基于功率平衡保護原理的電力系統(tǒng)緊急控制研究.pdf

1、隨著電力工業(yè)的發(fā)展和互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，電力系統(tǒng)由連鎖故障過程導(dǎo)致的大規(guī)模停電事故也時有發(fā)生，而由此引起的損失也越來越大，對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制中的事故后緊急控制的原理和方法從響應(yīng)快速性和控制有效性兩方面提出的要求也越來越高。 傳統(tǒng)的基于暫態(tài)穩(wěn)定計算的緊急控制方法存在計算復(fù)雜、基于仿真計算的控制對策表無法滿足復(fù)雜系統(tǒng)故障狀況等不足，而作為極端緊急狀態(tài)下的應(yīng)急控制措施的基于頻率/電壓變量的緊急控制方式又存在延遲時間過長及容易造

2、成過切或欠切導(dǎo)致系統(tǒng)故障狀態(tài)進一步惡化等缺點，因此本文提出了功率平衡緊急控制措施，以功率平衡保護原理為計算依據(jù)實施緊急負荷/機組控制操作，在系統(tǒng)頻率和電壓出現(xiàn)大的波動之前快速消除系統(tǒng)不平衡功率，維持系統(tǒng)非故障節(jié)點在故障前后基本潮流方向和功率大小的穩(wěn)定，減少對系統(tǒng)負荷和設(shè)備的沖擊，保持系統(tǒng)在故障后暫態(tài)穩(wěn)定，為后續(xù)穩(wěn)定控制及系統(tǒng)恢復(fù)打下基礎(chǔ)。 本文首先對功率平衡保護原理進行了闡述，介紹了有功功率平衡保護原理的數(shù)學公式及無功功率平衡保

3、護的相關(guān)問題，提出了功率平衡緊急控制的方法，分析了功率平衡緊急控制與其他緊急控制方式之間的區(qū)別，提出其適用范圍、啟動判據(jù)及控制流程，同時總結(jié)了廣域測量系統(tǒng)在功率平衡緊急控制中的應(yīng)用。 本文接下來首先分析了功率平衡緊急控制在系統(tǒng)故障后對暫態(tài)過程中的系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定、暫態(tài)頻率穩(wěn)定、線路過負荷與設(shè)備熱穩(wěn)定以及暫態(tài)電壓穩(wěn)定的關(guān)系和控制作用，然后介紹了功率平衡緊急控制可以采用的緊急負荷和緊急機組控制手段及其協(xié)調(diào)配合方法，隨后在總結(jié)基本的電

4、力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析和動態(tài)安全評估方法的基礎(chǔ)上，基于動態(tài)潮流計算的逐步積分法和暫態(tài)能量函數(shù)法分別推導(dǎo)出進行功率平衡緊急控制后的系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率的計算公式，應(yīng)用仿真算例對功率平衡緊急控制后的系統(tǒng)進行了暫態(tài)頻率穩(wěn)定分析。 本文重點對功率平衡緊急控制的時間和地點選擇進行了深入研究。首先通過對功率平衡緊急控制后的暫態(tài)能量函數(shù)公式的推導(dǎo)，提出了系統(tǒng)緊急控制后的線性等效暫態(tài)能量的計算公式，在同一坐標下通過比較持續(xù)故障導(dǎo)致的不平衡功率、故障切除導(dǎo)

5、致的不平衡功率、功率平衡緊急控制導(dǎo)致的不平衡功率以及三者的等效暫態(tài)能量之間的關(guān)系，分析并推導(dǎo)了不同故障狀態(tài)下功率平衡緊急控制時間計算方法，隨后基于節(jié)點與故障地點的電氣距離提出了緊急負荷/機組分層控制手段，以及功率平衡緊急控制的動態(tài)控制對策表的生成方法，提出了基于分層負荷/機組控制的功率平衡緊急控制實際控制量的計算公式，最后運用仿真算例對功率平衡緊急控制時間的計算結(jié)果及分層負荷/機組控制方法進行了驗證。 本文最后對全文進行了總結(jié)并