江苏电网低频低压减负荷优化配置研究(二)——研究方法与动态模型参数的获得

采用时域动态仿真法研究了江苏电网及各分区电网的频率电压动态特性,分别得到了江苏全网和各分区电网的综合负荷频率响应系数。对江苏电网现行低频低压减负荷方案进行了校核,表明可能出现负荷过切、频率悬浮等问题。给出了江苏电网新的低频低压减负荷优化配置方案。研究表明,采用轮级间协调的集中控制型减负荷装置并配以后加速机制可以有效地改善故障下频率电压恢复曲线,减少切负荷量。     

互联电网的地区频率特性差异性及其对低频减载的影响研究

分析影响互联电网频率特性的关键因素及各地区电网的频率差异性,指出传统的基于同一频率假设的电网频率安全分析及低频减载整定方法的局限性.互联电网的低频减载方案应能同时满足全网频率安全与地区电网孤岛运行时频率安全的要求.提出了既满足全网频率特性要求又适应各地区频率特性要求的低频减载优化方法,基于地区频率特性整定出容易发生解列的地区电网的低频减载方案,以此调整传统的全网统一方案中相应地区电网的低频减载方案.以西电东送背景下的广东电网为例,按所提方法进行优化的低频减载新方案与原有方案进行了比较分析,结果表明了方法的正确性与有效性.     

一种集中协调-实时分布控制的低频低压减载方法

低频低压减载是一种能有效防止电网电压崩溃的紧急措施。提出一种预先集中协调,实时分布控制的低频低压减载方案。基于独立低频低压减载装置构建分布式低频低压减载方案架构;采用负荷分层分区控制决定负荷切除量,实现站间、站内负荷的协调控制。通过仿真将低频低压减载方案与传统减载方案进行对比。结果表明,该方法能够提高切负荷精度,实现精准的负荷控制,降低稳控措施代价影响,加强电网的稳定性。     

宁东电网低频低压减载方案调整分析

为保证电力系统安全稳定运行,对榆林电网及宁东电网低频低压减载装置装设情况和可切负荷、数量及性质进行调查,分析了榆林电网运行方式改变及宁东地区负荷性质对低频低压减载方案设置的影响,对宁东电网低频低压减载方案的调整提出了建议。     

对中国低频减载方案制定中若干问题的探讨

按照特高压电网发展规划,中国将形成华北-华中-华东跨区同步互联电网.文中对大区联网统一协调低频减载方案及大区联络线低频解列设定值提出要求.对DL428-91<电力系统自动低频减负荷技术规定>提出修改建议.分析评价调速系统模型及大规模风电对低频减载方案制定的影响.通过理论证明国外自适应低频减载目前在国内不应大规模采用.提出了采用直流调制解决电网严重故障下频率稳定的方法,结果表明,可以大幅提高电网频率稳定性能,降低电网低频减载装置动作切除负荷的风险.     

基于惩罚函数法的低频切泵与低频减载协调方案

摘要：传统的低频减载一般不考虑抽水蓄能的调节作用,抽水蓄能在抽水工况下相当于负荷。本文提出在电网发生大规模功率缺额导致频率急剧下降情况下,在特定频率段采用低频切泵配合低频减载的方法来抑制电网频率下降,减小切负荷量;重点研究了低频切泵和低频减载的协调,给出了两者优化目标函数及其约束条件;运用惩罚函数法优化计算结果,得到最佳低频切泵方案;最后利用仿真软件模拟故障场景进行仿真分析,仿真结果表明本文提出的方法能有效抑制电网频率崩溃。     

计及频率静特性的低频减载方案的研究

针对目前电网制定的低频减载方案中忽略了频率静特性而导致的负荷过切现象进行了研究,提出了一种计及频率静特性的改进减载方案.该方案充分考虑了减载后系统频率调节系数增大,自身吸收的功率也下降的特点,将低频减载各级切除的负荷量减少10%.对方案的原理进行了详细的介绍,并采用多机系统进行了时域动态仿真(TDDS).仿真结果表明该方案可以有效地抑制现有低频减载各级动作后造成的负荷过切现象.     

智能变电站站域低频减载

针对传统低频低压减载装置无法获取负荷的实时状态信息,不能实现精确切负荷,不能充分利用负荷自身调节作用的不足,提出了智能变电站站域低频减载的框架和实现方案。通过站域信息共享,准确获取负荷的实时信息;综合负荷的重要性、实际功率、单位停电损失和频率调节系数将低频减载问题转化为一个多目标优化问题,通过线性加权法将多目标优化问题转化为单目标优化问题。实例仿真验证了文中所提出的站域低频减载策略正确性和优越性。     

基于动态频率积分的低频减载方案研究

低频减载被广泛应用于现代电力系统中,是一种在功率缺额情况下阻止频率崩溃和修复频率稳定性的有效措施.针对目前电网制定的低频减载方案中每轮减载量固定不变而导致的负荷过切或欠切现象进行研究,提出了一种基于动态频率积分的低频减载设计方案,该方案充分考虑了不同功率缺额对频率下降的影响,能够根据不同缺额自适应调整每轮切负荷量.对方案的原理进行了详细的介绍,并且采用多机系统进行仿真.仿真结果表明新的低频减载方案比传统的方案具有更高的准确性.     

崇明电网低频减载方案的研究

崇明电网是一个地区小电网，随着用电负荷的不断攀升，该电网的用电缺口越来越大。为了防止因网架结构薄弱、稳定水平低引发频率崩溃的可能性，崇明电网应配置快速稳控装置及低频减载装置。通过对崇明现行电网在孤立情况下所设置的低频减载方案的合理性的研究与分析，对低频减载方案进行了改进，并提出了确保崇明电网安全、稳定运行的措施。     

综合FACTS和HVDC协调优化的大规模风电脱网控制方法

随着交直流混联电力系统的快速发展,目前灵活柔性交流输电系统(FACTS)和特高压直流输电系统在我国电力系统中已得到广泛应用,为近年来我国风电大规模脱网问题提供了新的控制技术和有效手段。分析了系统交直流故障后的风电脱网场景,表明抑制故障后系统电压大幅波动是减少风电大规模脱网的关键。在此基础上,阐述了事故前FACTS优化配置和事故后采取HVDC紧急功率支援协调抑制风电大规模脱网的必要性。并基于对风电场汇集母线电压波动的改善灵敏度,以保证系统安全性为前提,通过协调优化事故前FACTS动态无功补偿设备布点、容量配置和事故后直流紧急功率支援,提出一种风电脱网控制代价最小的FACTS和HVDC的协调优化方法,实现风电脱网的抑制和电网的经济运行。最后,以实际规划电网进行了仿真验证,证明了该方法的有效性。     

解列后局部孤网的自适应第三道防线配置方法

通过薄弱交流断面与主网相连的局部电网在断面解列后转为孤网运行时,容易出现频率稳定或电压稳定破坏问题。以某实际局部电网发生的一起全停事故分析了现有低频低压切负荷和过频切机配置方法的不足,提出一种适用于解列后局部孤网的低频低压切负荷和过频切机配置方案,以改善第三道防线对孤立电网运行方式或电网规模变化的适应性。其主要思路是将低频低压切负荷及过频切机方案分为速动区和补偿区,前者用于快速平抑不平衡功率冲击,避免频率或电压大幅偏移;后者用于避免频率或电压快速变化时,低频低压切负荷或过频切机多轮次相继动作导致过控。基于实际电网的仿真结果验证了所述方法的有效性。     

矿井高压电网的自适应过流保护研究

针对目前矿井高压电网过流保护经常误动或拒动的问题,提出一种基于自适应控制技术的定值整定方案。该方案通过对每条线路的电压、电流进行实时监视和分析,自动改变继电保护的整定值和特性以提高过流保护装置的灵敏性、可靠性,并通过常态闭锁、延时配合实现了保护的纵向选择性,为消除矿井高压电网长期存在的因短路故障而引起越级跳闸的安全隐患提供了技术支持。     

地区电网高频切机优化及与超速保护的配合

分析地区电网与主网解列后孤网运行时的频率特性,指出影响孤网频率的主要因素为功率不平衡量和系统惯量.针对新疆石河子电网可能出现的高频问题,通过高频切机配置方案研究及高频切机与火电机组超速保护控制器（OPC）的协调配合研究,提出适应于地区电网的高频切机方案,以及应优先采用高频切机来抑制频率升高,尽量避免OPC反复动作的配置原则.     

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。     

广东电网500kV主环网安全稳定控制方案

为保障“西电东送”政策的安全实施,制定了2008年度广东电网500kV主环网安全稳定控制方案。按照协调优化的原则,安全稳定控制方案除常规的切机组、切负荷外,还采取了快速切除元件、改变运行方式等新措施,兼顾了与南方电网安全稳定控制方案的协调,综合考虑了“N-2”故障下稳定控制措施与“N-1”控制原则、检修方式下运行方式的调整以及就地控制功能的协调。     

基于调相机与SVC协调的抑制高压直流送端风机脱网的控制策略

在大规模风电接入的高压直流送端电网中,针对发生直流故障后送端交流电压大幅波动导致的风机连锁脱网问题,探讨了直流故障导致风机连锁脱网的内在机理,分析了调相机和静止无功补偿器(SVC)在换相失败和闭锁过程中的动态无功响应特性;在此基础上,提出一种基于换流站侧调相机与风电场侧SVC协调的抑制高压直流送端风机脱网的控制策略:在换相失败和直流闭锁的不同时期,根据送端电压变化特点,分时发挥调相机自发无功响应能力、励磁控制能力和SVC无功调节能力,以抑制暂态压降或暂态压升的幅度超过风机脱网的保护阈值.最后,通过对测试系统和实际电网的仿真,验证了所提控制策略可有效抑制直流故障后送端暂态电压变化,降低风机连锁脱网的风险.     

A novel power swing blocking scheme using adaptive neuro-fuzzy inference system

A power swing may be caused by any sudden change in the configuration or the loading of an electrical network. During a power swing, the impedance locus moves along an impedance circle with possible encroachment into the distance relay zone, which may cause an unnecessary tripping. In order to prevent the distance relay from tripping under such condition, a novel power swing blocking (PSB) scheme is proposed in this paper. The proposed scheme uses an adaptive neuro-fuzzy inference systems (ANFIS) for preventing distance relay from tripping during power swings. The input signals to ANFIS, include the change of positive sequence impedance, positive and negative sequence currents, and power swing center voltage. Extensive tests show that the proposed PSB has two distinct features that are advantageous over existing schemes. The first is that the proposed scheme is able to detect various kinds of power swings thus block distance relays during power swings, even if the power swings are fast or the power swings occur during single pole open conditions. The second distinct feature is that the proposed scheme is able to clear the blocking if faults occur within the relay trip zone during power swings, even if the faults are high resistance faults, or the faults occur at the power swing center, or the faults occur when the power angle is close to 180°.     

Protective Relay Settings of Tie Line Tripping and Load Shedding for an Integrated Steelmaking Cogeneration System

This paper presents the protective relay settings of tie line tripping and design of load-shedding scheme for an integrated steelmaking industrial power system to ensure system stability after a severe fault contingency on an external utility power network. The transient stability analysis of the industrial power system with the equivalent external Taipower system has been executed for an actual fault contingency in 2005. The mathematical models of 13 cogeneration units in the plant and several large generators of a nearby Taipower thermal plant are included in the computer simulation to solve the system transient response for the fault contingency to verify the accuracy of the models used. To prevent tripping of critical loads due to an external fault contingency, the undervoltage and under/overfrequency relays with proper settings are applied for the tripping of external and internal tie lines. To restore system stability of the industrial power system for the islanding operation after tie line tripping, load shedding is designed to disconnect a proper amount of noncritical loads by considering the governor response and protective constraints of cogeneration units. According to the transient stability analysis of the industrial power system with the proposed protective relay settings and load-shedding scheme, it is found that the voltage sag and oscillation problem caused by fault contingency in the external Taipower system can be mitigated if the tie line tripping is executed in time to prevent the shutdown of critical loads and tripping of cogeneration units.      

智能变电站二次设备配置方案研究

按国家电网规划,高电压等级新建变电站项目均按智能化变电站建设实施.而目前投运以及在建的智能化变电站中,主要二次设备配置方案以及设备选型也各不相同.以海北500 kV智能化变电站为工程实例,在网络架构配置、保护跳闸方式、互感器选型、时钟对时以及一次设备在线监测等方面进行了方案比较与研究,为其他智能化变电站的建设提供了参考.