抽水蓄能电站黑启动自励磁研究(待发论文).doc

抽水蓄能电站黑启动自励磁研究张家坤1，马永红1，魏伟2（1.华北电力大学电气与电子工程学院，北京；2.安徽响水涧抽水蓄能电站，安徽芜湖）摘 要：随着电网技术的发展，特高压电网建设将全面开展，电网安全问题越发显得尤为重要。制定黑启动应急救援预案对于保证电网安全运行具有重要的意义，而机组的自励磁问题是决定黑启动方案成败的关键因素之一。本文简述了自励磁产生的原理及特点，并通过自励磁的判别方法，对利用抽水蓄能机组启动某火电厂机组的黑启动方案的自励磁进行判别，以保证黑启动方案的安全性。关键词：黑启动 自励磁 判别1、引言随着经济规模和电网技术的发展，电力行业通过联网和增加电力投资，不断扩大电网规模，对经济发展和社会进步做出了巨大的贡献。5月22日，2009“特高压输电技术国际会议”结束，标志着我国特高压技术将进入全面建设阶段，随着特高压电网建设，电网安全问题显得尤为重要。20世纪法国、日本和美国等发达国家发生的几起电网崩溃事故，以及2003年美加“814”大停电事故，停电范围之广，影响之大，使得国家电网公司也将电网否具有黑启动功能作为考核各区域电网是否安全的重要指标。因此，作为系统安全运行的重要措施之一，研究电网全停后的恢复问题即黑启动变得由为重要1。所谓黑启动(Black-Start)是指整个电网发生垮网事故时，无法依靠其它电网送电恢复系统运行的条件下，通过电网内具有自启动能力的机组给自身及无自启动能力的机组提供厂用电，使机组逐个启动并网，进而逐步扩大电力系统恢复的范围，最终恢复整个电力系统的过程。本文通过对黑启动过程中的自励磁原理及判别方法为电网黑方案的制定提供理论保证。2、黑启动机组的自励磁问题2.1自励磁特点机组的自励磁是一种谐振现象，当输电线路的长度增加时，线路的容抗Xc变小，如果其小于发电机的同步电抗Xd时，即XcXd时，充电特性与曲线无交点，不能发生自励磁，而当Xc(X+Xd)不会发生自励磁，考虑频率变化及参数误差，一般取安全系数C=1.2，即时就不会发生自励磁6。3.容量比较法当自励磁时，If=0，E=0，则有，取发电机本身容量Sc为基准值，则发电机充电容量为：（因取=1，则），式中k为短路比，发电机充电能力的实际值为KSc。因此，只要发电机Sc乘以发电机的短路比k大于线路的充电容量Qc，即系统不会发生自励磁7。3、自励磁计算某省电网内利用某大型抽水蓄能电站作为黑启动试验电源，通过220KV系统主网架由蓄能站出发，经过100Km的传输距离，最终到达某火电厂并启动1#机组。网架图见图4：蓄能机组蓄能站蓄能站蓄能站蓄能站蓄能站火电站图4 网架图蓄能站为保证黑启动试验的成功，在蓄能电站黑启动某火厂机组的过程中，对发电机自励磁进行计算。并根据阻抗比较法对自励磁计算结果进行判别。为了方便计算，均取标么值进行计算，基值取：Sb=100MVA，Vb1=10.5kV，Vb2=15.75kV，Vb338.5kV，Vb4242kV。各段线路的计算结果见表1。各段线路名称XdX1.2（Xd+ X）Xc是否发生自励磁1.120.0461.3999.469否1.1410.0461.4246.97否1.1770.0461.4684.459否1.1870.0461.4804.063否1.1930.0461.4873.733否1.2360.0461.5383.733否 表1结束语： 本文以电力系统黑启动问题为背景，对黑启动初期可能产生的自励磁问题进行分析和研究。介绍自励磁发生的基本原理、特点及判别方法。在此基础上，以某抽水蓄能电站启动大型火电厂机组为案例，进行了自励磁的计算，并通过阻抗比较进行判别，证明此次试验不会发生自励磁现象。参考文献：1 刘艳，顾雪萍，赵书强基于MATLAB的电力系统黑启动发电机自励磁仿真研究华北电力技术2005，No.4: 1418。2王洪涛，刘玉田，杨明辉空载线路合闸对发动机励磁回路的影响中国电力2002，35(7)：3134。3中华人民共和国国家经济贸易委员会电力系统安全稳定控制技术导则，中国电力出版社，2001：710。4 M.M.Adibi，R.I.Kafka and D.P.MilaniczExpert System Requirements for Power System RestorationIEEE Trans on Power Systems，1994，9(3)：159216015刘隽，李兴源，许秀芳互联电网的黑启动策略及相关问题电力系统自动化2002，32(15)：7680。6 T.C.CihlarElectric Utility System SecurityProceedings of American PowerConference，1985，31：125129。7 D.Lndenmeyer，H.W.Dommel，A.MoshrefA Framework for Black S