13电网调度自动化(第三章稳定控制措施2)140416

1、North China Electric Power University电气与电子工程学院 电网调度自动化第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施2、提高暂暂态稳定定的二次次系统措措施由于采取取一次系系统措施施需要较较多的投投资。根根据我国国的实际际情况，除超高高压重要要联络线线外，采采取二次次技术措措施是提提高系统统暂态稳稳定水平平的重要要手段。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施1)快速切除除故障增加系统统的暂态态稳定性性，首先先应当致致力于快快速切除除故障，尤其是是应在加加速切除除近端故故障方面面挖潜力力。这是是我国电电力系统统多年运运行的一一条宝贵贵经验。第三章提提高电电力系统统

2、稳定性性的措施施目前我国国采用的的F6S断路器，机械动动作时间间在50毫秒以下下，另外外在220KV以上的输输电线路路，均装装设2套主保护护，以保保证当系系统发生生故障时时快速切切除故障障。对远距离离重负荷荷输送功功率的线线路，提提高切除除故障的的速度，降低切切除时间间，会显显著提高高输电水水平。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施2)对于有重重合闸装装置的线线路采用用最佳重重合闸时时间对于单回回联络线线，以单单项瞬时时故障为为运行准准则，采采用快速速重合闸闸可有效效地提高高稳定运运行水平平。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施实例：甘陕600KM联络线单单回线运运行时，将重合合闸时间

3、间从0.8秒降低至至0.5秒，提高高15%输送功率率。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施对于多回回联络线线是以单单相永久久故障为为运行准准则，则则要研究究最佳重重合闸时时间。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施3）连锁切切机和火火电机组组压出力力；保证电力力系统同同步运行行稳定性性的最根根本的前前提是，在任何何情况下下包括在在故障后后的电网网结构下下，保证证线路的的传输能能力总是是大于系系统通过过它实际际传输的的功率。连锁切机机实际上上是为了了保证线线路的传传输能力力总是大大于系统统通过它它传输的的最大功功率；第三章提提高电电力系统统稳定性性的

4、措施施此外，因因线路故故障失去去了电网网必要的的传输能能力时，系统调调节能力力不够，在终端端也应切切除相适适应的负负荷，以以减低未未故障那那部分电电网通过过的功率率。这样样才可能能保持系系统的继继续稳定定运行。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施如水电厂厂经双回回线远距距离向负负荷中心心送电，要考虑虑一回线线故障跳跳开连锁锁切机（一般都都装有连连锁切机机）。如如系统调调节能力力不够，应切掉掉相应的的负荷。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施连锁切机机实际上上是为了了保证线线路的传传输能力力总是大大于系统统通过它它传输的的最大功功率；连锁切机机一般要要躲过重重合闸的的动作，也就是是线路发

5、发生瞬时时故障重重合闸重重合成功功，则不不必切机机。连锁锁切机首首先要判判断三相相开关全全部跳开开，同时时切部分分发电机机组。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施事例1：如图：当当一回线线三相跳跳开，同同时连锁锁切一台台机。对于火电电机组，由于切切机对锅锅炉和汽汽轮机的的冲击较较大，一一般采用用多台机机组压出出力来降降低联络络线的传传输功率率。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施事例2： 当330KV线路故障障跳开，两回220KV线路过负负荷，需需要远切切发电厂厂机组。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施4）切集中中负荷切集中负负荷，可可以提高高系统运运行频率率；可以以减轻某某些联

6、络络线路的的过负荷荷；可以以提高受受端电压压水平，因而有有利于系系统的安安全稳定定运行。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施切集中负负荷有两两种情况况，a)当系统失失去一个个大电源源时，要要迅速切切除电源源附近相相当于电电源容量量的集中中负荷（一般采采用联切切方式），以保保证系统统的稳定定运行。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施b）对于远远距离受受电的电电网，如如果联络络线为单单回线，当联络络线故障障，联切切集中负负荷,以维持孤孤立受端端电网的的频率。（判断三三相跳开开，则联联切集中中负荷）。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施切集中负负荷对用用户的影影响较大大，而且且由于远远方

7、控制制可能带带来误动动作，因因而要尤尤为慎重重。减少少和避免免误切机机的可行行办法是是，连锁锁就地切切负荷，远方控控制时加加入本地地判断信信号的闭闭锁功能能。另外外对实施施集中切切负荷的的用户，要有外外来保安安电源（保安电电源备自自投）。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施5）电气制制动（多多余功率率，发电电机又不不能切）电气制动动是指在在故障切切除后，在电厂厂母线上上短时间间投入一一电阻，以吸收收发电机机组因故故障获得得的加速速能量，使发电电机组在在故障切切除后得得以快速速减速，从而减减小最大大摇摆角角。达到到提高稳稳定水平平的目的的。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施即当系统统发

8、生大大干扰时时，施加加一个人人工的电电气负荷荷，增加加发电机机的电磁磁功率，降低转转子的加加速度。电气制动动一般在在故障发生后的的0.5秒投入并并联电阻器器，以降降低附近发电机机的加速速功率和尽快消消弱故障障时获得的动能能。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施美国BPA电力管理理局已采采用这种种方案加加强太平平洋西北北电网故故障时的的暂态稳稳定性，在其管管辖的太太平洋西西北部电电网内一一个电厂厂安装了了1400MW，240kV分组投切切的制动动电阻。该电阻阻器是由由很粗的的不锈钢钢丝缠在在三个水水泥塔上上而构成成的。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施对于火电电机组施施加电气气制动，这

9、是一一个巨大大的冲击击负荷，必须事事先校核核其对轴轴系疲劳劳寿命的的影响。对远离负负荷中心心的电厂厂，联络络线路一一回故障障，可投投入制动动电阻。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施6）受控的的系统解解列受控的解解列可用用于防止止互联系系统中某某一地区区内的大大扰动波波及系统统的其它它地区并并造成严严重的系系统崩溃溃。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施系统稳定定破坏（暂态失失稳或动动态失稳稳）开始始阶段的的直接表表现一般般是2个（或多多个）同同调机群群之间相相对功角角差不断断增大而而失去同同步。其其外在表表现为潮潮流和电电压的强强烈振荡荡，且振振荡主要要发生于于互联失失步系统统间或失

10、失步同调调机群之之间的电电气联络络线上。 第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施对失步电电网，发发生同步步振荡或或异步振振荡的联联络线上上各点电电压发生生周期性性的振荡荡，各联联络线上上电压振振荡最剧剧烈的地地方即是是同步振振荡和异异步振荡荡的振荡荡中心的的位置，在振荡荡联络线线上一般般越靠近近振荡中中心，电电压越低低。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施振荡中心心是在发发生异步步振荡的的联络线线上电压压出现最最低值的的点。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施失步断面面联络线线有功周周期性过过零振荡荡；失步步断面联联络线上上无功沿沿失步中中心附近近的两侧侧总体呈呈现流入入失步中中心的

11、特特征。失失步中心心两侧的的母线电电压的相相位角差差超过180第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施失步解列列一般应应在系统统失步后后2个到3个失步周周期或相相应的时时间延迟迟内执行行，否则则将可能能发展为为多机群群之间的的失步振振荡，进进一步扩扩大事故故。要在失去去同步的的系统中中实现合合理的解解列，采采取系统统解列措措施要选选择合适适的解列列点，选选择解列列点在振振荡中心心最佳（振荡中中心电压压最低或或为零）。但还还要考虑虑两个基基本条件件：解列后后的两侧侧系统必必须各自自能保持持同步运运行；解列后后两侧系系统的供供需(有功及无无功功率率，考虑虑自

12、动装装置的作作用)能基本平平衡。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施解列点的的选择应应即保证证解列后后各独立立网负荷荷的基本本平衡，又要兼兼顾设在在振荡中中心。以以便能取取得可靠靠的控制制信号。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施事例：87年龙羊峡峡下闸蓄蓄水控制制方式如如图：第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施目前国内内解列装装置普遍遍采用的的方案是是通过离离线分析析计算，确定可可能的系系统失步步模式，并针对对可能的的失步（在可能能发生的的多种运运行方式式下），在电力力系统中中预先选选择适当当的解列列点，并并配置合合适的解解列装置置。当解解列装置置判断当当前的状状态属于于失步状状

13、态时，在选定定的地点点完成解解列操作作。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施近年来，广域测测量系统统（WAMS）的发展展，为系系统振荡荡中心和和解列点点的实时时选择和和确定创创造了条条件。由由变电站站安装的的PMU组成的广广域测量量系统（WAMS）可得到到联络线线变电站站的母线线电压有有效值和和相角，经过分分析，找找到电压压最低点点、电压压最低点点出现的的时间以以及联络络线两端端母线相相角差是是否平滑滑变化180，再根据据同调机机群的特特性而确确定振荡荡中心位位置，并并根据系系统情况况确定解解列点。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施二、提高高频

14、率稳稳定性的的二次系系统措施施1按频率降降低自动动减负荷荷（低频频减载）在电力系系统中，对于有有可能发发生功率率缺额的的电网（可能是是全网，也可能能是局部部电网），必须须配置按按频率降降低自动动减负荷荷装置（简称低低频减负负荷或叫叫低频减减载装置置），以以保证在在发生突突然意想想不到的的事故造造成有功功功率缺缺额时，能迅速速使系统统频率恢恢复到接接近额定定值。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施低频减负负荷整定定与设计计准则为为：1）当发生生有功功功率缺额额，系统统频率突突然下降降时，必必须及时时切除与与有功功功率缺额额相当的的负荷，使系统统频率保保持稳定定（接近近额定值值）。不不能发生生

15、频率崩崩溃或频频率长期期悬浮在在某一低低值下。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施2）在任何何可能的的情况下下，低频频切荷的的低频定定值和切切荷时间间必须和和大机组组的低频频保护相相配合，并留有有一定的的裕度。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施如我们前前面讲的的，大机机组低频频保护为为47.5HZ，延时9秒跳开，则低频频切荷的的低频值值应大于于47.5HZ，延时时时间小于于9秒。目前前我国一一般切荷荷低频值值为49-48HZ，延时0.2秒，以保保证系统统事故时时先切负负荷，保保证大机机组联网网运行。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施3）因负荷荷过切引引起频率率过调，最大不不得超

16、过过某一定定值（5152Hz）。例如如我国300MW机组高频频切机频频率整定定一般为为51-52HZ，则一定定要防止止过切负负荷引起起频率的的升高超超过51HZ，防止大大型机组组高频切切机保护护动作，避免事事故进一一步恶化化。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施4）低频切切负荷要要从最不不重要的的负荷开开始切（第三类类、第二二类），以保证证重要负负荷供电电。5）对于带带有大型型同步电电动机负负荷的变变电站要要增设（频频率变化化率）闭闭锁和低低电压闭闭锁功能能，避免免低频减减载装置置的误动动作。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施事例：如图变电电站供电电的两回回线路，正常运运行时一一条线

17、路路断开备备用，一一条线路路供电。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施当供电线线路三相相重合闸闸重合后后，变电电站已无无运行负负荷，这这就是低低频减载载装置的的误动作作。在此此种情况况下，很很大大，U很小，采采用某一值值，U某值，使低频频减载装装置不动动作，可可有效地地防止低低频减负负荷装置置的误动动作。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施6）设计的的切荷量量一般要要大于实实际所需需切荷量量（考虑虑线路负负荷变化化可能预预计值比比实际值值大、低低频继电电器拒动动、低频频切荷压压板未投投入等因因素），但要防防止过切切。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施传统的方方法是将将系统的的网络

18、结结构和参参数的集集合、系系统潮流流方式的的集合以以及预想想事故的的集合按按照某种种方式进进行组合合，离线线计算出出各种组组合方式式下最大大功率缺缺额，进进而计算算出各级级的减载载量。但但是这种种离线整整定的方方法往往往是根据据系统最最严重故故障下的的频率绝绝对值情情况来整整定，存存在如下下缺陷：减载量量不准确确减载速速度慢频率恢恢复缓慢慢第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施复杂电力力系统出出现功率率缺额时时，系统统各点的的频率变变化是不不一致的的，即频频率的动动态过程程具有空空间分布布性。各各节点的的频率动动态过程程都不同同，可能能导致同同一级装装置动作作时间上上的差异异。另外外根据传传

19、统方法法整定的的减负荷荷装置切切负荷必必须要等等到频率率降低到到整定值值以下才才动作，可能会会错过最最佳切除除时间。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施目前我国国国家调调度通信信中心统统一规定定，低频频切荷定定值为频频率49-48HZ，级差0.2HZ，延时0.2秒，为防防止频率率长期悬悬浮在49HZ附近，设设49HZ、延时20秒动作为为特殊轮轮。低频频总切荷荷量大于于最大负负荷的47。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施具体切荷荷轮次4948Hz级差0.2Hz延时0.2s49Hz0.2s48.8 Hz0.2s48.6 Hz0.2s48.4 Hz0.2s48.2 Hz0.2s48.0 H

20、z0.2s49Hz20s特殊轮第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施在系统发发生功率率缺额的的动态过过程中，能够明明确表征征系统频频率变化化的变量量有频率率f、频率变变化率，因此此装置可可以有效效利用的的参量也也只有频频率f、频率变变化率、时限等等为数较较少的几几个量。近年新生生产的一一些低频频减载装装置具有有比较检检测的频频率变化化率和整整定的频频率变化化率定值值的功能能，可以以确定是是否实施施加速切切除1、2、3轮负荷，当系统统功率缺缺额较大大时，可可加快切切负荷的的速度，防止发发生频率率崩溃事事故。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施对于无大大机组又又有可能能系统事事故造成成孤网运

21、运行的地地区小网网，如果果切荷量量不够，一般增增设48HZ47.5HZ之间切荷荷轮数。这样，在主网网事故时时，增设设的切荷荷轮数不不动作。增设切切荷量要要根据预预计的有有功功率率缺额确确定。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施事例：如图，当当主变压压器故障障，该小小网孤网网运行，需增设设低频减减载。设设置时，按电厂厂开机最最小，网网内功率率缺额最最大安排排低频切切荷轮数数和切荷荷量。第三章提提高电电力系统统稳定性性的措施施河南电网网“6.25”事故2004年6月25日豫东南南地区川川汇变电电站2号主变停停运检修修，110kV川汇变电电站所接接隆达电电厂1、2号机组总总出力160MW, 110kV系统总用用户负荷荷73MW,有87MW的剩余有有功功率率通过川川汇变电电站1号主变送送往220kV系统。下午豫东东南地区区天气突突变，出现雷雨雨大风。1910川汇变1号主变中中压侧