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电网跳闸!负荷控制在孤网电压稳定中的应用

导读:本论文可用于电网跳闸论文范文写作参考研究。

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摘 要:由于受到多种因素的影响,孤网电压失稳现象经常发生.尤其是在极端恶劣天气条件下,这种情况严重影响了用户的正常生产生活.文章结合具体实例,就负荷控制在孤网电压稳定中的应用进行了探讨.

关键词:负荷控制;孤网;联络线转换功率限制;低频减负荷总投入量;N-1 准则

中图分类号:TM712      文献标识码:A     文章编号:1009-2374(2011)10-0096-02

在极端恶劣气候条件下,因为孤网电网的装机功率逐渐缩小,负荷也逐步降低,整个电网的抵抗冲击的能力必然进一步减弱,从而造成电网的可靠性能欠佳.针对复杂多变的网架构架和日益严重的电力保护情形,怎样保证电网的安全可靠性是电力系统应急救援的工作重点.笔者将一部分孤网运营中怎样保持系统安全可靠性的经验归纳下来,这些经验是在多年应急救援抢险实践中取得的珍贵知识.

一、孤网的概念和特性

一个孤立的电网简称为孤网,通常指的是从大功率的电网中分离出来的小功率的电网.单机最大的装机功率小于电网总功率的8%的电网,即可称之为大电网.例如,我国南方电网的单机网功率早就远远小于1%,能够称之为无限制的大电网.单机的网功率比大于8%的电网,都称之为小网,在最不利的气候条件下,如果电网的单机网功率比为33.3%(250/750),这肯定是小功率电网了,独立运营的小功率电网叫作孤网.

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根据电力建设相关规范,电网中单一机组功率应该小于电网总功率的8%,以确保当该机组出现超甩负荷现象时,也不会妨碍到电网的有效运转.电网中的每组机组,通常都存在10%~15%的超载量,万一哪个组机组出现甩负荷现象,而且该机组的功率小于电网功率的8%,此时电网所消失的功率能够短时间由网中其余机组的超载量承担.这样电网的频率会降低0.2赫兹,不会对电网的安全可靠性产生影响.相反,孤网对系统负载变动非常灵敏,很小的负载变动均会造成频率的强烈变动,特别是大型电路、联络电源线的跳闸会造成系统频率的急剧降低和发电机组的跳闸,频率失去控制时将造成全部机组跳闸、系统失效.

二、限制负荷保持平稳

针对时刻变化中的网架构造、各种各样的开机方法,以及技术的日新月异,如何才能在确保电网安全可靠运营的前提条件下加强负载控制呢换句话说,如何利用控制负载来保证电网安全可靠性呢其原理和作用又如何呢

(一)满足N-1 准则

N-1准则是指,一个一个切断线路、变压器等单元,检验其余单元有没有由于该单元超过负荷和电网电压过低,以验证电网的结构强度以及运转形式能否符合安全运营条件.例子:某一发电厂(2×250兆瓦)到220千伏变电站三回线是一个孤立电网运营的基本电源支持.当三回线平稳有效运行时,每跳闸一回线其余两回还能够最少输出600兆瓦(实际工作中,最大输出电力为500兆瓦),其余两回线路都没有超负荷,三回线平稳有效运营充分符合N-1准则.三回线路运行时,当发电厂满负荷500兆瓦,一回线忽然跳闸,如果其余两回又跳闸一回,则剩余的一回就容易因过热烧掉或者超出负荷而跳闸,电网就会失掉发电厂的所有电源,而且会造成其余电网频率的急剧降低.要想预防该情形的发生,一旦三回线跳闸一回,其余两回总负载必须要立刻控制在300兆瓦之内,从而又一次符合N-1原则.相同的原理,要方法有必要进行I回线路检查修复,则其余两回的截面功率也应该要限制在300兆瓦之内才可以符合N-1,以保证系统的平稳有效安全运行.

(二)联络线转换功率限制趋近为0

利用一条联络线联接的两个子系统如果电源(包括小型水电站)和负荷可以保证大致平衡,当联络线跳闸之时,保证平稳可靠最佳的办法是让其不能进行功率转换.这也意味着,单独的负载和发电厂输出电力维持大致相当.在此情形下要是联络线路出现跳闸,对于两个子系统的不良影响降至最小,对系统频率几乎不造成冲击.相反,电源输出端输出电力没有出口就会造成频率升高,严峻情形下将会造成发电厂高频率切机或转子超过速度而跳闸,接收端将会由于失掉大功率电源而出现:电网提供的有功大大小于系统需要的有功,主动甩掉部分不重要的负荷,提高电网供电质量的甩负荷,造成发电厂的机组因频率过低而跳闸.

(三)按照低频减负荷总投入量1/2 限制

低频率减负载的一般规定有3个:(1)总的投切量必须不比同一个网区总负载量的44%更低;(2)跳闸总共可分成七轮;(3)于第六、七轮中所切负荷中选择4%的平稳负载设定成为延续时间为20秒行动的特别轮,以此保证系统频率复原至49赫兹之上(系统频率降低为47.8赫兹低频减少负载七轮所有行动后要是还没有复原系统频率,此时电网便会失掉所有限制行为,频率不断降低,一直下降到47.5赫兹,再过2秒后转入孤网运转的极点方式,发电厂220千伏系统出于保护或安全自动装置动作或按规定的要求,解开相互连接使其单独运行的操作.即切除1台机,单机带110千伏的负荷).

在这一过程中,轮次高则说明频率下降的情况比较厉害,有必要消减的负荷数量较多,电网频率发生崩毁溃散的概率就越高.从另一个方面而言,假若电源突然丢失或者负荷莫名的上升占总负荷的比例较低,频率下降的区间也就减少,低频减负荷装置动作也就相应的减少,这样一来就说明系统的稳定性较高.出于既要保证供电负荷又要确保系统稳定的双重要求,我们可以将单一通道的电源输出功率把握在20%之内即可.

这样就可以有效确保单一通道跳闸低频减少负载的动作所切负荷恢复之前(因为低频减少负载所切的负荷无法实现重合,而且还需要满足系统稳定的要求以及调度的同意方能实现恢复,恢复所需要花费的时间通常在30分钟以上)系统还可以允许另一个断面跳闸来确保频率的稳定.20%系统总负荷数量其实质也就是44%总投切量的一半以下,这样既能够有效保障避免因为单通道跳闸后系统发生崩溃,同时也能够在长时间之内另一断面跳闸留有了数量足够的备用负荷.

上述三种控制负荷确保系统有效稳定的目的以及作用并不是完全一样,其所能够适用的条件也不尽相同.我们可以这样的理解,两个及其以上的通道要能够确保N-1原则方可以有效控制设备不至于发生过载的情况;假若是单一通道就有必要控制在低频减负荷投切量的一半以内,从而确保电网频率可靠稳定;为了保证电网系统的稳定性,以及不影响用户正常用电,应当将平衡系统间联络线功率控制为0.

总之,这三种负荷控制方案是孤网电压稳定的重要控制手段.我们在实际工作中,必须根据实际情况,对这三方案进行灵活组织运用,以确保整个电网系统的频率稳定性.

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参考文献

[1]   王奔.电力系统电压稳定[M].北京: 电子工业出版社,2008.[2]   戴剑锋,等.基于负荷裕度随机特性的电压失衡概率问题研究[J].中国电机工程学报,2006,(13).

[3]   苏永春,等.电力系统电压稳定性及其研究现状[J].电力自动化设备,2006 ,(6 ).

(责任编辑:文 森)

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