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近日，中国电机工程学会组织召开“多非线性设备耦合的复杂高压直流输电系统振荡稳定分析技术及应用”科技成果鉴定会，以程时杰院士为主任委员的鉴定委员会高度评价项目成果，一致认为项目成果整体技术达到国际领先水平，其中常规直流输电系统互补谐振理论体系填补了行业空白。

我国能源资源与负荷呈现逆向分布特点，直流输电是清洁能源外送的主要技术手段，是实现西电东送战略的重要技术支撑。随着“碳达峰、碳中和”目标提出，我国开展了大规模新能源基地的规划和建设，大容量远距离直流输电技术将迎来新一轮的发展。截至目前，南方电网已建成投运十二回直流输电工程，送电能力达到46400兆瓦，为西部清洁能源消纳、粤港澳大湾区发展作出了突出贡献。

直流输电系统中存在大量具有非线性特性的设备，如换流阀换相过程、换流变铁芯饱和特性、直流输电线路参数频变特性等，且多种非线性设备动态交互耦合，直流系统谐波阻抗特性复杂，极易引发谐波振荡导致直流失稳。近年来，高压直流输电系统谐波振荡问题频发。近年来南方电网先后发生了兴安直流125赫兹谐振造成双极闭锁、牛从直流50赫兹谐波放大造成单极闭锁等十余起直流输电系统谐波振荡事件，导致了设备损坏，甚至直流系统双极闭锁，造成40多亿千瓦时的电量损失，导致巨大经济损失和不良社会影响。直流系统谐振已成为影响西电东送的重大安全风险。

随着新型电力系统的建设，电网结构越来越复杂，直流振荡频率范围越来越宽，诱发振荡的运行方式也越来越多，而直流振荡可能导致直流闭锁，甚至超出设备谐波耐受能力损坏设备，严重影响系统安全稳定运行。随着新型电力系统的建设，大量直流工程将投入运行，直流振荡风险增加，将成为影响电网安全的重大风险。

项目立项之初，虽然针对直流振荡事件开展了大量研究，但上千台一二次非线性设备交互耦合，导致谐波传变特性描述不准确，振荡回路建模方法复杂且精度不高，难以准确识别振荡失稳诱因，更难以制定有效的抑制措施。南方电网超高压输电公司电力科研院联合南网科研院、南网总调、四川大学、许继集团等单位形成产、学、研、用攻关团队，围绕直流输电系统多非线性设备耦合的振荡稳定问题，攻克振荡“特性-诱因-防治”等一系列技术难题，从直流多设备耦合谐波振荡机理、建模、防治三方面开展研究，构建了精确考虑多非线性因素的高压直流输电系统谐波传变特性分析方法，首创了直流输电多设备耦合系统精确建模方法，创新提出了直流输电系统宽频段谐波振荡综合防治技术，实现了宽频振荡机理揭示与高效防治核心技术突破，系统提升了直流输电系统设计、制造、运维各阶段振荡风险防治能力。

项目成果不仅成功应用于兴安、牛从、永富等直流工程，措施应用后到目前为止未发现谐波振荡事故，有效抑制了直流输电系统谐波振荡风险，还用于南方电网年度运行方式谐振风险扫描，先后发现了昆北换流站、金官换流站的互补谐振风险，并提出相应的运行方式边界要求，提前预判并有效抑制了直流输电系统谐波振荡风险，取得了显著的社会和经济效益。项目成果提出的直流振荡稳定性问题分析和防治技术手段，可推广应用至大规模新能源直流送出场景，为构建新型能源体系，推动实现“双碳”目标作出更大贡献。

责任编辑：江蓬新