電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(dòng)裝置；設(shè)計(jì)原則 </p><p>　　中圖分類號(hào)： TM71

2、2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào) </p><p><b>　　一、引言 </b></p><p>　　隨著電力行業(yè)的迅速發(fā)展，大機(jī)組、超長線路不斷增加，電網(wǎng)的規(guī)模也隨之不斷擴(kuò)大。本文參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中宜遵守的有關(guān)原則進(jìn)行探討。 </p><p>　　二、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計(jì)算分析原則 </p

3、><p>　　1、穩(wěn)定計(jì)算擾動(dòng)等級(jí) </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(jí)：A級(jí)，保持穩(wěn)定運(yùn)行和電網(wǎng)的正常供電（單一故障）；B級(jí)，保持穩(wěn)定運(yùn)行，但允許損失負(fù)荷（單一嚴(yán)重故障）；C級(jí)，當(dāng)系統(tǒng)不能保持穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，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(jí)，在滿足規(guī)定條件下，允許局部系統(tǒng)作短時(shí)間的非同步運(yùn)行。根據(jù)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)分類所確定的穩(wěn)定計(jì)算

4、擾動(dòng)等級(jí)，宜按如下原則分級(jí)：I級(jí)單一輕微故障(單回聯(lián)絡(luò)線發(fā)生單相瞬時(shí)故障，或者單一電壓等級(jí)多回聯(lián)絡(luò)線中的一回線發(fā)生單相永久性故障)。I級(jí)單一嚴(yán)重故障(相間短路故障，含三相短路)。I級(jí)三相短路后斷路器單相拒動(dòng)等多重故障造成兩個(gè)以上元件跳閘。 </p><p>　　2、穩(wěn)定計(jì)算運(yùn)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(gè)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(jī)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(jì)算內(nèi)容 </b></p><p>　　以合理配置安全自動(dòng)裝置為計(jì)算目的，應(yīng)重點(diǎn)計(jì)算所研究電力系統(tǒng)或某個(gè)斷面正常接線正常潮流方式下發(fā)生Ⅱ、Ⅲ級(jí)擾動(dòng)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(jí)擾動(dòng)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(yùn)行時(shí)，找出異步運(yùn)行的相關(guān)斷面，以區(qū)域內(nèi)功率相對(duì)平衡等為原則，確定分區(qū)解列點(diǎn)。 </p><p>　　4、穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果分析 </p><p>　　在穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上，考慮計(jì)算采用基礎(chǔ)信息的不完全性、計(jì)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(duì)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的基本要求 </p><

8、;p>　　對(duì)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(dòng)作時(shí)動(dòng)作(信賴性)，不該動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作(安全性)。該動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作為拒動(dòng)，不該動(dòng)作時(shí)動(dòng)作為誤動(dòng)。 </p><p>　　安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)與繼電保護(hù)裝置相比更強(qiáng)調(diào)可靠性要求，繼電保護(hù)的可靠性被破壞的后

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

10、定要求。裝置動(dòng)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(duì)象的選擇問題，如快速減出力的控制對(duì)象可能有幾個(gè)機(jī)組或電廠時(shí)，應(yīng)尋求有效性高的對(duì)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(hù)對(duì)象的界面雖不像繼電保護(hù)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(hù)范圍為電廠出線，最多延伸到下一級(jí)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(shí)，其控制措施的執(zhí)行可通過發(fā)電廠的裝置來實(shí)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(shí)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>　　（1）在正常接線及正常潮流方式下，電力系統(tǒng)發(fā)生Ⅱ、Ⅲ級(jí)擾動(dòng)，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(jí)擾動(dòng)，僅靠系統(tǒng)一次網(wǎng)架不能達(dá)到A級(jí)系統(tǒng)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，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(dòng)，采取相應(yīng)控制措施，宜使之達(dá)到B級(jí)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(dòng)邏輯控制實(shí)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(duì)通道的依賴性。 </p>&

14、lt;p>　?。?）強(qiáng)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(hù)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(gè)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(dòng)消除異步裝置 </p><p>　　自動(dòng)消除異步運(yùn)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(yùn)行的斷面配置相應(yīng)的振蕩解列裝置，可將兩個(gè)同步運(yùn)行的部分解列而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消除異步運(yùn)行。在較重要的斷面，宜配置雙重自動(dòng)消除異步運(yùn)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(shí)作用于解列。 </p><p>　　3、自動(dòng)限制頻率升高/降低裝置 </p><p>　　自動(dòng)限制頻率升高/降低裝置應(yīng)覆蓋任何獨(dú)立運(yùn)行地區(qū)(包括整個(gè)電力系統(tǒng))，亦包括那些由于異步方式而被自動(dòng)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(dòng)作來進(jìn)行切負(fù)荷/切機(jī)控制，以實(shí)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(shí)現(xiàn)互為備用方式。 </p><p>　　4、自動(dòng)限制電壓降低/升高裝置自動(dòng)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(diǎn)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(jì)算結(jié)果確定具體配置。 </p><p>

17、　　5、自動(dòng)限制設(shè)備過載裝置自動(dòng)限制設(shè)備過載裝置在允許時(shí)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(shí)間(如20min)及以上的允許值，可不裝設(shè)自動(dòng)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(shí)間關(guān)系的有關(guān)規(guī)定，僅能參照國外有關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。自動(dòng)限制設(shè)備過載裝置可按被監(jiān)視的電流及其持續(xù)時(shí)間以階梯式實(shí)現(xiàn)對(duì)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(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊組合而成。系統(tǒng)由主機(jī)RCS-992A從機(jī)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(shí)，主站需擴(kuò)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(gè)通信接口用于與主站或子站通信。每個(gè)站均由一套

19、主機(jī)和數(shù)套從機(jī)構(gòu)成，需要時(shí)還有信號(hào)復(fù)接設(shè)備。 </p><p>　　子站主機(jī)負(fù)責(zé)與其他站的裝置通信、接收本站從機(jī)采集的數(shù)據(jù)和判別結(jié)果、實(shí)施穩(wěn)定控制策略，從機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、計(jì)算，判別線路（主變、機(jī)組）是否運(yùn)行、及判別線路（主變、機(jī)組、母線）是否跳閘及故障形式等，并執(zhí)行主機(jī)下發(fā)的命令；從機(jī)同時(shí)需要進(jìn)行與系統(tǒng)運(yùn)行方式無關(guān)的穩(wěn)定控制功能的實(shí)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(shí)主編過載三輪動(dòng)作，向其他4個(gè)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(yùn)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(shí)際情況的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(xiàn)： </b></p><p>　　[1]穆國強(qiáng).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&