振荡中心迁移下的电网失步解列策略

振荡中心迁移严重危害电网的安全稳定,选取合适的解列判据,准确定位并实施解列具有重要意义。基于等值两机系统推导分析振荡中心迁移的理论原因,分析失步过程中电压的变化特点,依据两侧系统频率差与失步中心出现频率的对应关系提出基于支路两端母线频率差的失步解列判据;针对振荡中心迁移对失步解列控制的影响,提出了基于广域测量信息的自适应失步解列策略。通过对某区域互联电网进行仿真分析,发现振荡中心迁移现象,认为失稳模式的改变是振荡中心迁移的直接原因,并进行解列策略的仿真验证。仿真结果证明了所提出的解列策略的有效性。     

基于频率特征的失步解列判据原理

重点研究了电力系统失步振荡时,两侧电动势幅值相等及不等情况下电压频率的特征。研究表明,当系统发生失步振荡时,不论两侧电动势幅值是否相等,电压频率都具有如下特征:振荡中心同一侧的电压频率同时增加或减小;振荡中心两侧的电压频率没有交集;且若振荡中心一侧电压频率增加,则另一侧电压频率减小,反之,则另一侧电压频率增加。提出一种新的基于频率特征的失步解列判据,该判据可以区分同步振荡和失步振荡,识别振荡中心的位置,同时不受系统结构变化和运行方式变化的影响。BPA仿真验证了分析的正确性。     

基于支路两端母线频差的失步解列判据研究

依据等频差原则推导了等值两机系统失步过程中电压的变化特点,根据失步中心频率与两侧系统频差的对应关系,提出了基于支路两端母线频差的失步解列判据。通过计算支路两端母线频差,判断是否存在振荡中心迁移现象,定位振荡中心并判断失步状态。以CEPRI 36节点系统为例,分别对振荡中心是否发生迁移2种情况进行了判据的有效性验证,并与实际解列装置所采用的判据进行了比较,仿真结果验证了所提判据的准确性与实用性。     

强联系电网失步解列判据的分析与选择

在通过多回联络通道形成强联系的大规模电网中,当系统发生失步振荡时,振荡中心不一定是落在一条联络线路上,而是落在一个失步断面上。在对基于本地量判据ucosφ失步解列判据和视在阻抗角失步解列判据研究分析的基础上,对两种判据的比较,选择基于系统失步断面的失步解列判据,更能适应强联系电网稳定运行的要求,算例仿真验证了所选择判据的正确性。     

基于无功功率捕捉失步解列断面的理论研究

就等值双机系统在失步振荡过程中失步断面联络线的电气量进行了研究分析。当多机电力系统失步成2组同调机群,失步断面通常是由考虑到解列后子系统的同步运行并可以将系统解列成2个同调子系统的一组联络线组成。这组联络线的电气量的共同特征主要是:失步断面联络线上有功功率周期性过零振荡;失步断面联络线上有一点(失步中心),其电压幅值的变化幅度明显大于联络线的其他地方,且距离失步中心越远,幅值变化越小,即在失步振荡过程中,失步断面联络线存在明显的电压梯度;失步过程中,无功功率由失步断面两侧流向失步断面中。利用有功过零判断振荡周期并在该周期内对无功功率进行积分,该积分值能够反映出失步断面的这些特征。基于此,提出了基于无功功率寻找失步解列断面的方法。     

视在阻抗角失步解列判据的改进

通过对等值双机系统失步振荡时联络线潮流和视在阻抗角变化特征的研究,发现当系统失步较快、系统在电磁暂态过渡过程中进入失步运行状态时,视在阻抗角失步解列判据易于误判振荡周期次数,并通过仿真发现其发生的现象和原因,从而提出了通过设置合适的有功门槛,应用联络线上的有功功率过零次数计算振荡周期次数的方法。工程实践证明,该方法可以更有效地检测出振荡周期小的失步振荡次数。     

失步振荡解列安自装置相位角原理阐述

继电保护监督汇编中要求：为防止电力系统中受到各种原因的较大扰动而发生失步振荡时引起系统稳定破坏,造成大面积和重要地区停电,应装设解列装置,当超过振荡周期后将与系统进行解列[1][2]。电厂供电出线可能发生的故障对系统、机组产生失步振荡,原有装设的发变组失步保护装置不能满足电网的要求,须装设第三道稳控防线解列安自装置切机。本文对失步振荡解列安自装置相位角原理进行了阐述。     

电网失步解列装置配置研究

本文针对失步解列Ucosφ原理,研究了滇东北电网的振荡中心,论证了失步解列装置的配置方案,提出了失步解列的控制策略,仿真了牛从直流多极闭锁、甘永故障跳双回、永多故障跳双回的控制效果。研究成果于2014年6月得到现场应用。     

相继换相失败对基于相位角的失步解列判据的影响机理

高压直流输电系统在相继发生换相失败过程中,即使两侧系统并没有发生失步振荡,换流站附近交流线路上的电气量也会周期性变化,可能导致失步解列装置的不正确动作。以基于电压、电流间相位角的失步解列判据为例,研究了相继换相失败对判据的具体影响。首先,在PSCAD/EMTDC上搭建交直流混联系统仿真模型,分析了相继换相失败过程中交直流系统电气量变化特征,总结了逆变侧换流母线电压周期性变化特点;继而对交流线路上的电压、电流间的相位角轨迹进行时域解析计算,分析了相关电气量对相位角变化规律的影响特点,揭示了相继换相失败对基于相位角的失步解列判据的影响机理;最后,以算例验证了理论分析的正确性。     

电网第三道防线问题分析及失步解列解决方案构想

三道防线是电力系统安全防御体系的重要组成部分,第一道是继电保护系统,第二道是包括稳控装置及切机、切负荷等措施在内的电力系统安全稳定控制系统,第三道由失步解列、频率及电压紧急控制装置构成。鉴于目前第三道防线尚存漏洞或不足,分析了振荡中心转移至主网内部、故障点切除不掉引起远后备保护无选择动作、重要联络线的相继开断造成的潮流大转移引起受端系统电压不稳定、距离保护三段在线路严重过载时误动作引起的连锁反应及大机组保护装置参数与电网不协调引发的事故等五种情况。针对这些情况提出了若干解决的对策,特别是研究和提出了构建互联电网的综合解列控制系统的方案,解决了振荡中心转移到主网内部时能及时采取解列等优化措施,解决了电压不稳定事故发生前隔离故障区域或将难以控制的电压崩渍事故转化为容易解决的频率稳定问题等,这些对策可显著增强电网的第三道防线。     

基于EEAC的大电网失步解列装置布点研究

在电网中预先选择合适的解列点,配置解列装置是实现系统发生失步振荡后可靠解列的前提条件。介绍了一种基于EEAC扩展等面积定则的失步解列装置布点方法,通过对华东电网失步解列装置的布点分析,表明了该方法的可行性。     

一种系统断面自适应复合解列判据

基于广域测量系统(WAMS)信息,提出了一种断面自适应复合解列判据及相应的解列方案.该自适应复合判据不仅利用Ucosψ的原理反映振荡中心电压的变化规律,而且加入动作特性独立于振荡中心位置的电流变化辅助判据,可及时检测系统是否失步.山东电网仿真结果表明:该判据能自动适应运行方式的变化,动态捕捉振荡中心,弥补单一判据的不足.     

故障解列与失步解列的协调优化

解列控制既可由故障驱动（即第二道防线中的故障解列）,也可由轨迹驱动（即第三道防线中的失步解列）。对完全确定性的理想情况,只需要考虑故障解列,以减少对系统的冲击;但客观存在的不确定因素模糊了连锁解列的充要条件,突出了失步解列及两者协调的重要性。将解列后使各孤立子系统稳定的最小控制代价与故障概率的乘积之和作为解列风险,并按该指标协调2种解列方案。采用“在线预算、实时匹配”的方法提高故障解列的自适应性;由控制中心站、就地主站和解列装置组成自适应失步解列系统。其中,控制中心站负责应对振荡中心的转移;就地主站按断面功率或风险代价在线判断最优的解列割集。通过仿真验证了其有效性。     

快速解列判据在多通道互联电网中的应用研究

对快速解列判据在多通道互联电力系统中应用的有效性进行了研究.根据系统振荡机理,以一个三机电力系统不同时解列为例,重点分析论证了快速解列判别通道失步振荡与否的判据：功角变化率判据和有功功率变化率判据,在本三机系统振荡模型不同时解列时应用的理论正确性.在三机系统上使用BPA仿真,用来初步验证本判据对多通道不同时解列结论推理的合理性,同时也验证了快速解列判据在复杂多通道电力系统的适用性.在南方电网模型中仿真,进一步验证在多通道不同时解列时,使用快速解列判据可加速剩余通道解列进程,提高子系统的稳定度.     

南方电网多通道受电断面失步振荡及解列措施

针对多通道受电断面解列装置动作存在解列时刻偏晚及不同通道解列不同时性的问题,结合南方电网多通道断面振荡解列装置动作行为,采用时域仿真分析方法提出缩短解列装置判别周期和建设广域失步解列系统联切剩余通道的改进措施,有利于解列后送受端电网快速恢复稳定。分析得出电磁环网解环、低压减载措施、高频切机措施等因素均会引起多通道受电断面振荡中心迁移,并研究振荡解列动作时间对送受端电网的其他第三道防线措施量的影响。     

两渡直流投产后南方电网失步特性及应对措施分析

两渡直流投产后南方电网将形成"八交八直"并列运行的局面,可大幅提高西电东送的能力,但也会给南方电网严重故障后的失步特性带来新的问题。为此,研究了南方电网现有失步解列控制措施的适应性及存在问题,通过仿真研究分析了两渡直流投产后南方电网失步振荡特性的变化,并根据南方电网发展情况给出了云南与主网异步联网、强化稳定防线等方面的应对措施。     

基于RTDS的南方电网失步解列策略可靠性研究

为检验南方电网失步解列系统及其策略的可靠性,利用RTDS(real time digital simulator)对南方电网主网主要断面进行解列动作特性和电压定值试验.该试验搭建了南方电网500kV及以上交直流电网RTDS模型、失步解列系统、直流控制保护装置等组成的实时闭环仿真试验平台.根据2011年南方电网丰大极限运行方式,在两广断面及云南、贵州送出断面等配置失步解列装置,模拟直流闭锁、西电东送主通道送受端三相短路开关拒动等严重故障,全面测试严重故障下失步解列系统动作特性,分析安装点解列装置之间的动作选择配合及电压定值设置的合理性,验证策略的可靠性.试验表明,南方电网失步解列系统协调配合正确动作,失步解列稳控策略有效可靠.     

基于电压频率特性的大区联网失步振荡中心研究

长距离、大区互联电网背景下,研究电力系统失步中心的电气量特性是解决失步解列问题的关键点之一。为此,基于理论分析,从频率的角度研究了失步中心电气量的特性,提出了基于电压频率特性识别与定位失步中心的方法。通过构建与求解电网的失步模型,得到失步振荡时任意位置的电压频率解析表达式,基于此,详细分析了失步中心与非失步中心的电压频率特性,得出相应结果:失步中心的电压频率等于系统两侧等值电势平均电压频率;在失步中心同一侧不同位置的频率在时间轴上存在相似的变化规律且曲线有交点;在失步中心两侧的电压频率变化趋势相反且曲线不相交;距离失步中心越近电压频率振荡越剧烈。四机两区域系统和某实际区域互联电网算例的仿真结果验证了上述方法和结论的正确性与有效性。