基于功率平衡保護(hù)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(kuò)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(shí)有發(fā)生，而由此引起的損失也越來越大，對(duì)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(jì)算的緊急控制方法存在計(jì)算復(fù)雜、基于仿真計(jì)算的控制對(duì)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(shí)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(jìn)一步惡化等缺點(diǎn)，因此本文提出了功率平衡緊急控制措施，以功率平衡保護(hù)原理為計(jì)算依據(jù)實(shí)施緊急負(fù)荷/機(jī)組控制操作，在系統(tǒng)頻率和電壓出現(xiàn)大的波動(dòng)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(diǎn)在故障前后基本潮流方向和功率大小的穩(wěn)定，減少對(duì)系統(tǒng)負(fù)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(duì)功率平衡保護(hù)原理進(jìn)行了闡述，介紹了有功功率平衡保護(hù)原理的數(shù)學(xué)公式及無功功率平衡保

3、護(hù)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(dòng)判據(jù)及控制流程，同時(shí)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(duì)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(fù)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(fù)荷和緊急機(jī)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(dòng)態(tài)安全評(píng)估方法的基礎(chǔ)上，基于動(dòng)態(tài)潮流計(jì)算的逐步積分法和暫態(tài)能量函數(shù)法分別推導(dǎo)出進(jìn)行功率平衡緊急控制后的系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率的計(jì)算公式，應(yīng)用仿真算例對(duì)功率平衡緊急控制后的系統(tǒng)進(jìn)行了暫態(tài)頻率穩(wěn)定分析。 本文重點(diǎn)對(duì)功率平衡緊急控制的時(shí)間和地點(diǎn)選擇進(jìn)行了深入研究。首先通過對(duì)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(jì)算公式，在同一坐標(biāo)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(shí)間計(jì)算方法，隨后基于節(jié)點(diǎn)與故障地點(diǎn)的電氣距離提出了緊急負(fù)荷/機(jī)組分層控制手段，以及功率平衡緊急控制的動(dòng)態(tài)控制對(duì)策表的生成方法，提出了基于分層負(fù)荷/機(jī)組控制的功率平衡緊急控制實(shí)際控制量的計(jì)算公式，最后運(yùn)用仿真算例對(duì)功率平衡緊急控制時(shí)間的計(jì)算結(jié)果及分層負(fù)荷/機(jī)組控制方法進(jìn)行了驗(yàn)證。 本文最后對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)并