区域型安全稳定控制装置无故障跳闸判据运行分析

系统分析了区域型安控装置判断线路、主变等元件的无故障跳闸判据,针对电网潮流变化、直流输电系统双极闭锁、直流输电减负荷等运行情况下该判据暴露的问题,指出安控装置仅靠本地电气量判断线路本侧及对侧的无故障跳闸存在着一定的局限性,尤其是在直流输电的近端电网。根据安控装置在电网的各种运行工况下发生无故障跳闸后的控制要求,对直流输电近端电网的安控装置增加了开关量信号作为无故障跳闸的主判据,电气量作为辅助判据,并结合实际工程完成了无故障跳闸判据整改,较好地解决了该判据不完善的问题。     

电网安全稳定控制系统跳闸判据研究

针对传统电网安全稳定控制装置中广泛使用的无故障跳闸判据在潮流转移后对轻载线路可能误判为跳闸的问题,以分层区域集中式广域保护结构为例,基于分布系数法识别系统潮流转移,提出并分析一种新型综合跳闸判据。     

稳控装置无故障跳闸判据存在的问题及解决方案

为提高电网安全稳定控制系统运行的可靠性,提出防止无故障跳闸判据误判的诸多防误判据。指出在当前网内安全稳定控制系统中运行的仅基于本地电气量的无故障跳闸判据对一些方式和扰动的不适或缺陷。研究了安全稳定计算分析的稳定判据,指出应根据系统所要解决的具体稳定问题,有针对性地设计行之有效的防误判据。基于本地电气量的无故障跳闸判据,在结合了有效的防误判据之后,在各级电网的安全稳定控制系统中得到了广泛应用。运行经验表明,这些防误判据在保证安全稳定控制措施时效性的基础上,有效地提高了安全稳定控制系统运行的安全性,证明了防误判据的可靠性。     

协同多模接地控制的海洋核动力平台电网接地故障选线方法

海洋核动力平台电网包含核反应堆敏感负荷,不同接地故障条件下均需要快速准确选线并切除故障线路。为避免某些高频频带下不同线路间零序电流分布差异不明显造成选线误判,提出基于被选频带零序能量的选线方法,并通过零序能量阈值判别高过渡电阻接地故障。发生高过渡电阻接地故障时,为避免电流互感器极性测量误差导致选线误判,协同多模接地控制将中性点切换至小电阻接地方式。此时,系统零序电压、健全线路零序电流幅值降低,故障线路零序电流幅值升高,基于此可预判故障线路;为避免互感器一次侧电气量过小造成较大的测量误差,利用切换前系统零序电压与切换后预判故障线路首端零序电流间的相位差构建就地化选线判据。仿真与动模试验结果证明,所提方法在不同故障场景下均能够准确选线,满足现场应用要求。     

一起典型的保护误动作事故分析

对于微机型继电保护装置,用于零序功率方向判别都是采用自产零序电压和电流,虽然避免了采用外接零序电压电流可能出现的极性错误,但同样可能由于二次回路接线错误导致误判方向。以一实例说明了二次接线错误导致的保护误动作事故,对类似电网安全稳定运行提出了针对性的建议。     

稳定控制装置特高压交流线路无故障跳闸判据的改进

以全电流为主要判断对象的传统无故障跳闸判据基于电流全量。当线路跳闸前的运行电流幅值与跳闸后的充电电流幅值相当时发生无故障跳闸,将不能可靠地识别出线路跳闸。提出安全稳定控制装置特高压交流线路无故障跳闸判据的改进方法,该判据以电流的有功分量作为主要判断对象,在线路跳闸后最大程度地滤除电流的无功分量。新判据在保持传统判据逻辑不变的基础上进行适应性升级,适用于跳闸前后全电流幅值变化不大的线路无故障跳闸的识别。理论分析及动模试验证明了判据的可靠性。     

稳定控制所用交流设备跳闸判据的分析及应用

电力系统安全稳定控制装置的动作行为直接影响电网的安全运行。对设备跳闸、尤其是交流输电线路跳闸的正确判断是稳定控制装置正确动作的重要前提。论述了用电气量判断输电线路跳闸的必要性，研究、分析了线路跳闸电气量的变化特征，以及潮流转移、失步振荡、低频振荡等动态过程中电气量变化与线路跳闸的区别；对目前使用的跳闸判据及有关判别条件的正确含义进行了解释，分析了现场运行中所出现的误判事件的原因，指出目前使用的跳闸判据的正确性；提出了防止误判跳闸的有效措施。文中讨论的内容将有助于澄清目前国内在这方面存在的分歧和认识方面的误解，以提高安全稳定控制系统运行的可靠性。     

电源送出安全稳定控制系统典型方案及装置主辅运设置原则分析

研究了与不同送出电网相匹配的安全稳定控制系统方案及各方案下安控装置的主辅运原则。分析了单点大电源远距离输电、多电源跨区域输电以及地区小网通过联络线向主网送电等不同送出电网存在的突出稳定问题;指出了为保证安控措施的恰当性与经济性,不同电网对安控系统的差别要求。通过对安控方案在拓扑结构、通道组织、站间交互信息、故障决策算法等方面的对比说明,给出了送出电网各种典型的安控设计方案,并分析了不同方案不同的主辅运设置原则。针对安控系统运行管理模式,给各方案提出了厂站间装置接点信号交互、双套装置柜间数据交换等建议。     

电源送出安全稳定控制系统典型方案及装置主辅运设置原则分析

研究了与不同送出电网相匹配的安全稳定控制系统方案及各方案下安控装置的主辅运原则.分析了单点大电源远距离输电、多电源跨区域输电以及地区小网通过联络线向主网送电等不同送出电网存在的突出稳定问题;指出了为保证安控措施的恰当性与经济性,不同电网对安控系统的差别要求.通过对安控方案在拓扑结构、通道组织、站间交互信息,故障决策算法等方面的对比说明,给出了送出电网各种典型的安控设计方案,并分析了不同方案不同的主辅运设置原则.针对安控系统运行管理模式,给各方案提出了厂站间装置接点信号交互、双套装置柜间数据交换等建议.     

特高压直流故障的快速精细化静态安全分析

特高压直流相关的单回或多回直流闭锁故障可能存在严重静态安全问题,需要进行在线分析计算。目前采用动态潮流方法难以快速准确模拟故障后安控装置动作,文中按照安控先动作、发电机一次调频随后动作的时序,通过估算最低频率采用准静态方法模拟安控装置动作,进而计及一次调频特性获得预想故障下节点有功注入变化;针对直流控保无功电压控制模拟结果不准确问题,在计算中考虑换流站交流母线节点类型的转换逻辑,避免节点类型转换振荡,同时分析了无功电压控制模拟对潮流收敛性的改进,并通过某实际电网的算例验证了方法的有效性。     

适应稳定控制系统动作的备自投开放判据

传统备自投方法难以正确区分进线故障导致母线失压和稳定控制系统动作切除进线导致母线失压两种情况,可能导致备自投误动或拒动,影响电网的稳定运行和供电可靠性。文中根据稳定控制系统动作和进线故障切除时,母线电压和进线电流的不同变化特点,提出了一种适应稳定控制系统动作的备自投开放判据。该判据可在稳定控制系统动作切除进线时,自动闭锁备自投;而当进线故障切除时,可靠开放备自投。仿真测试验证了所提判据的正确性。     

500kV线路单相重合闸事故分析及对策

在超高压电网中,为提高电网安全稳定性,通常采用单相重合闸方式。线路单相跳开后不存在系统非同期合闸问题,传统单相重合闸逻辑及其实现方式简单。2011年1月2日东北电网500kV伊换1号线发生永久性故障,线路单相重合闸失败,短路电流未能成功开断,造成断路器本体损坏,失灵保护动作跳开母线,扩大了电网事故。为规避同类事故的再次发生,深入分析了网络模型特征及其故障机理,提出了反映线路故障的短路电流特征因子,并界定了短路电流特征因子的门槛值,进而可识别出电网中重合闸存在的问题。最后,研究了当电网结构满足该特征时,应采取的电网重合闸方案。通过在实际电网中的运行检验,验证了该重合闸方案的有效性。     

基于粒子群优化的SMES-FCL组合装置的研究

在现代电力系统中,随着电网规模的增大,配电网的安全与可靠性问题日益突出。当系统发生短路故障时,短路电流远远大于线路正常运行时的额定电流,对配电网的运行带来了极大的危害。为了有效地限制短路电流,本文提出了基于电压源型变流器的SMES-FCL结构以及该结构的控制策略。其中,超导磁储能系统 (SMES) 拥有很高的功率密度,用于平抑系统中的功率波动。故障限流器 (FCL) 与SMES共享一个超导磁体,用于削弱故障线路上的短路电流。最后运用改进的粒子群算法和层次分析法,实现了对SMES-FCL组合装置的参数优化。仿真结果表明,本文提出的SMES-FCL组合装置的控制策略在简化控制结构的情况下,能够削弱系统中短路电流,并对另一系统的功率波动进行有效的平抑,实现了配电网的主动保护。     

串联补偿型故障电流限制器应用研究

随着电网规模和电力需求的不断增大,控制电网的短路电流水平已成为急需解决的问题。文章提出了一种具有串补功能的故障电流限制器,由电容器、电力电子器件控制的旁路电感、串联电感等组成。该装置在系统正常运行时可调节输电线路等效电抗值,提高系统传输能力;系统故障后,可以快速投入旁路电感限制短路电流。以2017年安徽省电网规划运行数据为基础,研究了故障电流限制器在短路电流超标的变电站中的应用点,搭建了仿真模型,仿真结果表明该装置可有效地抑制短路电流,缓解故障引起的电压暂降问题。     

风光火打捆多直流弱送端电网安全稳定防御系统研究

风光火打捆多直流弱送端电网新能源占比高、直流外送规模大、系统转动惯量水平低,交流网架承载能力弱,功角、频率、电压稳定问题突出。文中在总结西北电网风光火打捆后新的特性基础上,分析了当前电网安全运行面临的问题,指出现有感知、控制手段的不足。重点研究了风光火打捆多直流外送电网安全稳定防御系统的构建方案,阐述了防御系统的主要功能,即同步稳定控制、频率控制、全过程电压控制等,介绍了多资源广域协调控制和新能源全景监控等关键技术。评估效果表明,防御系统建成后可有效应对特高压直流的故障冲击,有效阻断连锁反应,提升西北电网的安全稳定运行水平,指导风光火打捆多直流弱送端电网的控制技术发展和工程实践。     

电力系统在线暂态稳定分析方法

提出了一种电力系统在线暂态稳定分析方法。结合故障时域仿真,建立了一个2维1阶微分方程组。该微分方程组描述了相点在一维坐标轴上的运动,可用于观察电力系统的功角稳定性。在此基础上提出的功角稳定判据可以方便地判断电力系统的功角稳定性。该方法有效地简化了暂态稳定分析过程,且避免了因功角差阈值选取不当造成误判的问题。文中还研究了针对相点运动构造的能量函数,利用故障后的最小动能定义了描述故障严重程度的稳定指标。2007年华北电网的算例说明了上述方法的有效性。     

糯扎渡、溪洛渡高压直流输电工程安全稳定控制系统

为保证糯扎渡、溪洛渡高压直流输电工程投运后南方电网系统的稳定运行,分析了糯扎渡、溪洛渡直流输电系统在交直流并联运行及直流孤岛运行方式下,直流闭锁故障对系统安全稳定特性的影响及稳定问题的解决措施。从切机灵敏度、直流闭锁故障形式、交流断面功率水平、500 kV线路检修方式、直流孤岛运行方式多方面对影响糯扎渡、溪洛渡直流工程安全稳定控制的各种关键因素进行了详细的分析,得到了安全稳定控制系统的控制方案。在此基础上提出了糯扎渡、溪洛渡直流稳控系统的设计方案,包括：控制对象、控制因素、安全稳定控制装置的配置方案、主要功能及装置间交互信息内容。     

剩余电流动作保护器在低压电网中的作用

在当前中国低压电网的具体条件下,安装剩余电流动作保护器作为安全技术措施的重要后备保护措施,对防止人身触电伤亡事故、防止电气设备损坏事故和接地故障引起的电气火灾事故效果是明显的,因此,是目前低压电网安全用电不可缺少的安全保护措施。     

智能安全稳控系统在风电集中接入电网中的应用

吉林省松原、白城地区（简称松白）电网大量风电集中接入,火电亦超常规发展,并且电磁环网问题突出,送出压力与日俱增,同塔并架的500 kV输电通道故障失去后存在严重的稳定问题。为此在该区域8个厂站配置了安全稳定控制装置,组成松白电网智能安全稳定控制系统。系统采取分区分层设计,自动获取电网信息和识别故障类型,根据预设策略采取快速切风电、再切火电的措施保证电网安全稳定运行。介绍了松白电网安全稳定控制系统的配置、设计、策略及仿真计算情况。结果表明,此系统可以保证电网严重故障后的安全稳定运行,提高松白电网的输送能力。     

高比例变流型电源并网的输电系统三相短路电流计算

高比例变流型电源接入输电系统可能提高系统短路电流水平,导致电力设备选型面临更高的动热稳定要求。通过分析变流型电源实验平台的短路电流测试波形的包络线变化规律,获取其三相短路电流表达式。根据变流型电源在故障不同阶段呈现的短路电流输出特性,提出故障暂态和稳态阶段的等值电路。应用叠加定理分别计算含变流型电源电网短路电流交流分量和直流分量,并对冲击电流进行评估,其结果可用于电网规划及设备选型;最后用6节点的500 kV淮南电网和35节点的220 kV淮宿电网实际算例,将所述方法、常规电压源等值法的计算结果与电磁暂态仿真结果进行对比,验证了所述方法的有效性。