直流電網(wǎng)仿真模型，本文搭建了西部送端直流電網(wǎng)的仿真系統(tǒng)。
西部送端直流電網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)控制系統(tǒng)中，火電和水電等有源換流站交流側(cè)采用定無功、定有功控制，直流側(cè)采用電壓下垂控制；連接風(fēng)電和光伏等新能源基地的換流站交流側(cè)采用定電壓、定頻率控制，直流側(cè)采用電壓下垂控制。
3.1 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性
本文針對(duì)西部送端直流電網(wǎng)北電南送方式進(jìn)行研究。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行直流母線電壓如圖7所示。由圖7可以看出，西部送端直流電網(wǎng)母線電壓均運(yùn)行在額定電壓附近，最高電壓1009.6 kV，最低電壓999.1 kV，平均電壓1003.4 kV，滿足直流電網(wǎng)電壓運(yùn)行要求。
圖7 直流母線電壓
Fig.7 DC bus voltages
直流子網(wǎng)通過重要直流通道互聯(lián)，西部送端直流電網(wǎng)共包含5個(gè)重要斷面通道，各斷面通道支路組成及斷面通道功率如表1所示。由表1可以看出，斷面1和斷面5交換功率較大，其中斷面1功率達(dá)到10920 MW，斷面5次之，約為7208 MW。南北互濟(jì)斷面共包含7條直流線路，潮流北電南送方式下，斷面交換功率為504 MW。
表1 直流電網(wǎng)斷面功率
Table 1 Interface power flow of DC grid
北電南送方式下，西部直流電網(wǎng)內(nèi)潮流較重的直流線路有：XJ8—XJ12（10920 MW）、NM15—NM16（9739 MW）、XZ01—XZ04（9140 MW）、XJ1—XJ8（8456 MW），均未超過導(dǎo)線熱穩(wěn)極限。其中，XJ8—XJ12為直流子網(wǎng)間傳輸通道，潮流輸送較大。對(duì)于潮流傳輸較重的直流通道，可架設(shè)多回直流線路，減輕單回線路的輸送壓力。
南電北送方式下，南部電網(wǎng)大量功率可穿越南北互濟(jì)斷面支援北部電網(wǎng)，南北互濟(jì)斷面交換總功率為46289 MW。通過南北互濟(jì)方式，可實(shí)現(xiàn)區(qū)域能源的靈活調(diào)度，減輕新能源季節(jié)性波動(dòng)引起的區(qū)域電力緊張。
3.2 暫態(tài)運(yùn)行特性
由于直流電網(wǎng)內(nèi)部慣性遠(yuǎn)小于交流電網(wǎng)的機(jī)械慣性，直流電網(wǎng)易受交直流電網(wǎng)故障及以及新能源出力波動(dòng)而發(fā)生變化。從交流電網(wǎng)故障、直流電網(wǎng)故障和新能源出力波動(dòng)這3類典型擾動(dòng)角度，分析西部送端直流電網(wǎng)的暫態(tài)運(yùn)行特性。
3.2.1 交流電網(wǎng)故障
交流電網(wǎng)故障是常見的直流網(wǎng)外故障，故障擾動(dòng)將直接快速傳遞到與之相連的換流站，并影響近區(qū)局部直流電網(wǎng)的運(yùn)行。以XJ3換流站送端交流電網(wǎng)短路故障為例，分析交流電網(wǎng)故障對(duì)直流電網(wǎng)的影響。XJ3換流站上送交流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖8所示，故障近區(qū)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程如圖9所示。
圖8 XJ3 換流站上送交流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
Fig.8 AC power grid topology of XJ3 converter station
圖9 交流故障西部直流電網(wǎng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性
Fig.9 Dynamic response characteristics of western DC grid under AC short circuit fault
0.1 s時(shí)，XJ3G—XJ3S交流線路發(fā)生三永N–1故障，XJ3換流站交流電壓跌落，換流閥有功輸出也快速下跌。由于交流網(wǎng)內(nèi)有功輸出受阻，XJ3交流電網(wǎng)頻率最高上升到50.06 Hz。受故障影響，故障點(diǎn)近區(qū)直流母線電壓下降，對(duì)于采用電壓下垂控制的換流站，直流電壓上升，同時(shí)換流閥有功輸出增加，以彌補(bǔ)故障點(diǎn)所在換流站的上送功率損失。0.2 s時(shí)XJ3G—XJ3S交流故障線路切除，XJ3換流站交流母線電壓和直流母線電壓恢復(fù)，近區(qū)直流母線電壓和換流閥輸出功率也隨之恢復(fù)正常。因此，交流線路XJ3G—XJ3S發(fā)生三永N–1短路故障，西部送端交直流電網(wǎng)均可保持穩(wěn)定運(yùn)行。
3.2.2 直流電網(wǎng)故障
單極短路故障是直流網(wǎng)內(nèi)典型故障，由于直流電網(wǎng)阻抗較小，故障將迅速在直流網(wǎng)內(nèi)傳導(dǎo)。以XJ3—XJ4直流單極短路故障為例分析該類故障下交直流系統(tǒng)的交互影響。故障后交直流電網(wǎng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性如圖10所示。0.1 s故障發(fā)生，直流網(wǎng)內(nèi)短路電流激增，直流線路保護(hù)動(dòng)作快速開斷故障極線路。潮流大量轉(zhuǎn)移至XJ4—XJ5—XJ6，XJ5—XJ6潮流增加至7572 MW。受直流故障影響，和該直流電網(wǎng)相連的換流站交流母線電壓亦發(fā)生不同程度的跌落，導(dǎo)致各交流電網(wǎng)上送功率受阻，引起交流電網(wǎng)頻率升高。其中，離故障點(diǎn)最近的XJ04交流電網(wǎng)頻率最高上升到50.28 Hz，穩(wěn)態(tài)頻率恢復(fù)到50.07 Hz，滿足交流電網(wǎng)系統(tǒng)頻率要求。因此，直流線路XJ3—XJ4發(fā)生單極短路故障，若直流保護(hù)快速動(dòng)作，西部送端交直流電網(wǎng)均可保持穩(wěn)定運(yùn)行。
圖10 直流故障西部直流電網(wǎng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性
Fig.10 Dynamic response characteristics of western DC grid under monopole short circuit fault
3.2.3 新能源出力波動(dòng)
受自然因素影響，新能源機(jī)組出力極易發(fā)生波動(dòng)。對(duì)于接入直流電網(wǎng)的大型新能源基地，出力波動(dòng)將傳導(dǎo)到直流電網(wǎng)，由控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)，網(wǎng)內(nèi)換流站共同承擔(dān)功率波動(dòng)。以西部直流電網(wǎng)中XJ4換流站為例，分析新能源波動(dòng)時(shí)直流電網(wǎng)換流站間的功率協(xié)調(diào)。
XJ4為風(fēng)電換流站，XJ2、XJ3為火電換流站。假設(shè)XJ4下接風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速?gòu)? s開始發(fā)生漸變，風(fēng)電出力逐漸減弱，在6.5 s時(shí)達(dá)到最小值8078 MW；6.5 s后，風(fēng)速逐漸增強(qiáng)，風(fēng)電恢復(fù)正常出力，風(fēng)電出力變化如圖11所示。
圖11 風(fēng)電波動(dòng)曲線
Fig.11 Wind power fluctuation curve
風(fēng)電出力變化過程中，直流電網(wǎng)換流站功率、交流母線電壓及直流母線電壓如圖12所示。
圖12 風(fēng)電波動(dòng)直流電網(wǎng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性
Fig.12 Dynamic response characteristics of western DC grid under wind power fluctuation
正常運(yùn)行時(shí)，XJ4換流站交流母線電壓0.9958 p.u.，有功功率9900 MW。由圖12 a）可以看出，1.0~6.5 s風(fēng)速逐漸下降，XJ4風(fēng)電基地外送功率逐步降低，XJ4換流站有功功率最低下降到7850 MW。風(fēng)電出力減小過程中，XJ4交流電網(wǎng)無功消耗減少，再加上換流站功率降低，盈余無功流向交流電網(wǎng)，引起XJ4換流站交流母線電壓上升，最高達(dá)0.997 p.u.，見圖12 b）。XJ2和XJ3換流站采用電壓下垂控制方式，直流電壓分別下降到1.0223 p.u.和1.0233 p.u.，見圖12 c）；XJ2和XJ3換流站有功功率調(diào)制分別提升到10040 MW和10060 MW，以補(bǔ)償XJ4風(fēng)電產(chǎn)生的功率缺額，見圖12 a）。
因此，通過直流電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制，換流站間可以實(shí)現(xiàn)功率互動(dòng)，降低新能源出力波動(dòng)的不利影響。
4 結(jié)論
在新型電力系統(tǒng)背景下，未來中國(guó)面臨著電力由西部向中東部地區(qū)遠(yuǎn)距離和大容量輸送的重大需求。面對(duì)此需求，本文提出了基于柔性直流的西部送端直流電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，將地域相鄰的風(fēng)、光、火大型能源基地互連，形成局部多能源直流子網(wǎng)，利用直流線路連接各直流子網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)、光、水、火等不同特性電源之間的互補(bǔ)調(diào)節(jié)，解決新能源出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性問題。
西部送端直流電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性表明，遠(yuǎn)端能源基地可以通過直流子網(wǎng)進(jìn)行能源遠(yuǎn)距離和大容量的安全傳輸。典型的交、直流電網(wǎng)故障擾動(dòng)表明：基于VSC-HVDC技術(shù)的西部直流電網(wǎng)，在交流電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重故障，引起新能源上送換流站功率下降后，換流站間可以進(jìn)行功率協(xié)調(diào)，降低大擾動(dòng)引起的功率缺額；在直流電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重故障后，由于直流輸電通道功率可以雙向傳輸，換流站間可以協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)功率的緊急轉(zhuǎn)移和增援。在面對(duì)新能源出力波動(dòng)時(shí)，直流電網(wǎng)亦可發(fā)揮其協(xié)調(diào)特長(zhǎng)，平抑整個(gè)直流電網(wǎng)的功率波動(dòng)。
隨著直流電網(wǎng)和仿真技術(shù)的發(fā)展，需要建立更加完整和精細(xì)的直流設(shè)備和保護(hù)控制等模型，如潮流控制器、DC/DC變換器、短路電流控制器；針對(duì)制約直流電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵問題開展深入研究，如大規(guī)模新能源并網(wǎng)引起的寬頻振蕩問題，以獲得更加全面深入的直流電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行特性。
