13電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)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(xué)院 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)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(guó)的實(shí)踐情況，除超高壓重要聯(lián)絡(luò)線外，采取二次技術(shù)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(diǎn) 添加系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，首先該當(dāng)努力于快速切除缺點(diǎn)，尤其是應(yīng)在加速切除近端缺點(diǎn)方面挖潛力。這是我國(guó)電力系統(tǒng)多年運(yùn)轉(zhuǎn)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(guó)采用的F6S斷路器，機(jī)械動(dòng)作時(shí)間在50毫秒以下，另外在220KV以

2、上的輸電線路，均裝設(shè)2套主維護(hù)，以保證當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)快速切除缺點(diǎn)。 對(duì)遠(yuǎn)間隔重負(fù)荷保送功率的線路，提高切除缺點(diǎn)的速度，降低切除時(shí)間，會(huì)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(duì)于有重合閘安裝的線路采用最正確重合閘時(shí)間 對(duì)于單回聯(lián)絡(luò)線，以單項(xiàng)瞬時(shí)缺點(diǎn)為運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)那么，采用快速重合閘可有效地提高穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)程度。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施實(shí)例： 甘陜600KM聯(lián)絡(luò)線單回線運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將重合閘時(shí)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(duì)于多回聯(lián)絡(luò)線是以單相永久缺點(diǎn)為運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)那么，那么要研討最正確重合閘時(shí)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(jī)和火電機(jī)組壓出力；保證電力系統(tǒng)同步運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的最根本的前提是，在任何情況下包括在缺點(diǎn)后的電網(wǎng)構(gòu)造下，保證線路的傳輸才干總是大于系統(tǒng)經(jīng)過它實(shí)踐傳輸?shù)墓β?。連鎖切機(jī)實(shí)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(diǎn)失去了電網(wǎng)必要的傳輸才干時(shí)，系統(tǒng)調(diào)理才干不夠，在終端也應(yīng)切除相順應(yīng)的負(fù)荷，以減低未缺點(diǎn)那部分電網(wǎng)經(jīng)過的功率。這樣才能夠堅(jiān)持系統(tǒng)的繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。.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(yuǎn)間隔向負(fù)荷中心送電，要思索一回線缺點(diǎn)跳開連鎖切機(jī)普通都裝有連鎖切機(jī)。如系統(tǒng)調(diào)理才干不

4、夠，應(yīng)切掉相應(yīng)的負(fù)荷。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施連鎖切機(jī)實(shí)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(jī)普通要躲過重合閘的動(dòng)作，也就是線路發(fā)生瞬時(shí)缺點(diǎn)重合閘重合勝利，那么不用切機(jī)。連鎖切機(jī)首先要判別三相開關(guān)全部跳開，同時(shí)切部分發(fā)電機(jī)組。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 事例1： 如圖：當(dāng)一回線三相跳開，同時(shí)連鎖切一臺(tái)機(jī)。對(duì)于火電機(jī)組，由于切機(jī)對(duì)鍋爐和汽輪機(jī)的沖擊較大，普通采用多臺(tái)機(jī)組壓出力來降低聯(lián)絡(luò)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(dāng)330KV線路缺點(diǎn)跳開，兩回220KV線路過負(fù)荷，需求遠(yuǎn)切發(fā)電廠機(jī)組。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措

5、施4切集中負(fù)荷 切集中負(fù)荷，可以提高系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率；可以減輕某些聯(lián)絡(luò)線路的過負(fù)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(yùn)轉(zhuǎn)。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施切集中負(fù)荷有兩種情況， a) 當(dāng)系統(tǒng)失去一個(gè)大電源時(shí)，要迅速切除電源附近相當(dāng)于電源容量的集中負(fù)荷普通采用聯(lián)切方式，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施b對(duì)于遠(yuǎn)間隔受電的電網(wǎng)，假設(shè)聯(lián)絡(luò)線為單回線，當(dāng)聯(lián)絡(luò)線缺點(diǎn)，聯(lián)切集中負(fù)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(fù)荷。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 切集中負(fù)荷對(duì)用戶的影響較大，而且由于遠(yuǎn)方控制能夠帶來誤動(dòng)作，因此要尤為慎重。減少和防止誤切機(jī)的可

6、行方法是，連鎖就地切負(fù)荷，遠(yuǎn)方控制時(shí)參與本地判別信號(hào)的閉鎖功能。另外對(duì)實(shí)施集中切負(fù)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(dòng)多余功率，發(fā)電機(jī)又不能切 電氣制動(dòng)是指在缺點(diǎn)切除后，在電廠母線上短時(shí)間投入一電阻，以吸收發(fā)電機(jī)組因缺點(diǎn)獲得的加速能量，使發(fā)電機(jī)組在缺點(diǎn)切除后得以快速減速，從而減小最大搖擺角。到達(dá)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(dāng)系統(tǒng)發(fā)生大干擾時(shí)，施加一個(gè)人工的電氣負(fù)荷，添加發(fā)電機(jī)的電磁功率，降低轉(zhuǎn)子的加速度。 電氣制動(dòng)普通在缺點(diǎn)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(jī)的加速功率和盡快消弱缺點(diǎn)時(shí)獲得的動(dòng)能。 .第三

7、章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施美國(guó)BPA電力管理局已采用這種方案加強(qiáng)太平洋西北電網(wǎng)缺點(diǎn)時(shí)的暫態(tài)穩(wěn)定性，在其管轄的太平洋西北部電網(wǎng)內(nèi)一個(gè)電廠安裝了1400MW，240kV分組投切的制動(dòng)電阻。該電阻器是由很粗的不銹鋼絲纏在三個(gè)水泥塔上而構(gòu)成的。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 對(duì)于火電機(jī)組施加電氣制動(dòng)，這是一個(gè)宏大的沖擊負(fù)荷，必需事先校核其對(duì)軸系疲勞壽命的影響。 對(duì)遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的電廠，聯(lián)絡(luò)線路一回缺點(diǎn)，可投入制動(dòng)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(luò)統(tǒng)中某一地域內(nèi)的大擾動(dòng)涉及系統(tǒng)的其它地域并呵斥嚴(yán)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(dòng)態(tài)失穩(wěn)開場(chǎng)階段的直接表現(xiàn)普通是2個(gè)或多個(gè)同調(diào)機(jī)群之間相對(duì)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(diào)機(jī)群之間的電氣聯(lián)絡(luò)線上。 .第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施對(duì)失步電網(wǎng)，發(fā)生同步振蕩或異步振蕩的聯(lián)絡(luò)線上各點(diǎn)電壓發(fā)生周期性的振蕩，各聯(lián)絡(luò)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(luò)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(luò)線上電壓出現(xiàn)最低值的點(diǎn)。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施失步斷面聯(lián)絡(luò)線有功周期性過零振蕩；失步斷面聯(lián)絡(luò)線上無功沿失步

9、中心附近的兩側(cè)總體呈現(xiàn)流入失步中心的特征。失步中心兩側(cè)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(yīng)在系統(tǒng)失步后2個(gè)到3個(gè)失步周期或相應(yīng)的時(shí)間延遲內(nèi)執(zhí)行，否那么將能夠開展為多機(jī)群之間的失步振蕩，進(jìn)一步擴(kuò)展事故。要在失去同步的系統(tǒng)中實(shí)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(diǎn)，選擇解列點(diǎn)在振蕩中心最正確振蕩中心電壓最低或?yàn)榱恪５€要思索兩個(gè)根本條件：解列后的兩側(cè)系統(tǒng)必需各自能堅(jiān)持同步運(yùn)轉(zhuǎn)；解列后兩側(cè)系統(tǒng)的供需(有功及無功功率，思索自動(dòng)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(diǎn)的選擇應(yīng)即保證解列后各獨(dú)立網(wǎng)

10、負(fù)荷的根本平衡，又要兼顧設(shè)在振蕩中心。以便能獲得可靠的控制信號(hào)。.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(guó)內(nèi)解列安裝普遍采用的方案是經(jīng)過離線分析計(jì)算，確定能夠的系統(tǒng)失步方式，并針對(duì)能夠的失步在能夠發(fā)生的多種運(yùn)轉(zhuǎn)方式下，在電力系統(tǒng)中預(yù)先選擇適當(dāng)?shù)慕饬悬c(diǎn)，并配置適宜的解列安裝。當(dāng)解列安裝判別當(dāng)前的形狀屬于失步形狀時(shí)，在選定的地點(diǎn)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(diǎn)的實(shí)時(shí)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(luò)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(diǎn)、電壓最低點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間以及聯(lián)絡(luò)線兩端母線相角差能否平滑變化180，再根據(jù)同調(diào)機(jī)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(diǎn)。.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(dòng)減負(fù)荷低頻減載 在電力系統(tǒng)中，對(duì)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(dòng)減負(fù)荷安裝簡(jiǎn)稱低頻減負(fù)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(shí)，能迅速使系統(tǒng)頻率恢復(fù)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(fù)荷整定與設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么為

12、： 1當(dāng)發(fā)生有功功率缺額，系統(tǒng)頻率忽然下降時(shí)，必需及時(shí)切除與有功功率缺額相當(dāng)?shù)呢?fù)荷，使系統(tǒng)頻率堅(jiān)持穩(wěn)定接近額定值。不能發(fā)生頻率解體或頻率長(zhǎng)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(shí)間必需和大機(jī)組的低頻維護(hù)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(jī)組低頻維護(hù)為47.5HZ，延時(shí)9秒跳開，那么低頻切荷的低頻值應(yīng)大于47.5HZ，延時(shí)時(shí)間小于9秒。目前我國(guó)普通切荷低頻值為49-48HZ，延時(shí)0.2秒，以保證系統(tǒng)事故時(shí)先切負(fù)荷，保證大機(jī)組聯(lián)網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 3因負(fù)荷過切引起

13、頻率過調(diào)，最大不得超越某一定值5152Hz。例如我國(guó)300MW機(jī)組高頻切機(jī)頻率整定普通為51-52HZ，那么一定要防止過切負(fù)荷引起頻率的升高超越51HZ，防止大型機(jī)組高頻切機(jī)維護(hù)動(dòng)作，防止事故進(jìn)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(fù)荷要從最不重要的負(fù)荷開場(chǎng)切第三類、第二類，以保證重要負(fù)荷供電。 5對(duì)于帶有大型同步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的變電站要增設(shè) 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(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(dāng)供電線路三相重合閘重合后，變電站

14、已無運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，這就是低頻減載安裝的誤動(dòng)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(dòng)作，可有效地防止低頻減負(fù)荷安裝的誤動(dòng)作。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 6設(shè)計(jì)的切荷量普通要大于實(shí)踐所需切荷量思索線路負(fù)荷變化能夠估計(jì)值比實(shí)踐值大、低頻繼電器拒動(dòng)、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(luò)構(gòu)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(jìn)展組合，離線計(jì)算出各種組合方式下最大功率缺額，進(jìn)而計(jì)算出各級(jí)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(yán)重缺點(diǎn)下的頻率絕對(duì)值情況來整定，存在如下缺陷

15、：減載量不準(zhǔn)確減載速度慢頻率恢復(fù)緩慢.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 復(fù)雜電力系統(tǒng)出現(xiàn)功率缺額時(shí)，系統(tǒng)各點(diǎn)的頻率變化是不一致的，即頻率的動(dòng)態(tài)過程具有空間分布性。各節(jié)點(diǎn)的頻率動(dòng)態(tài)過程都不同，能夠?qū)е峦患?jí)安裝動(dòng)作時(shí)間上的差別。另外根據(jù)傳統(tǒng)方法整定的減負(fù)荷安裝切負(fù)荷必需求等到頻率降低到整定值以下才動(dòng)作，能夠會(huì)錯(cuò)過最正確切除時(shí)間。 .第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 目前我國(guó)國(guó)家調(diào)度通訊中心一致規(guī)定，低頻切荷定值為頻率49-48HZ，級(jí)差0.2HZ，延時(shí)0.2秒，為防止頻率長(zhǎng)期懸浮在49HZ附近，設(shè)49HZ、延時(shí)20秒動(dòng)作為特殊輪。低頻總切荷量大于最大負(fù)荷的47。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施

16、 詳細(xì)切荷輪次4948Hz 級(jí)差 0.2Hz 延時(shí)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(dòng)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(shí)限等為數(shù)較少的幾個(gè)量。 近年新消費(fèi)的一些低頻減載安裝具有比較檢測(cè)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(shí)施加速切除1、2、3輪負(fù)荷，當(dāng)系統(tǒng)功率缺額較大時(shí)，可加快切負(fù)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(duì)于無大機(jī)組又有能夠系統(tǒng)事故呵斥孤網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)的地域小網(wǎng)，假設(shè)切荷量不夠，普通增設(shè)48HZ47.5HZ之間切荷輪數(shù)。這樣，在主網(wǎng)事故時(shí)，增設(shè)的切荷輪數(shù)不動(dòng)作。增設(shè)切荷量要根據(jù)估計(jì)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(dāng)主變壓器缺點(diǎn)，該小網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)，需增設(shè)低頻減載。設(shè)置時(shí)，按電廠開機(jī)最小，網(wǎng)內(nèi)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(hào)主變停運(yùn)檢修，110kV川匯變電站所接隆達(dá)電廠 1、 2 號(hào)機(jī)組總出力 160

18、MW, 110 kV系統(tǒng)總用戶負(fù)荷 73 MW, 有 87 MW的剩余有功功率經(jīng)過川匯變電站 1 號(hào)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(fēng)。19 10 川匯變 1 號(hào)主變中壓側(cè)開關(guān)及母聯(lián) 220開關(guān)跳閘。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施構(gòu)成了隆達(dá)電廠帶 110 kV系統(tǒng)小網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)的特殊運(yùn)轉(zhuǎn)方式, 送往 220 kV系統(tǒng)的 87 MW多余出力約為當(dāng)時(shí)小系統(tǒng)總用電負(fù)荷的 120 %, 出現(xiàn)嚴(yán)重的負(fù)荷不平衡，引起110 kV系統(tǒng)頻率迅速上升、 機(jī)組超速。1號(hào)機(jī)組在 23min內(nèi) 超速維護(hù)控制系統(tǒng)反復(fù)動(dòng)作 252 次, 2 號(hào)機(jī)組在 4min內(nèi)動(dòng)作 50 次, 使機(jī)組的調(diào)速汽門周期性動(dòng)作, 頻率在 51.5 Hz至 49 Hz之間頻繁動(dòng)搖，以 5 s 的周期進(jìn)展近乎等幅的猛烈振蕩, 給小網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)及機(jī)組設(shè)備平安都呵斥了嚴(yán)重的要挾。至隆達(dá)電廠2 號(hào)發(fā)電機(jī)被迫手動(dòng)解列并手動(dòng)降低1號(hào)發(fā)電機(jī)出力。甩負(fù)荷88MW至總出力 72 MW