摘要:利用NETOMAC建立了2004年丰大方式下的南方电网完整的多直流馈入系统模型，基于此研究模型，对各种直流故障及交流故障下南方电网多直流馈入系统的交直流相互影响进行了深入的研究,得到南方电网多直流馈入系统动态特性的相关结论。
关键词：多直流馈入；高压直流；NETOMAC
1引言
为了实施国家西电东送的战略，实现资源能源的优化配置和促进东西部经济可持续发展，南方电网自1993年实现云南、贵州、广西和广东四省区及港澳地区的电网联网以来，西电东送的主干网架和各省区电网结构逐年加强，目前已形成“五条交流、两条直流”的西电东送大通道，并且通过三广直流与华中电网实现非同步联网。南方电网在国内第一个形成远距离、大容量、超高压输电，交直流并联运行的大电网。
电网规模的扩大，在带来巨大经济效益的同时，使得电网的运行和管理更为复杂，尤其是天广、贵广、三广三条直流同时落点广东，也给电网的安全运行带来了许多新的技术问题，有必要对此问题进行研究。文献[1]做过这方面的研究，但仍存在着一定的不足。
本文基于NETOMAC建立了南方电网多直流馈入系统的完整模型，并在此模型上，对各种南方电网内各种直流和交流故障下南方电网交流系统的电压、频率、功角稳定性及直流系统的换相失败发生、时间和恢复进行计算分析，研究多直流馈入系统交直流系统间相互作用的动态特性。
2南方电网多直流馈入系统简介
到目前为止，南方电网内共有三条直流：天广直流、贵广直流及三广直流。其中天广直流起点天生桥，落点广州北郊，全长960km，额定电压±500kV，额定输电容量1800MW；贵广直流起点贵州安顺高坡，落点广东肇庆，全长936km，额定电压±500kV，额定输电容量3000MW(现在是单极运行，传输容量1500MW)；三广直流起点湖北荆州，落点广东惠州，全长1067km,额定电压±500kV，额定输电容量3000MW。三条直流均落点于广东电网，形成了多直流馈入系统。多直流馈入系统如图1如示：
Fig.1sketchmapofmultiinfeedsystem

由于三条直流的换流站之间的电气距离很短，所以在换流母线附近的故障可能会在三条直流中同时引起较大的影响。为了了解和掌握多落点直流运行的特性，研究直流故障及西电东送主通道和广东网内交流系统故障对整个系统稳定的影响，需要对多馈入直流的动态性能和交直流相互影响进行深入的研究。
3研究工具
目前有很多电力系统仿真工具，但对南方电网这样一个复杂的多回交直流并联输电系统，许多仿真工具均不够理想：BPA等电力系统机电暂态仿真程序可模拟的系统规模足够大，但它的直流控制和FACTS的计算模型都不够完善，与SIEMENS的实际模型有较大差异，不能准确地模拟这些控制功能的动态行为；而EMTDC程序虽然对直流系统的模拟较精确，但所能模拟的系统规模较小，需要将整个系统做等值化简，交流系统只能保留很少的等值元件，给仿真结果带来较大误差。
本研究中以NETOMAC软件作为分析研究工具。NETOMAC是西门子公司和柏林工业大学联合开发的大型电力系统分析软件，它能够进行机电暂态、电磁暂态和稳态等各种电力系统过程的仿真计算计算。元件模型全，可以模拟电力系统中几乎所有的元件（包括HVDC和FACTS以及避雷器、晶闸管等非线性元件），能够模拟从频率为0.01Hz的汽轮发电机的调节过程，到频率为106Hz的雷电波侵入过程，是一个可对包含网络、电机、开环和闭环控制器的电力系统进行各种仿真计算的大型程序。
NETOMAC能够进行电磁及机电暂态仿真，可以模拟的系统规模没有限制，不需要做任何等值简化，而且由于本文采用的直流模型是西门子公司提供的实际的天广、贵广直流系统的详细模型，可以精确地模拟直流系统在暂态过程中的响应以及整个交直流并联系统的动态特性。
4元件的模型
4.1交流系统模型
发电机采用考虑次暂态过程的Eq’’和Ed’’变化模型，并考虑励磁系统和调速系统的作用。
稳定计算研究中，负荷模型采用由恒定阻抗、恒定电流和恒定功率组成的综合模型，并计及负荷频率因子的影响。其中恒定阻抗，恒定电流，恒定功率的比例如下：广东、广西、贵州均为30:40:30,云南为30:30:40，香港为40:0:60。频率因子dP/df广西、贵州、云南均为1.2,广东、香港为1.8，dQ/df所有联网省区均为–2.0.
4.2直流模型
天广、贵广直流采用的是西门子公司提供的实际控制模型,具有多种控制功能[2][3]。整流侧可以有定功率、定电流、定电压控制，逆变侧可以有定电流、定电压或者定熄弧角控制。提供大方式、小方式调制(PowerOscilationDamping)功能(信号可选功角，频率或功率)、频率控制(FrequencyLimiterControl)、功率提升和功率回降功能（PowerRunup/Runback）等附加控制。提供分接头自动控制方式。三广直流采用的是CIGRE通用模型。正常状况下均采用整流侧定功率，逆变侧定电压的控制方式。不考虑调制功能。
5研究的运行方式
本文的研究采用南方电网2004年的丰大运行方式作为计算分析的对象。电网结构简图如下图2所示：
图2电网结构简图
Fig.2briefstructureofCSG

南方电网区外、省间各断面交换功率如下：
贵州交流送出（安天线 天兴线双回 青河线双回）总计为1550MW，云南送出（罗马线 鲁马线双回）为1800MW，西电东送交流送出（天平线双回 马百线 青河线 天隆线）3950MW，广东交流入口（梧罗线双回 玉茂线 贺罗线双回）为3000MW，天广直流为1800MW，贵广直流为1500MW，三广直流为1800MW。