13電網(wǎng)調度自動化(第三章穩(wěn)定控制措施2)ppt課件

1、North China Electric Power University電氣與電子工程學院 電網(wǎng)調度自動化.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 2、提高暫態(tài)穩(wěn)定的二次系統(tǒng)措施 由于采取一次系統(tǒng)措施需求較多的投資。根據(jù)我國的實踐情況，除超高壓重要聯(lián)絡線外，采取二次技術措施是提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定程度的重要手段。 .第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 1) 快速切除缺點 添加系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，首先該當努力于快速切除缺點，尤其是應在加速切除近端缺點方面挖潛力。這是我國電力系統(tǒng)多年運轉的一條珍貴閱歷。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 目前我國采用的F6S斷路器，機械動作時間在50毫秒以下，另外在220KV以

2、上的輸電線路，均裝設2套主維護，以保證當系統(tǒng)發(fā)生缺點時快速切除缺點。 對遠間隔重負荷保送功率的線路，提高切除缺點的速度，降低切除時間，會顯著提高輸電程度。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施2) 對于有重合閘安裝的線路采用最正確重合閘時間 對于單回聯(lián)絡線，以單項瞬時缺點為運轉準那么，采用快速重合閘可有效地提高穩(wěn)定運轉程度。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施實例： 甘陜600KM聯(lián)絡線單回線運轉時，將重合閘時間從0.8秒降低至0.5秒，提高15%保送功率。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 對于多回聯(lián)絡線是以單相永久缺點為運轉準那么，那么要研討最正確重合閘時間。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施.

3、第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 3連鎖切機和火電機組壓出力；保證電力系統(tǒng)同步運轉穩(wěn)定性的最根本的前提是，在任何情況下包括在缺點后的電網(wǎng)構造下，保證線路的傳輸才干總是大于系統(tǒng)經(jīng)過它實踐傳輸?shù)墓β省＿B鎖切機實踐上是為了保證線路的傳輸才干總是大于系統(tǒng)經(jīng)過它傳輸?shù)淖畲蠊β剩?第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 此外，因線路缺點失去了電網(wǎng)必要的傳輸才干時，系統(tǒng)調理才干不夠，在終端也應切除相順應的負荷，以減低未缺點那部分電網(wǎng)經(jīng)過的功率。這樣才能夠堅持系統(tǒng)的繼續(xù)穩(wěn)定運轉。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 如水電廠經(jīng)雙回線遠間隔向負荷中心送電，要思索一回線缺點跳開連鎖切機普通都裝有連鎖切機。如系統(tǒng)調理才干不

4、夠，應切掉相應的負荷。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施連鎖切機實踐上是為了保證線路的傳輸才干總是大于系統(tǒng)經(jīng)過它傳輸?shù)淖畲蠊β?；連鎖切機普通要躲過重合閘的動作，也就是線路發(fā)生瞬時缺點重合閘重合勝利，那么不用切機。連鎖切機首先要判別三相開關全部跳開，同時切部分發(fā)電機組。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 事例1： 如圖：當一回線三相跳開，同時連鎖切一臺機。對于火電機組，由于切機對鍋爐和汽輪機的沖擊較大，普通采用多臺機組壓出力來降低聯(lián)絡線的傳輸功率。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 事例2： 當330KV線路缺點跳開，兩回220KV線路過負荷，需求遠切發(fā)電廠機組。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措

5、施4切集中負荷 切集中負荷，可以提高系統(tǒng)運轉頻率；可以減輕某些聯(lián)絡線路的過負荷；可以提高受端電壓程度，因此有利于系統(tǒng)的平安穩(wěn)定運轉。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施切集中負荷有兩種情況， a) 當系統(tǒng)失去一個大電源時，要迅速切除電源附近相當于電源容量的集中負荷普通采用聯(lián)切方式，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施b對于遠間隔受電的電網(wǎng)，假設聯(lián)絡線為單回線，當聯(lián)絡線缺點，聯(lián)切集中負荷,以維持孤立受端電網(wǎng)的頻率。 判別三相跳開，那么聯(lián)切集中負荷。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 切集中負荷對用戶的影響較大，而且由于遠方控制能夠帶來誤動作，因此要尤為慎重。減少和防止誤切機的可

6、行方法是，連鎖就地切負荷，遠方控制時參與本地判別信號的閉鎖功能。另外對實施集中切負荷的用戶，要有外來保安電源保安電源備自投。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施5電氣制動多余功率，發(fā)電機又不能切 電氣制動是指在缺點切除后，在電廠母線上短時間投入一電阻，以吸收發(fā)電機組因缺點獲得的加速能量，使發(fā)電機組在缺點切除后得以快速減速，從而減小最大搖擺角。到達提高穩(wěn)定程度的目的。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施即當系統(tǒng)發(fā)生大干擾時，施加一個人工的電氣負荷，添加發(fā)電機的電磁功率，降低轉子的加速度。 電氣制動普通在缺點發(fā)生后的0.5秒投入并聯(lián)電阻器，以降低附近發(fā)電機的加速功率和盡快消弱缺點時獲得的動能。 .第三

7、章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施美國BPA電力管理局已采用這種方案加強太平洋西北電網(wǎng)缺點時的暫態(tài)穩(wěn)定性，在其管轄的太平洋西北部電網(wǎng)內一個電廠安裝了1400MW，240kV分組投切的制動電阻。該電阻器是由很粗的不銹鋼絲纏在三個水泥塔上而構成的。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 對于火電機組施加電氣制動，這是一個宏大的沖擊負荷，必需事先校核其對軸系疲勞壽命的影響。 對遠離負荷中心的電廠，聯(lián)絡線路一回缺點，可投入制動電阻。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施6受控的系統(tǒng)解列 受控的解列可用于防止互聯(lián)絡統(tǒng)中某一地域內的大擾動涉及系統(tǒng)的其它地域并呵斥嚴重的系統(tǒng)解體。 .第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施系統(tǒng)穩(wěn)

8、定破壞暫態(tài)失穩(wěn)或動態(tài)失穩(wěn)開場階段的直接表現(xiàn)普通是2個或多個同調機群之間相對功角差不斷增大而失去同步。其外在表現(xiàn)為潮流和電壓的劇烈振蕩，且振蕩主要發(fā)生于互聯(lián)失步系統(tǒng)間或失步同調機群之間的電氣聯(lián)絡線上。 .第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施對失步電網(wǎng)，發(fā)生同步振蕩或異步振蕩的聯(lián)絡線上各點電壓發(fā)生周期性的振蕩，各聯(lián)絡線上電壓振蕩最猛烈的地方即是同步振蕩和異步振蕩的振蕩中心的位置，在振蕩聯(lián)絡線上普通越接近振蕩中心，電壓越低。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施振蕩中心是在發(fā)生異步振蕩的聯(lián)絡線上電壓出現(xiàn)最低值的點。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施失步斷面聯(lián)絡線有功周期性過零振蕩；失步斷面聯(lián)絡線上無功沿失步

9、中心附近的兩側總體呈現(xiàn)流入失步中心的特征。失步中心兩側的母線電壓的相位角差超越180.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施失步解列普通應在系統(tǒng)失步后2個到3個失步周期或相應的時間延遲內執(zhí)行，否那么將能夠開展為多機群之間的失步振蕩，進一步擴展事故。要在失去同步的系統(tǒng)中實現(xiàn)合理的解列，采取系統(tǒng)解列措施要選擇適宜的解列點，選擇解列點在振蕩中心最正確振蕩中心電壓最低或為零。但還要思索兩個根本條件：解列后的兩側系統(tǒng)必需各自能堅持同步運轉；解列后兩側系統(tǒng)的供需(有功及無功功率，思索自動安裝的作用)能根本平衡。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施解列點的選擇應即保證解列后各獨立網(wǎng)

10、負荷的根本平衡，又要兼顧設在振蕩中心。以便能獲得可靠的控制信號。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施事例：87年龍羊峽下閘蓄水控制方式如圖：.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施目前國內解列安裝普遍采用的方案是經(jīng)過離線分析計算，確定能夠的系統(tǒng)失步方式，并針對能夠的失步在能夠發(fā)生的多種運轉方式下，在電力系統(tǒng)中預先選擇適當?shù)慕饬悬c，并配置適宜的解列安裝。當解列安裝判別當前的形狀屬于失步形狀時，在選定的地點完成解列操作。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施近年來，廣域丈量系統(tǒng)WAMS的開展，為系統(tǒng)振蕩中心和解列點的實時選擇和確定發(fā)明了條件。由變電站安裝 的PMU組成的廣域丈

11、量系統(tǒng)WAMS可得到聯(lián)絡線變電站的母線電壓有效值和相角，經(jīng)過分析，找到電壓最低點、電壓最低點出現(xiàn)的時間以及聯(lián)絡線兩端母線相角差能否平滑變化180，再根據(jù)同調機群的特性而確定振蕩中心位置，并根據(jù)系統(tǒng)情況確定解列點。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 二、提高頻率穩(wěn)定性的二次系統(tǒng)措施 1 按頻率降低自動減負荷低頻減載 在電力系統(tǒng)中，對于有能夠發(fā)生功率缺額的電網(wǎng)能夠是全網(wǎng)，也能夠是部分電網(wǎng)，必需配置按頻率降低自動減負荷安裝簡稱低頻減負荷或叫低頻減載安裝，以保證在發(fā)生忽然意想不到的事故呵斥有功功率缺額時，能迅速使系統(tǒng)頻率恢復到接近額定值。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 低頻減負荷整定與設計準那么為

12、： 1當發(fā)生有功功率缺額，系統(tǒng)頻率忽然下降時，必需及時切除與有功功率缺額相當?shù)呢摵?，使系統(tǒng)頻率堅持穩(wěn)定接近額定值。不能發(fā)生頻率解體或頻率長期懸浮在某一低值下。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 2在任何能夠的情況下，低頻切荷的低頻定值和切荷時間必需和大機組的低頻維護相配合，并留有一定的裕度。 .第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 如我們前面講的，大機組低頻維護為47.5HZ，延時9秒跳開，那么低頻切荷的低頻值應大于47.5HZ，延時時間小于9秒。目前我國普通切荷低頻值為49-48HZ，延時0.2秒，以保證系統(tǒng)事故時先切負荷，保證大機組聯(lián)網(wǎng)運轉。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 3因負荷過切引起

13、頻率過調，最大不得超越某一定值5152Hz。例如我國300MW機組高頻切機頻率整定普通為51-52HZ，那么一定要防止過切負荷引起頻率的升高超越51HZ，防止大型機組高頻切機維護動作，防止事故進一步惡化。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 4低頻切負荷要從最不重要的負荷開場切第三類、第二類，以保證重要負荷供電。 5對于帶有大型同步電動機負荷的變電站要增設 頻率變化率閉鎖和低電壓閉鎖功能，防止低頻減載安裝的誤動作。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 事例： 如圖變電站供電的兩回線路，正常運轉時一條線路斷開備用，一條線路供電。 .第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 當供電線路三相重合閘重合后，變電站

14、已無運轉負荷，這就是低頻減載安裝的誤動作。在此種情況下， 很大，U很小，采用 某一值，U某值，使低頻減載安裝不動作，可有效地防止低頻減負荷安裝的誤動作。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 6設計的切荷量普通要大于實踐所需切荷量思索線路負荷變化能夠估計值比實踐值大、低頻繼電器拒動、低頻切荷壓板未投入等要素，但要防止過切。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施傳統(tǒng)的方法是將系統(tǒng)的網(wǎng)絡構造和參數(shù)的集合、系統(tǒng)潮流方式的集合以及料想事故的集合按照某種方式進展組合，離線計算出各種組合方式下最大功率缺額，進而計算出各級的減載量。但是這種離線整定的方法往往是根據(jù)系統(tǒng)最嚴重缺點下的頻率絕對值情況來整定，存在如下缺陷

15、：減載量不準確減載速度慢頻率恢復緩慢.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 復雜電力系統(tǒng)出現(xiàn)功率缺額時，系統(tǒng)各點的頻率變化是不一致的，即頻率的動態(tài)過程具有空間分布性。各節(jié)點的頻率動態(tài)過程都不同，能夠導致同一級安裝動作時間上的差別。另外根據(jù)傳統(tǒng)方法整定的減負荷安裝切負荷必需求等到頻率降低到整定值以下才動作，能夠會錯過最正確切除時間。 .第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 目前我國國家調度通訊中心一致規(guī)定，低頻切荷定值為頻率49-48HZ，級差0.2HZ，延時0.2秒，為防止頻率長期懸浮在49HZ附近，設49HZ、延時20秒動作為特殊輪。低頻總切荷量大于最大負荷的47。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施

16、 詳細切荷輪次4948Hz 級差 0.2Hz 延時0.2s49 Hz 0.2s48.8 Hz 0.2s48.6 Hz 0.2s48.4 Hz 0.2s48.2 Hz 0.2s48.0 Hz 0.2s49 Hz 20s 特殊輪.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施在系統(tǒng)發(fā)生功率缺額的動態(tài)過程中，可以明確表征系統(tǒng)頻率變化的變量有頻率f、頻率變化率 ，因此安裝可以有效利用的參量也只需頻率f、頻率變化率 、時限等為數(shù)較少的幾個量。 近年新消費的一些低頻減載安裝具有比較檢測的頻率變化率和整定的頻率變化率定值的功能，可以確定能否實施加速切除1、2、3輪負荷，當系統(tǒng)功率缺額較大時，可加快切負荷的速度，防止發(fā)生頻

17、率解體事故。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施對于無大機組又有能夠系統(tǒng)事故呵斥孤網(wǎng)運轉的地域小網(wǎng)，假設切荷量不夠，普通增設48HZ47.5HZ之間切荷輪數(shù)。這樣，在主網(wǎng)事故時，增設的切荷輪數(shù)不動作。增設切荷量要根據(jù)估計的有功功率缺額確定。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施事例： 如圖，當主變壓器缺點，該小網(wǎng)孤網(wǎng)運轉，需增設低頻減載。設置時，按電廠開機最小，網(wǎng)內功率缺額最大安排低頻切荷輪數(shù)和切荷量 。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施河南電網(wǎng)“ 6.25 事故 2004 年 6 月 25 日豫東南地域川匯變電站2 號主變停運檢修，110kV川匯變電站所接隆達電廠 1、 2 號機組總出力 160

18、MW, 110 kV系統(tǒng)總用戶負荷 73 MW, 有 87 MW的剩余有功功率經(jīng)過川匯變電站 1 號主變送往 220 kV系統(tǒng)。 下午豫東南地域天氣突變，出現(xiàn)雷雨大風。19 10 川匯變 1 號主變中壓側開關及母聯(lián) 220開關跳閘。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施構成了隆達電廠帶 110 kV系統(tǒng)小網(wǎng)孤網(wǎng)運轉的特殊運轉方式, 送往 220 kV系統(tǒng)的 87 MW多余出力約為當時小系統(tǒng)總用電負荷的 120 %, 出現(xiàn)嚴重的負荷不平衡，引起110 kV系統(tǒng)頻率迅速上升、 機組超速。1號機組在 23min內 超速維護控制系統(tǒng)反復動作 252 次, 2 號機組在 4min內動作 50 次, 使機組的調速汽門周期性動作, 頻率在 51.5 Hz至 49 Hz之間頻繁動搖，以 5 s 的周期進展近乎等幅的猛烈振蕩, 給小網(wǎng)穩(wěn)定運轉及機組設備平安都呵斥了嚴重的要挾。至隆達電廠2 號發(fā)電機被迫手動解列并手動降低1號發(fā)電機出力。甩負荷88MW至總出力 72 MW