Page 75 - 电力与能源2023年第五期

刘伟航，等：海上多平台互联电力系统主动解列控制方案研究 497

互联电力系统，有效地保障了海上油田的电力供 MW 自备机组）、35 kV CEPH（装有 2 台 16 MW
应 。海上多平台互联电力系统自备机组出力稳 自备机组）为核心形成的 3 个局部区域电网，均通
［1］
定且可控性强，具备对油气田负荷高可靠性供电 过单条 35 kV 联络线在 WHPA 实现互联，实现了
的基础，现有油气田电网调控管理系统基于上述 分布式电源给各自区域钻井平台群供电、同时可
前提条件设计，多年实际运行情况表明了现有系 在区域间相互支援的功能，该研究对象在海上多

统的合理性。海上多平台互联电力系统有着机组 平台互联电力系统孤立电网中具有典型代表意
发电效率高、电力生产运行成本低、不受外部电网 义 。 海 上 多 平 台 互 联 电 力 系 统 接 线 示 意 如 图 1
制约、外部故障不影响供电安全等优点。当前国 所示。
内外的海上油气田电网越来越多地将各自孤立运
行的海上平台进行联网形成区域孤网，且规模越
来越大，然而孤立电网往往具有“大机大负荷小

［2］
网”特征 ，存在机组数量相对较少、备用容量低、
人员技术能力不足等问题，导致系统稳定性差、安
全稳定控制难度大、抗事故能力比较脆弱，电网事
故频发。因此，孤立电网的安全稳定控制显得尤
为重要 ［3-4］ 。
图 1 海上多平台互联电力系统接线示意
海上电力系统的多平台互联和可靠运行是系
统协同工作和海洋资源开发的重要保障。与传统 海上多平台互联电力系统的大机小网、弱互

陆地系统相比，海上多平台分布式电力系统的弱 联、孤岛运行等特点，使得其故障特性与陆上电力
互联、大负荷冲击、复杂运行工况，导致海上多平 系统有很大不同，现有保护系统对海上多平台互
台互联电力系统高可靠运行面临众多挑战。相比 联电力系统的针对性、自适应性、配合性均存在明
陆地孤立电网，海上多平台互联电力系统孤立安 显不足。为此，本文综合考虑海上多平台互联电
全稳定运行面临更大的挑战和更严重的问题：发 力系统的组网特点和运行方式，研究其可能发生

电效率低，排放高；机组发电消耗大量天然气或原 的故障以及各种故障特性。
油，部分区域存在缺气问题，需额外敷设管线输送 当 海 上 多 平 台 互 联 电 力 系 统 发 生 严 重 故
天然气，费用高；发电机组依赖进口，对外依存度 障 ，采 取 常 规 稳 定 控 制 措 施 之 后 系 统 频 率 与 电
大且运维成本高；故障耐受能力差，单台电站容 压 仍 无 法 稳 定 时 ，为 避 免 海 上 多 平 台 互 联 电 力
量、设备负载占电网容量大，单台电站或设备发生 系 统 大 停 电 ，需 研 究 在 该 情 况 下 多 平 台 互 联 电
故障对电力系统影响大；规模较小，存在典型“大 力系统的主动解列控制策略和技术方案。当发
机小网”问题，海上油气田电网负荷可靠性要求 生 故 障 时 ，可 由 热 备 电 源 系 统 独 立 地 向 负 荷 供

高，可调性较小，功率和能量平衡主要由电源协 电 ，这 样 既 可 以 充 分 利 用 热 备 电 源 在 故 障 恢 复
调，要达到兼顾系统运行稳定性、灵活性、经济性 过 程 中 的 故 障 恢 复 能 力 ，以 及 减 少 拓 扑 重 构 对
要求难度大；海上油气田电网由于占地等方面限 系 统 安 全 性 和 稳 定 性 的 影 响 ，提 出 了 快 速 恢 复
制，对技术和设备的融合性要求较高；海上油气田 无 故 障 区 间 的 频 率 和 电 压 稳 定 控 制 策 略 ，以 及
电网敏感负荷占比较高，系统晃电对敏感负荷影 基于故障事件及频率电压变化率的逐级主动解

响大。 列 方 案 ，以 维 持 海 上 多 平 台 互 联 电 力 系 统 的 安
本文研究的海上多平台互联电力系统以装 全 稳 定 运 行 ，较 好 地 解 决 了 海 上 多 平 台 互 联 电
有分布式电源的中心平台 35 kV CEP（装有 4 台 力 系 统 发 送 严 重 故 障 难 以 锁 定 故 障 源 位 置 、难
16 MW 自 备 机 组）、35 kV CEPF（装 有 3 台 16 以确定需解列区域的问题。