粵西電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的研究及實施

1、<p>　　粵西電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的研究及實施</p><p>　　摘要：本文在研究粵西電網(wǎng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上以正常大方式和極限大方式為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對粵西電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)控制策略進行深入計算分析，提出了粵西安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的具體實施方案并校核了本穩(wěn)控策略在西電東送交流功率增長后的適應(yīng)性。經(jīng)聯(lián)機調(diào)試論證，該系統(tǒng)能完全滿足粵西電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行要求。目前該系統(tǒng)已順利通過廣東電網(wǎng)公司相關(guān)專家及我局技術(shù)人員驗收，并于

2、2011年9月掛網(wǎng)運行。 </p><p>　　Abstract： In this dissertation, through the study of th security and stability control system structure, setting principles, performance checking, technical requirements of software an

3、d hardware design, and combined with the status quo in Western Guangdong Guangdong Power Grid, proposed security and stability control strategy which was in line with the stability of the system and the accidents in situ

4、 load balancing. At present the system has successfully passed acceptance by the relevant expert</p><p>　　關(guān)鍵字：安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)，控制策略，實施方案， 茂名控制子站 </p><p>　　Keyword：Security and stability control system;c

5、ontrol strategy; implementation of the program；control substation of MaoMing </p><p>　　中圖分類號：U665.12文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　1 前言 </b></p><p>　　隨著電力的聯(lián)網(wǎng)及市場化，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定受

6、到越來越多的重視。要確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，必須建立電力系統(tǒng)安全防御體系，它主要包括合理的一次網(wǎng)架、優(yōu)良的一次設(shè)備、健全有效的三道防線、高效的調(diào)度運行及管理等方面，是一個大的系統(tǒng)工程，涉及到一次、二次、運行、管理等多方面。第三道防線不針對特定的運行方式及故障形態(tài)，適合分散、就地配置[1]。 </p><p>　　2 粵西電網(wǎng)的現(xiàn)狀及存在的問題 </p><p>　　粵西電網(wǎng)主要由湛江電網(wǎng)、茂

7、名電網(wǎng)、陽江電網(wǎng)組成，它是南方電網(wǎng)西電東送交流通道在廣東的其中一個入口。目前湛江電網(wǎng)依靠500kV港城站的500kV港茂甲、乙線與茂名電網(wǎng)聯(lián)系，向茂名電網(wǎng)輸送功率；茂名電網(wǎng)作為連接湛江電網(wǎng)和陽江電網(wǎng)的樞紐，除了接受湛江電網(wǎng)輸送的功率，還通過500kV玉茂一、二線接受廣西500kV玉林站的輸送功率，然后通過500kV江茂甲、乙線送往陽江電網(wǎng)。粵西電網(wǎng)結(jié)構(gòu)見圖1。 </p><p>　　隨著500kV江茂乙線和200

8、kV河春線的投運及廣東（通過湛江500kV港城站）與海南電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)，粵西電網(wǎng)的網(wǎng)架和潮流都發(fā)生很大的變化，因此原粵西穩(wěn)控系統(tǒng)的策略及功能將不再適應(yīng)，需對其進行改造和調(diào)整。 </p><p>　　3粵西電網(wǎng)穩(wěn)控系統(tǒng)控制策略的研究 </p><p>　　3.1粵西電網(wǎng)220kV電廠的送出問題分析 </p><p>　　（1）220kV茂名電廠送出的穩(wěn)定問題。當(dāng)茂名電廠裝

9、機容量為700MW時，茂名電廠任一出線故障跳閘均無元件過載；當(dāng)220kV茂榭甲乙線故障斷開時，余下的單回茂河線將過載，此時切除茂名電廠機組即可解決。當(dāng)茂名電廠裝機容量升至1100MW時，若220kV蝶茂線仍處于熱備用狀態(tài)，按照N-1原則，電廠出力需控制出力在900MW以內(nèi)，若在此方式下發(fā)生220kV茂榭甲乙線故障跳閘，茂河線嚴(yán)重過載，需切除茂名電廠大量機組容量。 </p><p>　　（2）220kV湛江電廠送出

10、的穩(wěn)定問題。湛江電廠有4臺300MW機組，通過7回220kV線路送出。正常方式下，湛江電廠任一送出線路故障跳閘均無元件過載，任意雙回送出線路故障跳閘后也均無元件過載。經(jīng)計算分析，當(dāng)湛霞雙回檢修湛坡雙回線故障（或湛坡雙回檢修湛霞雙回線故障）時，赤椹線將會過載31%，此時切除湛江電廠1臺機組即可?？紤]到此方式非常特殊，建議避免安排湛霞或湛坡雙回同時檢修，事前控制。 </p><p>　　3.2茂湛電網(wǎng)與主網(wǎng)解環(huán)運行時

11、的穩(wěn)定問題 </p><p>　　正常方式下，茂湛與陽江電網(wǎng)將解開電磁環(huán)網(wǎng)運行，該片電網(wǎng)穩(wěn)定性良好，任一元件或任意雙回線路故障均沒有穩(wěn)定問題。其中當(dāng)江茂甲乙線雙回故障斷開時，羅洞、賢令山片電壓略低（約0.97pu），而茂名片電壓略高（約1.08pu）。 </p><p>　　3.3茂湛電網(wǎng)與主網(wǎng)環(huán)網(wǎng)運行時的穩(wěn)定問題 </p><p>　　若茂名與陽江電網(wǎng)保持電磁環(huán)網(wǎng)

12、運行，最大的問題是江茂甲乙線雙回故障斷開將導(dǎo)致220kV蝶茂線和河春線嚴(yán)重過載，陽江片電壓降低。此時采取切粵西電網(wǎng)的機組均有效，為使策略簡單可行，建議仍保持原來的切除茂名電廠與湛江電廠機組的措施。在此方式下，220kV網(wǎng)絡(luò)是關(guān)鍵元件，不建議采取解環(huán)的措施。 </p><p>　　當(dāng)220kV蝶茂線或者河春線檢修時，若500kV江茂甲乙雙回故障斷開，則潮流大幅度地轉(zhuǎn)移到余下的220kV線路，此時需將湛江與茂名電廠的

13、大部分機組均切除，才能使線路恢復(fù)事故限流以下，措施量很大。因此，建議在220kV蝶茂線或者河春線檢修時，茂名與陽江電網(wǎng)采取合環(huán)的方式運行，以提高粵西電網(wǎng)的電力送出能力。 </p><p><b>　　3.4分析結(jié)論 </b></p><p>　　通過對粵西電網(wǎng)各種運行方式下的詳細計算分析，可得結(jié)論如下： </p><p>　?。?）一般情況下，

14、粵西電網(wǎng)與主網(wǎng)僅以500kV江茂甲乙線雙回線相連，通過對多種運行工況的分析計算，若雙回線的潮流控制在一定的潮流水平之內(nèi)，雙回線故障跳閘后系統(tǒng)可以保持穩(wěn)定。 </p><p>　?。?）若茂湛電網(wǎng)與主網(wǎng)需以電磁環(huán)網(wǎng)方式運行，則500kV江茂甲乙線雙回線故障后220kV線路將嚴(yán)重過載，存在熱穩(wěn)問題，須采取切機措施，機組的需切量可以通過500kV江茂甲乙線雙回線與兩回220kV線路的潮流和來確定。對于此熱穩(wěn)定問題，切機

15、的靈敏度較低，約18%。計算表明切除茂名電廠的機組最為有效、湛江電廠次之、奧里油電廠第三。 </p><p>　?。?）茂湛電網(wǎng)與主網(wǎng)需合環(huán)時，建議雙回220kV線路同時合環(huán)，以免嚴(yán)重故障下僅余1回220kV線路嚴(yán)重過載，導(dǎo)致切機措施量很大。 </p><p>　　（4）500kV港茂雙回線跳閘時，粵西電網(wǎng)的動態(tài)穩(wěn)定性較聯(lián)網(wǎng)前有所減弱，務(wù)必在奧里油電廠投運前做好PSS試驗，選用合適的參數(shù)，

16、以期提高該片電網(wǎng)的動態(tài)穩(wěn)定性。 </p><p>　?。?）在西電的各種極其惡劣的檢修方式下，若500kV江茂甲乙線雙回線故障跳閘，有可能存在穩(wěn)定問題，需通過事前控制來解決。 </p><p>　?。?）茂名電廠在出線檢修方式下，若發(fā)生茂榭雙回線故障，存在熱穩(wěn)定問題，采用出線過載聯(lián)切機組可以解決。 </p><p>　　（7）湛江電廠出線非常多，只有在湛霞與湛坡四回

17、線路同時失去時才有可能出線熱穩(wěn)定問題，只要避開此種檢修方式即可。 </p><p>　　4粵西電網(wǎng)安全穩(wěn)控系統(tǒng)的實施方案 </p><p>　　為了確保廣東電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，在處于廣東電網(wǎng)接受西電入口處的500kV茂名站裝設(shè)安全穩(wěn)定控制子站裝置，在220kV陽江站、河?xùn)|站、漠南站、菠蘿園、開平站、茂名電廠、湛江電廠、奧里油電廠各裝設(shè)一套安全穩(wěn)定控制執(zhí)行站裝置。用以解決江茂雙回線、港茂雙回

18、線跳閘后引起的系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定及茂湛地區(qū)熱穩(wěn)問題。具體實施方案見圖1(其中茂名站、江門站、玉林站、港城站為500kV變電站，其余的為220kV變電站)。 </p><p>　　圖1粵西電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)實施方案 </p><p>　　4.1江茂斷面、港茂斷面功率的計算公式 </p><p>　　茂名子站實時監(jiān)測500kV江茂甲、乙線斷面（以下簡稱江茂斷面）和500kV

19、港茂甲、乙線斷面（以下簡稱港茂斷面）的潮流及運行狀況。 </p><p>　　江茂斷面（圖2所示中控制斷面1）： </p><p>　　Pdm1＝Pjm＋Pmy＋Phch （4-1） </p><p>　　其中：Pjm表示江茂甲、乙線輸送功率；Pmy表示茂陽線輸送功率；Phch表示河春線輸送功率。 </p><p>　　港茂斷面（圖2所示中控

20、制斷面2）： </p><p>　　Pdm2=Pgm（4-2） </p><p>　　Pgm表示500kV港茂甲、乙線的輸送功率之和 </p><p>　　線路功率方向以流出母線為正方向，流入母線為負方向。 </p><p><b>　　4.2切負荷方案 </b></p><p>　　茂名子站可接

21、收河?xùn)|站、陽江站、漠南站和開平站的110kV、10kV線路的可切負荷量。 </p><p>　　執(zhí)行站可設(shè)置本站每條負荷線路的切負荷優(yōu)先級，0表示不可切，1～N表示切負荷優(yōu)先級。執(zhí)行站向茂名子站上送每條負荷線路的優(yōu)先級和線路功率值。 </p><p>　　茂名子站可設(shè)置執(zhí)行站的切負荷優(yōu)先級，0表示執(zhí)行站所有負荷不可切，1～N表示執(zhí)行站優(yōu)先級。 </p><p>　　

22、茂名子站根據(jù)本站220kV線路過載情況計算出需切負荷量或根據(jù)江茂跳閘時控制措施中的雙回跳閘切負荷量定值，在總可切負荷中根據(jù)“優(yōu)先選切，最小過切” 原則計算出各執(zhí)行站應(yīng)切負荷量，并給各執(zhí)行站下發(fā)“應(yīng)切至**優(yōu)先級”的命令。 </p><p>　　4. 3切機組方案 </p><p>　　茂名子站可接收茂名電廠、湛江電廠和奧里油電廠等的可切機組量。 </p><p>　

23、　執(zhí)行站可設(shè)置本站每臺機組的切機優(yōu)先級，0表示不可切，1～N表示切機組優(yōu)先級。為保證機組與切機優(yōu)先級之間一一對應(yīng)，執(zhí)行站中各可切機組切機優(yōu)先級不可重復(fù)。執(zhí)行站向茂名子站上送每臺機組的優(yōu)先級和機組出力。 </p><p>　　茂名子站根據(jù)本站策略計算需切機組量，并在總可切機組中根據(jù)“優(yōu)先選切，最小過切”原則計算出各執(zhí)行站應(yīng)切機組量，并給執(zhí)行站下發(fā)“應(yīng)切至**優(yōu)先級”的命令。 </p><p>

24、;　　茂名子站可設(shè)置各電廠機組切機方式，“0”表示電廠機組均不可切；“1”表示暫穩(wěn)可切；“2”表示熱穩(wěn)可切；“3”表示暫穩(wěn)和熱穩(wěn)均可切電廠機組。子站在總可切機組中選擇應(yīng)切機組的原則如下： </p><p><b>　　5 結(jié)束語 </b></p><p>　　本文在研究粵西電網(wǎng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上以2011年正常大方式和極限大方式為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對粵西電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)控制策略進

25、行深入計算分析，提出了2011年粵西安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的配置方案并校核了本穩(wěn)控策略在西電東送交流功率增長后的適應(yīng)性。針對相應(yīng)的安穩(wěn)系統(tǒng)軟硬件配置、控制策略、系統(tǒng)功能進行分析論證、聯(lián)機調(diào)試，目前該系統(tǒng)已順利通過廣東電網(wǎng)公司相關(guān)專家及我局技術(shù)人員驗收，并于2011年9月掛網(wǎng)運行。關(guān)于粵西電網(wǎng)穩(wěn)控系統(tǒng)的研究，我們還需要進一步深入：硬件系統(tǒng)是在基于現(xiàn)有計算機技術(shù)水平基礎(chǔ)上開發(fā)的，其CPU信息處理、系統(tǒng)穩(wěn)定性和通信質(zhì)量等方面仍受很大的局限，尤其處理

26、信息量太大時存在死機現(xiàn)象，尚需解決。在控制策略方面，仍局限于“離線決策、實時匹配”的方式，控制方式上主要采用通過離線計算得出的策略表的形式，由于無法窮舉所有故障類型，控制策略表是否合理、完善有待在運行實踐中驗證。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]沈善德 劉取.現(xiàn)代電力系統(tǒng)的保護和安全自動裝置〔M〕. 北京，水利電力出版社，1

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