电力系统失步解列综述

对国内外目前电力工程中应用的电力系统失步解列装置的原理进行了概述和分析,通过对目前失步解列装置研制方法的分析与研究,指出目前大部分应用的失步解列装置的实现原理,实质上反映了失步断面联络线上有功功率周期性过零的特征,这易于将同调机群间发生同步振荡的联络线误切,故建议目前的失步解列装置应具备正确捕捉失步断面(中心)的能力。基于光纤通信系统将失步解列装置组合成失步解列控制系统,应是当前解决大区失步解列问题的主要发展方向之一,但应当首先寻找到可用于协调解列装置的失步断面电气量共性。预测性快速失步解列是当前学术上研究的热点,其需要解决的关键问题是能否准确预测并有效可靠地实现于实际工程之中。最后,对大区多频失步振荡的解列问题进行了探讨。     

捕捉失步断面的实现方案及其仿真

目前国内外的失步解列装置基本上是基于装置安装处的本地电气量去判断系统的失步特征，因而难以确定失步中心真正所在的失步断面联络线。系统失步后，周期积分无功总是倾向于流入失步中心所在的断面之中。随着光纤通信系统在现代电网中的广泛应用，文中提出了一种基于光纤互（纵）联，通过对系统双（多）端电气量的测量去寻找失步断面的新型失步解列方案。该方案通过对联络线双端电气量的采集，计算出发生有功过零的联络线上有功过零两次期间的瞬时无功积分值，并基于光纤通信系统寻找到联络线上计算出的无功积分值呈现出由两端流入的联络线即为失步断面联络线。通过对全网解列装置的振荡周期次数动作整定值的统一，实现同时断开失步机群间的电气联系，从而平息失步系统的振荡,防止事故扩大。该方案易于在工程中应用，可实现合理与有计划的解列。基于仿真研究验证了该方案的有效可实现性和优越性。     

捕捉失步断面的实现方案及其仿真

目前国内外的失步解列装置基本上是基于装置安装处的本地电气量去判断系统的失步特征,因而难以确定失步中心真正所在的失步断面联络线。系统失步后,周期积分无功总是倾向于流入失步中心所在的断面之中。随着光纤通信系统在现代电网中的广泛应用,文中提出了一种基于光纤互(纵)联,通过对系统双(多)端电气量的测量去寻找失步断面的新型失步解列方案。该方案通过对联络线双端电气量的采集,计算出发生有功过零的联络线上有功过零两次期间的瞬时无功积分值,并基于光纤通信系统寻找到联络线上计算出的无功积分值呈现出由两端流入的联络线即为失步断面联络线。通过对全网解列装置的振荡周期次数动作整定值的统一,实现同时断开失步机群间的电气联系,从而平息失步系统的振荡,防止事故扩大。该方案易于在工程中应用,可实现合理与有计划的解列。基于仿真研究验证了该方案的有效可实现性和优越性。     

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。     

中国南方电网失步解列装置的配合

通过对南方电网各种运行方式下严重故障的分析计算,结合现有失步解列装置的配置及其设计原理,分析了各种失步情况下电网所配置的失步解列装置的动作及其解列后电网各电气孤岛的稳定情况。南方电网的失步解列装置按照目前的配置在大部分情况下都能正确动作,但存在仅依靠孤立装置难以完全切开失步断面的情况。而失步解列只有断开失步机群之间的所有电气联系线路才能有效消除失步系统间的振荡,避免事故扩大。根据南方电网网情及其现有失步解列装置配置,指出了应在各失步解列装置之间建立通信联系,通过装置配合,可靠地实现系统失步时断开失步机群之间的失步断面,并进一步给出了失步解列建议方案。     

中国南方电网失步解列装置的配合

通过对南方电网各种运行方式下严重故障的分析计算，结合现有失步解列装置的配置及其设计原理，分析了各种失步情况下电网所配置的失步解列装置的动作及其解列后电网各电气孤岛的稳定情况。南方电网的失步解列装置按照目前的配置在大部分情况下都能正确动作，但存在仅依靠孤立装置难以完全切开失步断面的情况。而失步解列只有断开失步机群之间的所有电气联系线路才能有效消除失步系统间的振荡，避免事故扩大。根据南方电网网情及其现有失步解列装置配置，指出了应在各失步解列装置之间建立通信联系，通过装置配合，可靠地实现系统失步时断开失步机群之间的失步断面，并进一步给出了失步解列建议方案。     

考虑次要失步机群的大区电网失步解列配置

通过对大规模电网的失步仿真研究发现,当系统失步时失步机群可能会呈现为主要失步机群和次要失步机群2种失步模式。主要失步机群决定着整个大区电网的失步中心断面联络线,而次要失步机群不能决定整个大区电网的失步中心断面联络线。该现象将导致通过捕捉失步断面电压最低点（失步中心）寻找失步断面联络线的方法一般只能将主要失步机群分开,却未必能够将次要失步机群也合理分布到与之同调的机群之中。因此,工程中应结合系统离线仿真分析,尽可能对有可能成为次要失步模式的机组安装失步解列装置,以作为一种后备,防止次要失步模式机组扰动系统,造成事故扩大。     

电力系统失步解列存在的问题及需要开展的研究

为了分析传统失步解列存在的问题,介绍了目前国内电网常用的3种失步解列判据,指出基于这3种判据的解列装置均为通过间接反映功角判别系统是否失步;以其中的视在阻抗型解列判据为例,按照传统解列方案对两机系统和某省实际电网进行了失步解列仿真。仿真结果表明了传统解列存在不能保证解列后各孤岛不平衡功率尽可能小、由于系统运行方式改变导致的振荡中心转移使得固定地点安装的解列装置失去作用、基于离线仿真或运行经验预先确定的解列断面难以适应失步模式的变化等不足。指出失步解列作为针对电网的安全稳定控制,应以整个电网的全局实时信息为解列方案制定的基础,研究自适应的失步解列控制系统,并总结了自适应失步解列控制需要研究的4个方面。     

失步解列装置信号检测点及解列断面的选取

准确地检测失步信号并确定最佳的解列断面是终止电力系统振荡的关键.分析单机无穷大系统失稳时网络中不同部位支路相角差的变化特点,提出利用支路两端相角差作为失步解列原理的判据.对于多机系统,基于网络参数,确定了失步解列装置在系统中的信号检测点,并对解列断面的选取进行了探索性的分析.结果表明:失步解列装置应在网络结构脆弱、最易...     

一种捕捉失步中心位置的新方法

目前工程应用的失步解列装置基本是通过最小测量电压或最小测量视在阻抗幅值去捕捉失步中心的位置,然后判断装置是否实施解列,但仅通过电压幅值或反映电压幅值的视在阻抗幅值不能判断失步中心的位置方向。无功功率与电压存在强耦合的关系,通过u cosφ轨迹过零等方法可以判断出失步中心出现的时刻,此时瞬时无功功率在失步断面联络线上呈单调性分布且在失步中心处大小为0。基于此,提出了通过无功功率捕捉失步中心位置的算法。该算法在确定失步中心的位置范围的同时可判断出失步中心的位置方向,可给出更多的振荡信息。最后,通过仿真进行了必要的说明。     

异步联网后云南电网失步特性与解列系统方案研究

云南电网与南方电网主网实现异步联网,云南电网的失步振荡特性随之发生新的变化。利用基于电压比相原理和Ucosφ原理的失步振荡中心搜索方法,对异步联网后云南电网典型方式下的多重严重故障进行仿真研究,确定失步振荡中心的分布区域和失步断面的构成类型。云南电网目前配置的分散独立式失步解列装置,对于复杂断面的失步判别和解列效果均不理想,因此在研究云南电网失步特性的基础上,针对并列式失步断面和长链式失步断面,提出基于Ucosφ判据和电压比相判据的失步解列系统构建方法,设计并初步验证了滇西北、滇中西南、滇东北失步解列系统构建方案与初步策略。     

基于P-Q-θ变化规律检测失步振荡临界特征点的方法

现有各种常规原理失步解列装置在判断失步振荡时,大多需要1个振荡周期才能判别并解列,这一功能还不能完全满足大区互联电网的实际需要。文中分析了失步振荡时,有功功率、无功功率出现最大值时的变化规律,总结得到检测失步振荡临界特征点的方法,并据此提出一种新的可快速判断失步振荡的判据。该判据首先检测有功功率、无功功率及相位角的变化特征,根据出现的失步振荡临界特征点,准确、快速地判断失步振荡。     

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。     

电力系统失步解列研究

大区互联电网中稳定性事故最严重的仍首推稳定性破坏(失步振荡),处理不当便会发生大面积停电。解决失步振荡问题要正确选择失步解列的判据,做好装置间的协调配合,选择好解列点和解列时刻。该文通过对六种电力系统失步解列判据的分析,阐述了目前解列装置中这些算法的优势和不足,指出基于WAMS装置采集的实时数据的解列判据潜在优势和基于全网考虑装置间协调配合的可能性。最后给出了不同安装点解列装置动作的配合方法及解列点、最佳解列时刻的选择方法。     

电力系统失步解列研究

大区互联电网中稳定性事故最严重的仍首推稳定性破坏(失步振荡),处理不当便会发生大面积停电.解决失步振荡问题要正确选择失步解列的判据,做好装置间的协调配合,选择好解列点和解列时刻.该文通过对六种电力系统失步解列判据的分析,阐述了目前解列装置中这些算法的优势和不足,指出基于WAMS装置采集的实时数据的解列判据潜在优势和基于全网考虑装置间协调配合的可能性.最后给出了不同安装点解列装置动作的配合方法及解列点、最佳解列时刻的选择方法.     

失步解列装置两级配置方案

通过对含多个失步断面彼此相邻的复杂电网研究发现,如若整定不当,基于就地量的传统解列装置存在无序解列的潜在风险.文中分析了传统协调配合方法的欠缺,指出传统方法难以兼顾解列装置的快速性和选择性,而利用系统通信的协调配合方法,需要更多的系统信息的配合,依赖于快速可靠的系统通信.在对传统判据和协调配合方法研究的基础上,提出了解列装置定值两级配置方案,实现传统基于就地量失步解列装置可靠性、选择性和快速性的协调统一,有效解决了电网内部有多个失步断面彼此相邻或电气距离较近时,失步解列装置如何协调配置的问题.     

南方电网广域失步解列系统特性实时仿真研究

为研究南方电网广域失步解列系统的动作特性,开展基于年度典型运行方式的实时仿真试验研究,构建基于现场实际装置、运行定值设置的试验系统,并研究与装置算法一致的联络线功角、Ucos φ振荡曲线、装置安装点电压等观测量的建模方法。通过设置多个严重单一或多重故障算例,对广域失步解列的动作特性进行验证。试验结果分析表明:广域失步解列系统能够满足解列快速性、同时性和选择性的设计要求,解决两广断面南通道解列晚以及同时解列两广、贵广断面等严重影响解列后系统稳定恢复的问题。     

基于支路势能函数失步判据的华中电网失步解列策略

现有的失步解列装置缺乏信息共享,失步断面各支路常常不能同时解列,进而导致振荡中心迁移,无法正确解列。为了保证失步解列装置能准确解列失步断面,按照省间调度分区和省内同调分群的思路,提出首先通过离线数字仿真确定系统断面解列方案策略表,然后以支路暂态势能指标作为断面两端系统失步的实时判据,在线查询系统断面解列方案策略表,从而确定系统解列方案,并对华中电网典型解列算例进行了仿真分析。仿真结果表明:支路势能函数作为解列判据能够有效识别系统失步断面,利用所提出的失步解列策略能够有效避免同一断面不同回路就地解列判据动作不一致造成的振荡中心迁移问题,也能保证振荡中心落在省内时解列装置正确动作。研究结果可为电网失步解列提供参考。     

失步解列装置在500kV南宁区控中心的运用

防止电力系统稳定受破坏产生振荡的有效方法是当系统出现失步时,选择合适的解列点将系统解列.文章对失步解列、失步判据的概念作了简单介绍,并结合RCS-993B型失步解列装置在500 kV南宁区控中心的应用情况进行了阐述,对认识、理解、运用失步解列装置有一定帮助.     

关于振荡角的振荡中心电压和ucosφ的变化特征

基于等值电势幅值不等的双机系统在失步过程中振荡角的振荡中心位置公式,研究了振荡角的振荡中心电压公式及其变化特征。研究发现,在一个失步周期中,当δ在0°和360°附近时,ucosφ可能并不能代表系统中任一点的电压,没有具体的物理意义。但在其它情况下,ucosφ基本能够反应失步断面联络线上最低电压点的变化特征。故提出了基于ucosφ轨迹特征的失步解列装置启动判据,该判据能够在系统失步前准确启动装置,并对利用ucosφ轨迹实现振荡闭锁功能进行了探讨。最后,通过仿真进行了必要的说明。