快速失步解列装置在特高压电网的应用

国网1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程将于2008年内投运,作为工程的配套设施之一,在南阳开关站安装了2套PAC-1000电力系统失步快速解列装置。文章介绍了PAC-1000装置的基本原理。仿真计算和动模试验均表明,该装置可以很好地满足特高压电网的需要。     

特高压交流试验示范工程投运后对河北南部电网的影响

2008年12月28日开始,我国1 000 kV晋东南-南阳-荆门特高压试验示范工程进入系统调试阶段,特高压交流试验示范工程的投入运行,必将对河北南部电网产生重大而深远的影响,尤其值得关注的问题有:特高压交流试验示范工程对河北南部电网联络线调整策略的影响,特高压交流试验示范工程对河北南部电网无功补偿及电压调整方面的影响,特高压交流试验示范工程在机网协调方面的影响.必须尽快对这些问题开展研究,及早谋划好相关对策和措施,切实落实特高压电网试运行期间对河北南部电网提出的要求,确保特高压电网出现后河北南部电网能够安全稳定运行.     

特高压试验示范工程继电保护装置技术条件

为了确保应用于特高压交流系统的继电保护装置的高度可靠性和先进技术性,须开展有关技术条件的研究及制定工作.在常规继电保护装置相关标准和技术条件的基础上,针对1 000kV特高压交流试验示范工程的特点,并兼顾特高压电网的远期规划,编制了适用于特高压试验示范工程的继电保护装置技术条件,规定了线路保护、过电压保护、变压器保护、电抗器保护及断路器保护和重合闸的使用范围、配备原则、装置功能和技术指标.在1 000 kV特高压交流试验示范工程动态模拟试验的基础上,着重分析其主要条款的确定原则和依据.     

中国特高压交流试验示范工程建设的基本原则

中国建设1 000 kV 特高压交流试验示范工程的首要目的是验证和掌握特高压输电技术, 考核设备, 获取运行经验, 为今后特高压电网建设奠定基础。在特高压交流试验示范工程建设过程中, 需要遵循自主创新原则、标准统一原则和规模适中原则。同时, 其技术路线应遵循有利于发挥特高压输电功能, 全面验证设备能力, 便于发现问题等原则。根据系统运行条件、工程建设条件、满足试验示范需要和风险评估等要求对3个交流特高压输电工程进行综合比较分析, 首选晋东南- 南阳- 荆门输变电工程作为我国特高压交流试验示范工程。结合晋东南- 南阳- 荆门特高压交流试验示范工程研究1 000 kV 级变电站主要设计原则。     

浙北-福州特高压交流输变电工程建设全面启动

在国家发改委近日正式核准建设浙北-福州特高压交流输变电工程后,国家电网公司11日宣布工程建设全面启动。该工程是我国继晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程、淮南-浙北-上海工程之后的第三个特高压交流工程。尽管部分业界人士对特高压建设有着不同的认识,但不可否认的是,我国特高压电网已经进入加快推广应用、规模建设的新阶段。     

攻艰克难建基地 铁军扬威特高压 湖北省输变电工程公司特高压交流试验基地施工风采

国家电网公司特高压交流试验基地是1000 kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程的重要组成部分,工程的建设将为我国深入开展特高压技术的研究和建设特高压电网打下坚实的技术基础,并主要围绕特高压交流输变电工程的科研、建设、运行等领域,开展系统和全面的试验研究工作。为特高压电网安全稳定经济运行提供强有力的技术支撑。     

我国第一条百万伏级特高压交流工程投入建设

我国首条特高压电网——国家电网公司的晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程近日在山西省长治市奠基，这标志着我国百万伏电压等级的特高压交流工程进入启动建设阶段。     

攻坚克难建基地 铁军扬威特高压——湖北省输变电工程公司特高压交流试验基础施工风采

国家电网公司特高压交流试验基地是1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程的重要组成部分，工程的建设将为我国深入开展特高压技术的研究和建设特高压电网打下坚实的技术基础，并主要围绕特高压交流输变电工程的科研、建设、运行等领域。开展系统和全面的试验研究工作，为特高压电网安全稳定经济运行提供强有力的技术支撑。     

特高压交流试验示范工程线路建设全面铺开

1000千伏晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程输电线路工程开工动员暨施工合同签字仪式大会于4月26日胜利召开，标志着我国特高压交流试验示范工程输电线路工程建设全面铺开。该工程是我国发展特高压输电技术的起步工程，也是引领世界输电技术创新的领跑工程，必将成为我国电网发展和输电技术的一次革命，为实现我国东西部区域经济协调发展带来巨大的推动力，同时为促进我国电力工业重大技术升级，实现电力科技自主创新提供重要平台。 1000千伏晋东南一南阳一荆门特高压交流试验示范工程将填补我国百万伏级电压等级的空白开创世界电网建设和商业化运行的新纪元，对我国发展特高压电网和推动电网发展方式转变有决定性作用。工程建成后可以直接转入商业化运行，实现华北电网和华中电网的水火调剂、优势互补，推动晋东南大型煤电基地集约化开发，缓解煤电运紧张局面，从而实现能源资源在更大范围内的优化配置，满足未来不断增长的电力需求，服务资源节约型、环境友好型社会建设，促进经济社会可持续发展。 1000千伏晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程跨越山西、河南和湖北三省，线路全长645千米。自2006年8月经国家发改委核准以来，在工程设计、设备制造、施工建设等方面取得了重大进展。《电力建设》杂志将对特高压交流试验示范工程建设进展予以及时报道，以飨读者。[编者按]     

我国首个特高压交流试验示范工程正式投运

晋东南-南阳-荆门1000千伏特高压交流试验示范工程是目前世界上运行电压最高、代表国际输变电技术最高水平的交流输变电工程。这一工程的建成投运，在我国乃至世界电力发展史上都具有里程碑意义。国务院领导对特高压交流试验示范工程完成试运行给予了充分肯定，对工程验收、运行和加强电网建设工作提出了明确要求。     

南方电网失步解列装置整定方案

用BPA(Bonneville Power Administration)程序对南方电网目前配置的失步解列系统的定值设置及协调配合进行研究,特别是研究了低压减载的影响以及判出失步后解列不同断面的效果。研究将BPA程序计算结果回放进实际失步解列装置以检验动作结果与分析是否相符,并建立了由南方电网交直流混合实时数字仿真(RTDS)模型、失步解列系统、功率放大器、直流控制保护装置组成的实时闭环试验系统,对研究结论进行了验证。一系列研究表明,在考虑系统中低压减载装置实际动作效果的情况下,为保证失步解列装置的正确动作,需对当前该装置的配置和整定值进行调整。     

UFV-200系列安全稳定控制装置

分析了电力系统安全稳定控制装置具有种类繁多、功能复杂、生产周期短、数据处理量大、精度要求高、装置动作速度快、可靠性要求高、装置间通信接口多、数据量大、与监控网络交换数据多等特点。采用可配置原则进行设计的UFV-200系列稳定控制装置,通过使用统一的32位机硬件平台和模块化结构软件,可适应电网结构和运行工况的灵活多变性。详细介绍了该装置的工程应用情况。     

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。     

基于相位角的失步解列判据在复杂场景下的适应性及对策

明确基于就地信息解列判据在大电网适应性,以及对指导复杂大电网运行与控制具有重大意义。分析了失步振荡中心两侧等值电势电压幅值不等、解列装置安装位置和多频振荡对失步过程中相位角变化规律的影响,研究了基于相位角解列判据在复杂场景下的适用条件,提出了适用于大电网的配置原则和应对策略。以失步振荡中心为分界点,配置在等值电势电压较高侧的解列装置存在不能正确识别系统失步的风险,现有工程判据适用于等值电势比小于1.4的场景,配置在等值电势电压较低侧的解列装置存在误判失步周期问题。针对潜在风险,提出统一失步振荡中心方向判断逻辑,在备选解列断面双侧配置解列装置和闭锁反方向失步判断逻辑等应对策略。以多频失步振荡场景,验证了改进策略的正确性。     

基于网络结构及暂态能量的失步解列方案的研究

基于网络拓扑结构,根据系统失稳时暂态能量在网络中的分布变化特性以及支路两端相角差的变化特点,提出了利用支路两端相角差作为失步解列原理的判据,并对失步解列装置在电力系统中的布点及解列点的选取进行了探索性的分析,指出解列点的选取不应仅以平息振荡为原则,还应保证尽量增强解列后系统的自恢复能力。对新英格兰10机系统进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。     

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。     

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。     

特高压电网建设初期“三华”电网数模混合实时仿真试验研究

采用电磁暂态全数字实时仿真及直流输电物理仿真装置,建立2012水平年"三华"电网多回直流线路和特高压交流骨干网混合输电的数模仿真模型,模拟交流特高压联络线故障、直流闭锁故障和直流落点附近的交流故障,分析"三华"电网的稳定特性以及交直流系统间的相互影响。仿真结果表明,2012水平年"三华"电网安全稳定性能够满足《电力系统安全稳定导则》要求。