電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計原則的討論

1、<p>　　電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計原則的討論</p><p>　　摘要：基于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的重要作用，本文結(jié)合多年來在安全穩(wěn)定控制方面的設(shè)計與研究，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定，闡述了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的設(shè)計原則。 </p><p>　　關(guān)鎮(zhèn)詞：電力系統(tǒng)穩(wěn)定；安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)；安全自動裝置；設(shè)計原則 </p><p>　　中圖分類號： TM71

2、2 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號 </p><p><b>　　一、引言 </b></p><p>　　隨著電力行業(yè)的迅速發(fā)展，大機組、超長線路不斷增加，電網(wǎng)的規(guī)模也隨之不斷擴大。本文參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合國內(nèi)外經(jīng)驗基礎(chǔ)上，對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計中宜遵守的有關(guān)原則進行探討。 </p><p>　　二、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計算分析原則 </p

3、><p>　　1、穩(wěn)定計算擾動等級 </p><p>　　根據(jù)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》，電力系統(tǒng)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)可分為以下幾級：A級，保持穩(wěn)定運行和電網(wǎng)的正常供電（單一故障）；B級，保持穩(wěn)定運行，但允許損失負(fù)荷（單一嚴(yán)重故障）；C級，當(dāng)系統(tǒng)不能保持穩(wěn)定運行時，必須防止系統(tǒng)崩潰，并盡量減少負(fù)荷損失（多重嚴(yán)重故障);D級，在滿足規(guī)定條件下，允許局部系統(tǒng)作短時間的非同步運行。根據(jù)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)分類所確定的穩(wěn)定計算

4、擾動等級，宜按如下原則分級：I級單一輕微故障(單回聯(lián)絡(luò)線發(fā)生單相瞬時故障，或者單一電壓等級多回聯(lián)絡(luò)線中的一回線發(fā)生單相永久性故障)。I級單一嚴(yán)重故障(相間短路故障，含三相短路)。I級三相短路后斷路器單相拒動等多重故障造成兩個以上元件跳閘。 </p><p>　　2、穩(wěn)定計算運行方式 </p><p>　　1）電力系統(tǒng)接線方式 </p><p>　　(1)正常接線方式

5、 </p><p>　　(2)檢修接線方式。由于所研究斷面至少有一個電網(wǎng)元件在切除狀態(tài)，從而明顯地減小了該斷面的穩(wěn)定功率傳輸極限。 </p><p>　　2）電力系統(tǒng)潮流方式 </p><p>　　(l)正常潮流方式。 </p><p>　　(2)加重潮流方式。是指在特殊情況下發(fā)電機組超額定出力按最大允許值發(fā)電或在低谷負(fù)荷下為不失水資源水電超

6、發(fā)等非常規(guī)加重所研究斷面?zhèn)鬏敵绷鞣绞健?</p><p><b>　　3、主要計算內(nèi)容 </b></p><p>　　以合理配置安全自動裝置為計算目的，應(yīng)重點計算所研究電力系統(tǒng)或某個斷面正常接線正常潮流方式下發(fā)生Ⅱ、Ⅲ級擾動或加重潮流方式下及檢修接線正常潮流方式下發(fā)生Ⅰ、Ⅱ級擾動情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定水平，確定相應(yīng)控制措施。 </p><p>　　當(dāng)

7、系統(tǒng)不能保持穩(wěn)定運行時，找出異步運行的相關(guān)斷面，以區(qū)域內(nèi)功率相對平衡等為原則，確定分區(qū)解列點。 </p><p>　　4、穩(wěn)定計算結(jié)果分析 </p><p>　　在穩(wěn)定計算結(jié)果基礎(chǔ)上，考慮計算采用基礎(chǔ)信息的不完全性、計算誤差及裝置誤差等因素，留有一定裕度后，給出綜合分析穩(wěn)定結(jié)論。 </p><p>　　三、對安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的基本要求 </p><

8、;p>　　對安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的基本的要求包括以下幾方面： </p><p><b>　　1可靠性 </b></p><p>　　可靠性是指裝置該動作時動作(信賴性)，不該動作時不動作(安全性)。該動作時不動作為拒動，不該動作時動作為誤動。 </p><p>　　安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)與繼電保護裝置相比更強調(diào)可靠性要求，繼電保護的可靠性被破壞的后

9、果只造成一個元件誤動或拒動，而安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)拒動將會破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，誤動造成局部系統(tǒng)負(fù)荷或機組損失，后果嚴(yán)重，在可靠性要求中，必須強調(diào)安全性。 </p><p><b>　　2有效性 </b></p><p>　　對于安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的控制有效性要求，可分為兩個方面。其一是指在系統(tǒng)發(fā)生較大擾動，為保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行而控制局部機組出力或負(fù)荷時，所給出的控制量要滿足穩(wěn)

10、定要求。裝置動作后，如果控制量不足，系統(tǒng)仍處于失穩(wěn)狀態(tài)，起不到穩(wěn)定控制的作用或作用很小。其二是指控制對象的選擇問題，如快速減出力的控制對象可能有幾個機組或電廠時，應(yīng)尋求有效性高的對象加以控制。 </p><p><b>　　3選擇性 </b></p><p>　　安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)是分層分區(qū)控制的。安全穩(wěn)定控制裝置保護對象的界面雖不像繼電保護那么明確，但也有一定范圍。遠(yuǎn)

11、距離送電發(fā)電廠的穩(wěn)定控制裝置的主要保護范圍為電廠出線，最多延伸到下一級出線故障后的穩(wěn)定控制。而網(wǎng)間的穩(wěn)定問題則需由網(wǎng)間裝置來完成，必要時，其控制措施的執(zhí)行可通過發(fā)電廠的裝置來實現(xiàn)。因此，安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)須保證協(xié)調(diào)控制，滿足選擇性要求。 </p><p><b>　　4適應(yīng)性 </b></p><p>　　為滿足不同時期電力系統(tǒng)發(fā)展要求及不同控制要求，裝置宜有一定適應(yīng)性

12、。裝置的軟、硬件按功能宜做到模塊化、系列化。 </p><p>　　四、安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的構(gòu)成原則 </p><p>　　1、安全穩(wěn)定控制裝置的配置及構(gòu)成 </p><p>　?。?）在正常接線及正常潮流方式下，電力系統(tǒng)發(fā)生Ⅱ、Ⅲ級擾動，或正常接線加重潮流方式及檢修接線正常潮流方式下，電力系統(tǒng)發(fā)生Ⅰ、Ⅱ級擾動，僅靠系統(tǒng)一次網(wǎng)架不能達(dá)到A級系統(tǒng)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)配置安全穩(wěn)

13、定控制裝置。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生相應(yīng)擾動，采取相應(yīng)控制措施，宜使之達(dá)到B級穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　?。?）裝置按雙重配置考慮。由單一裝置中三取二等起動邏輯控制實現(xiàn)安全穩(wěn)定控制可靠性中的安全性；通過雙重冗余配置達(dá)到可靠性中的信賴性要求。 </p><p>　　（3）安全穩(wěn)定控制裝置可以按集中控制式或就地控制式構(gòu)成。應(yīng)盡量采取就地控制的裝置，以減少對通道的依賴性。 </p>&

14、lt;p>　?。?）強調(diào)裝置在滿足其主要功能要求下，盡量簡化。一些后備功能(如振蕩解列等)不要與安全穩(wěn)定控制裝置主保護合在一起，以免使安全穩(wěn)定控制裝置本身過分復(fù)雜又達(dá)不到冗余后備控制的目的。裝置構(gòu)成要簡化的另一個重要原因是易做到模塊化、規(guī)范化，縮短生產(chǎn)周期。 </p><p>　　2、自動消除異步裝置 </p><p>　　自動消除異步運行，是一種非常重要的穩(wěn)定控制措施。在研究區(qū)域內(nèi)

15、，為任一可能異步運行的斷面配置相應(yīng)的振蕩解列裝置，可將兩個同步運行的部分解列而實現(xiàn)自動消除異步運行。在較重要的斷面，宜配置雙重自動消除異步運行裝置，主裝置作用于解列，后備裝置作為主裝置后備，帶延時作用于解列。 </p><p>　　3、自動限制頻率升高/降低裝置 </p><p>　　自動限制頻率升高/降低裝置應(yīng)覆蓋任何獨立運行地區(qū)(包括整個電力系統(tǒng))，亦包括那些由于異步方式而被自動控制解

16、列出來的系統(tǒng)。通過限制頻率降低/升高裝置的動作來進行切負(fù)荷/切機控制，以實現(xiàn)限制缺額/過剩系統(tǒng)頻率降低/升高。此二類裝置一般為分散配置，同類配置間可實現(xiàn)互為備用方式。 </p><p>　　4、自動限制電壓降低/升高裝置自動限制電壓降低/升高裝置，是防止事故后電力系統(tǒng)某些節(jié)點的電壓降低/升高到不允許值可能導(dǎo)致出現(xiàn)電壓崩潰/設(shè)備損壞。此類裝置根據(jù)專門計算結(jié)果確定具體配置。 </p><p>

17、　　5、自動限制設(shè)備過載裝置自動限制設(shè)備過載裝置在允許時間內(nèi)限制電氣設(shè)備超過允許的過電流值。假如電流沒有超過可手控時間(如20min)及以上的允許值，可不裝設(shè)自動限制設(shè)備過載裝置。目前我國尚沒有設(shè)備過電流與允許時間關(guān)系的有關(guān)規(guī)定，僅能參照國外有關(guān)經(jīng)驗數(shù)據(jù)。自動限制設(shè)備過載裝置可按被監(jiān)視的電流及其持續(xù)時間以階梯式實現(xiàn)對發(fā)電廠減出力或切負(fù)荷等控制。 </p><p>　　五、安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的應(yīng)用 </p>

18、;<p>　　南瑞繼保公司生產(chǎn)的RCS-992A系列穩(wěn)控裝置采用了模塊化、主從式結(jié)構(gòu)，整套系統(tǒng)由多個相對獨立的模塊組合而成。系統(tǒng)由主機RCS-992A從機RCS990A，通信復(fù)接裝置MUX-22A、MUX-64B和MUX-2M等共同構(gòu)成。主站、子站和執(zhí)行站裝置的硬件結(jié)構(gòu)基本一致，只是當(dāng)穩(wěn)控系統(tǒng)較大時，主站需擴展通信接口，而子站用于與主站和執(zhí)行站的通信接口較少，執(zhí)行站可能只需要一個通信接口用于與主站或子站通信。每個站均由一套

19、主機和數(shù)套從機構(gòu)成，需要時還有信號復(fù)接設(shè)備。 </p><p>　　子站主機負(fù)責(zé)與其他站的裝置通信、接收本站從機采集的數(shù)據(jù)和判別結(jié)果、實施穩(wěn)定控制策略，從機負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、計算，判別線路（主變、機組）是否運行、及判別線路（主變、機組、母線）是否跳閘及故障形式等，并執(zhí)行主機下發(fā)的命令；從機同時需要進行與系統(tǒng)運行方式無關(guān)的穩(wěn)定控制功能的實施，如變壓器或線路的過負(fù)荷判別等。 </p><p>　　

20、某地區(qū)聯(lián)變過載遠(yuǎn)切負(fù)荷穩(wěn)控系統(tǒng)由A、B、C、D、E變電站的穩(wěn)控裝置通過通訊通道連接而成。該穩(wěn)定控制系統(tǒng)A站為主站，其他站均為遠(yuǎn)方切負(fù)荷執(zhí)行站。各站間采用2M光纖通信，A站裝置系統(tǒng)由500kV向220kV送電時主編過載三輪動作，向其他4個站發(fā)送切負(fù)荷命令，E站作為第三輪次遠(yuǎn)切負(fù)荷子站。 </p><p><b>　　六、結(jié)束語 </b></p><p>　　安全穩(wěn)定控制

21、系統(tǒng)是提高電網(wǎng)輸送能力、保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要手段。要達(dá)到其目的必須有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、原則制約；確定符合我國電力系統(tǒng)實際情況的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計原則已是當(dāng)務(wù)之急。本文提出的有關(guān)原則，能起到應(yīng)有的作用。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]穆國強.城市局部電網(wǎng)的穩(wěn)定控制研究[J]. 電網(wǎng)技術(shù). 2005(18) </p&