電力系統(tǒng)自愈控制中的薄弱環(huán)節(jié)辨識與主動控制方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代互聯(lián)電力系統(tǒng)規(guī)模不斷膨脹、運行方式日益復(fù)雜，引發(fā)電力系統(tǒng)停電事故發(fā)生的各種確定與不確定因素越來越多，電網(wǎng)的局部故障可能誘發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致大面積停電，甚至導(dǎo)致整個電網(wǎng)的崩潰。國內(nèi)外頻發(fā)的大停電事故凸顯出目前電力系統(tǒng)安全防御體系的不完善性，現(xiàn)代電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行對電網(wǎng)自愈控制提出了迫切需求。同時，經(jīng)過一百多年的發(fā)展，目前電網(wǎng)正處于由第二代電網(wǎng)向第三代電網(wǎng)發(fā)展的過渡階段，第三代電網(wǎng)將是一個智能化可持續(xù)發(fā)展的電網(wǎng)，自愈是其關(guān)鍵特征。

2、然而，電網(wǎng)自愈控制的相關(guān)研究目前尚處于剛剛起步和探索階段，國內(nèi)外專家學(xué)者普遍認(rèn)為“自我感知與識別”和“主動控制”是自愈控制的兩大關(guān)鍵技術(shù)，本文針對這兩大關(guān)鍵問題展開探索性研究，主要的研究工作概況以下。
　?。?）在“自我感知與識別”方面，研究了電力系統(tǒng)的脆弱性分析方法及薄弱環(huán)節(jié)辨識方法。首先歸納總結(jié)了電力系統(tǒng)脆弱性的定義和分類，指出了電力系統(tǒng)存在的少數(shù)薄弱環(huán)節(jié)在導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生大規(guī)模連鎖故障中起關(guān)鍵作用。針對大停電事故一般伴隨著線路有

3、功潮流大規(guī)模轉(zhuǎn)移的特征，提出了潮流轉(zhuǎn)移度指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，建立了一套停電風(fēng)險評估指標(biāo)，用于計算電網(wǎng)發(fā)生電力安全事故的風(fēng)險值?；谠撝笜?biāo)，結(jié)合OPA模型，提出了一種電力系統(tǒng)停電風(fēng)險及薄弱區(qū)域評估方法。最后，從電網(wǎng)全局安全性的角度出發(fā)，基于電力系統(tǒng)靜態(tài)安全域分析的思想建立了關(guān)鍵線路評估模型，提出了一種電力系統(tǒng)連鎖故障過程中關(guān)鍵線路的辨識方法，定量地評估線路的開斷對系統(tǒng)安全裕度的影響。
　?。?）在“主動控制”方面，針對FCB（快速回切

4、：Fast Cut Back）技術(shù)在自愈控制中的應(yīng)用展開了研究，建立了FCB機組動態(tài)模型，提出了基于FCB技術(shù)的機網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法。FCB技術(shù)是一種大型火電機組新技術(shù)，F(xiàn)CB機組在外電網(wǎng)發(fā)生故障導(dǎo)致發(fā)電機出口開關(guān)跳閘后能夠不停機不停爐，繼續(xù)帶廠用電孤島穩(wěn)定運行。首先，深入研究了FCB機組的功能特點并建立了其動態(tài)模型，介紹了廣東電網(wǎng)臺山電廠百萬千瓦大型FCB機組甩負(fù)荷及空充500kV線路試驗，該試驗是國內(nèi)首次大型火電機組啟動500kV線路成

5、功的試驗，驗證了FCB機組維持孤島運行及啟動高壓輸電網(wǎng)架的能力，進而驗證了FCB機組在電網(wǎng)恢復(fù)控制中的關(guān)鍵作用。其次，鑒于FCB機組能快關(guān)汽門，快速降低機組出力，在電網(wǎng)故障后能起到緊急電氣制動的作用，提出了一種基于FCB技術(shù)的機網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障，通過主動解列將電網(wǎng)解列成為各個能穩(wěn)定運行的孤島，避免故障擴散從而避免大面積停電。解列后的區(qū)域電網(wǎng)可能存在穩(wěn)定問題，利用所提的基于FCB技術(shù)的機網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法，能夠迅速消除解