基于风水火打捆外送系统的稳控切机研究

随着国家对风资源的大力开发利用,大规模风力发电基地逐渐形成,但是我国能源资源与能源消费呈逆向分布,大量风电需要通过跨区高压输电线路外送。由于风电本身具有随机性、间歇性和不可控等特性,风电需要与常规能源水电、火电组合外送。风水火打捆外送,在带来巨大经济效益的同时也引起电网安全稳定性发生变化。系统发生故障后仅切除常规水电机组、火电机组难以保证系统稳定运行或代价过大。本文分析了风电机组、水电机组和火电机组各自对稳控切机的影响,指出了优先切风电机组、水电机组和火电机组各自的优缺点,提出了风水火打捆外送系统发生故障后风电机组、水电机组和火电机组的优化切机方案。运用PSASP程序对某实际电网仿真,验证了优化切机方案在保证故障后系统安全稳定运行的基础上,能显著降低系统稳定恢复所需切机量,改善故障后系统恢复特性,大大提高系统运行的安全性和经济性。     

风火打捆外送系统暂态稳定切机控制

风火打捆能源基地的投入运行,在带来巨大经济效益的同时也引起电网安全稳定性发生变化.某些严重故障后,仅切除常规火电机组难以保证系统稳定运行或代价过大.首先分析了风电机组和火电机组暂态特性的差异性以及各自对系统暂态稳定的影响.然后指出了严重故障后导致系统失稳的2个主要原因:一是故障过程中产生了加速能量;二是由于故障后,外送通道被削弱,外送系统输电能力急剧下降.因此,提出了严重故障后火电机组和风电机组的优化切机方案.西北某电网的仿真结果表明:该优化切机方案在保证故障后系统安全稳定运行的基础上,能显著降低系统稳定恢复所需切机量,改善故障后系统恢复特性,大大提高系统运行的安全性和经济性.     

黑龙江500 kV电网安全稳定控制系统的实现

为解决500kV电网存在的稳定问题,保障系统可靠运行,在黑龙江电网西部、中部和东部按照统一设计,都装设了CSS-100BE区域型安全稳定控制系统。详细介绍了该系统的总体配置、硬件结构、基本原理和主要功能。其主要原则是不依赖继电保护装置独立判断各种故障类型,按预定的控制策略表采取切负荷、切机或快关汽门等措施。在此基础上,对系统网络化的硬件平台、通用的策略表查询软件和成熟的继电保护故障判别算法等关键技术的实现特点进行了说明。经过方案设计、工程试验和现场安装调试,黑龙江500kV电网安全稳定控制系统已正式投入运行。     

电网安全稳定控制系统的应用

安全稳定控制系统是保证电网安全的第二道防线,通过稳定控制装置,采用切机、切负荷等紧急控制措施,确保电网在发生概率较低的严重故障时能继续保持电网稳定运行,是电力系统运行的坚强卫士。为此,介绍了南方电网、广东电网、深圳鹏城主站安全稳定控制系统的配置特点及功能,并针对2007年6月3日500kV鹏城子站安全稳定控制系统的动作情况,提出一些解决措施,可供有关技术人员参考。     

安全稳定控制系统在新疆南部电网的应用

新疆南部电网安全稳定控制系统由安装在30个厂站的稳定控制装置组成,覆盖巴州、阿克苏、喀什、和田地区。当新疆南部区域电网联络线或主力机组发生故障时,采取解列、切负荷措施,防止大面积停电,保证新疆南部电网的安全稳定运行。文中通过对新疆南部电网安全稳定控制系统的研究,提出了适合于该类型电网的稳定控制系统结构、实现方式、新原理、新判据。该系统多次在电网故障中正确动作,确保了电网的稳定运行。     

南充北部电网安全稳定控制

为提高南充供电可靠性,设计了一套电网安全稳定控制系统。该系统分别由3个稳定控制装置和2个备自投装置组成。当任意一条单线单变发生故障时,系统将通过相应判据,采取联切并网电厂和自投备用线路的措施,自动恢复停电片区供电。针对南充北部电网的运行特点,采用PSASP仿真系统对其进行电网稳定性分析,提出了解决该类型电网稳定控制系统的结构、实现方式、原理和判据,保证了电网的安全稳定运行。     

京津南部电网区域稳定控制系统的研究和实施

随着京津南部电网的发展，网架结构引起的电网安全稳定问题已关系到整个华北电网的稳定运行，必须装设区域电网安全稳定控制装置来解决电网的稳定问题。京津南部电网安全稳定控制系统由14个站组成，覆盖廊坊、天津、北京地区。当京津南部受电断面(大房双+房保线+保霸线)发生严重故障时，采取切机、切负荷措施，防止大面积停电，保证京津南部电网的安全稳定运行。该文介绍了京津南部电网区域稳定控制系统的研究和实施，总结了区域电网稳定控制的关键技术，对于今后区域电网稳定控制系统的实施有积极的借鉴意义。     

±660 kV银东直流输电山东侧安全稳定控制策略

在交直流混联电网中,直流系统的双极闭锁对系统的安全性和稳定性影响较大。银东直流输电系统发生双极闭锁故障时,会引起特高压线路失稳、系统低频的稳定性问题,此时可通过采取切负荷的控制策略,确保系统稳定运行。文中通过研究±660kV银东直流输电系统山东侧安全稳定控制策略,提出了适用于大容量直流输入电网的安全稳定控制系统的策略研究方法、有效的切负荷优化技术及直流极闭锁判据;设计了主站、执行站分层控制模式以及按轮级切负荷的控制原理。该策略在山东电网的实际应用结果证明了其有效性。     

区域安全稳定控制系统在青海西部电网中的应用

青海西部电网区域安全稳定控制系统由安装在7个厂站的稳定控制装置组成.该电网与青海主网联络线或主力机组发生故障时,采取精确切机、精确切负荷和根据各厂站电压情况综合判断投切电容器和电抗器等措施,防止大面积停电,保证其安全稳定运行.文中介绍了青海西部电网区域安全稳定控制系统的配置、特点以及有效的控制策略.     

广东电网安全稳定控制系统的功能配置和控制原则

随着西电东送输入广东电力的不断增加和广东电网负荷的迅猛增长,当输入广东电网的电力线路,或广东电网内部重要的500kV线路、主变压器等元件发生严重故障时,将会导致南方电网和广东电网发生严重的稳定问题。为此,采取了在广东电网配置安全稳定控制系统的防范措施。并就此措施第一期工程的总体配置情况、系统功能和控制原则进行了介绍。该系统的投入运行可防止电网事故的发生和扩大,促进电网安全、经济运行。     

大规模风电集中并网对电力系统安全稳定的影响

随着甘肃酒泉“陆上三峡”10 GW级风电基地一期工程的投产,大规模风电集中并网对电力系统的影响逐步显现,尤其是2011年2月24日以来酒泉风电基地连续发生多次大批机组脱网事故,对电力系统安全稳定运行造成了重大影响。以酒泉风电基地为例,分析了大规模风电集中并网存在的调峰、送出能力、电力消纳、无功电压控制、有功控制和频率稳定等方面的问题,研究了大规模风电集中并网对电力系统安全稳定的影响,并提出应对措施与建议。     

大规模风电直流外送方案与系统稳定控制策略

针对大规模风电集中外送,论证了风电孤岛直流外送、风火打捆孤岛直流外送、风火打捆联网直流外送3种方案,重点从频率稳定、电压稳定方面研究各方案的安全稳定问题,分析了风功率波动、送端交流线路短路等典型扰动形式对系统稳定性的影响,通过比较给出了合理的大规模风电直流外送方案。在此基础上,以酒泉风火打捆特高压直流外送规划系统为对象,研究系统安全稳定问题,提出了利用直流调制跟随风功率波动、改善系统稳定性的控制策略,通过仿真计算验证了所提出控制策略的有效性。     

特高压直流对交流系统稳定性的研究

针对大规模风电集中外送,重点从特高压直流对风电、火电打捆联网系统的安全稳定问题展开研究。建立了直流输电系统模型以及风电机组模型;分析了不同风电机组对交直流系统的稳定性以及直流闭锁故障对系统影响的仿真分析。在此基础上分析了风电、火电打捆联网直流外送系统带来的一系列问题,为大规模新能源的规划和运行提供了建设性依据。     

应对多馈入直流换相失败的综合防御研究

随着多馈入直流格局的形成,系统安全稳定控制难度也随之增大。发生严重交直流故障时,存在多直流同时换相失败使系统失去稳定的风险,因此避免直流换相失败和维持受端电压稳定,是目前多馈入直流受端系统控制措施需要解决的重要问题。研究了多馈入直流换相失败的电网特性和影响因素,从三道防线角度研究提出应对多馈入直流换相失败导致的电压失稳的控制策略。基于实际电网进行仿真验证,所提出的控制策略可降低多馈入直流换相失败风险、提高受端电网电压稳定水平。     

考虑设备运行状态的频率和电压紧急调控在线预决策

常规机组被特高压直流和大规模新能源替代导致电网面临严重的频率和电压安全稳定风险,而及时有效的故障后紧急调控可以有效阻止大停电事故的发生。文中提出考虑设备实际运行状态的频率和电压紧急调控在线预决策方法,考虑故障后系统保护、机组一次调频、自动发电控制和自动电压控制等装置动作对节点注入的影响,自动识别故障后准稳态方式,构建以综合控制代价最小为目标的频率和电压预决策模型;通过措施枚举组合形成校核方案,并基于措施调整量快速估算实现校核方案筛选;兼顾频率和电压安全问题进行预决策策略迭代搜索,给出具体设备和控制量,实际故障发生后通过匹配故障和故障后问题进行紧急控制,降低电网事故风险,采用实际电网算例验证了该方法的有效性。     

风电与火电“打捆”外送系统频率调控策略研究

风电与火电“打捆”外送是我国西部风电开发的一个重要特征.以一个具有典型意义的“风火打捆”仿真分析系统为例,研究了风电与火电之间的相互影响.围绕调差系数、前馈系数和伺服机构时间常数3个重要参数,分析了风功率波动条件下火电机组的一次调频特性.针对风机群体性脱网故障,提出了一种紧急提升火电机组功率的系统频率控制策略,通过监测风机脱网量和火电机组旋转备用量,计算火电机组的紧急提升功率量,将机组CCS由正常AGC控制切换为紧急提升功率的控制,实现减小系统频率波动幅度、提高频率稳定性的效果.针对电网侧不同的故障形式,比较了不同类型风机的响应特性.对固速风机在电网短路故障下发生转速失稳被过速保护切除的机理进行了较为深入的分析.     

风火打捆直流送出系统电压稳定控制策略

在风火打捆直流外送系统中,风电机组的调压能力、直流系统的无功电压特性及无功补偿设备都会影响系统电压稳定性,分析风火打捆直流外送系统的电压稳定性需要综合考虑风电、直流、交流系统之间的交互作用。随着直流的功率调整或发生故障,直流给风火打捆直流外送系统带来了安全稳定问题。文章分析了直流闭锁后电压暂升原因,研究了直流系统无功调节与风电机组无功电压控制的机理,提出直流、风电协调控制策略,并以黑龙江电网为例进行了仿真验证,对风火打捆直流外送系统电压稳定控制具有一定的指导意义。     

大型集群风电有功智能控制系统控制策略 （二）风火电“打捆”外送协调控制

根据风火电＂打捆＂外送的特点,基于优先利用风能资源、提高通道利用率的原则,提出了风火电＂打捆＂外送的有功控制策略。介绍了与传统自动发电控制（AGC）控制目标的区别与配合、风电与火电的协调控制方法、火电调节量的计算方法,以及各火电厂之间及火电厂内部的分配方法等。该策略在甘肃电网经过实际应用,取得了较好的应用效果,证明了其...     

大容量风电场接入电网的暂态稳定特性和调度对策研究

给出了异步风力发电机组的动态仿真数学模型和含风电场的电力系统暂态稳定分析方法，与国内大型电力系统分析软件相联接，实现了含风电场的电网动态稳定分析及其工程应用。结合风电场接入系统实例，分析了大容量风电场接入系统后电网的暂态稳定特性，提出了保证风电场和电网安全稳定运行的风电场安全容量的概念。探讨了通过控制负荷侧功率因数、采取动态无功补偿装置、加强网架结构、故障 后切除风电机组等措施改善电网暂态稳定水平、提高风电场安全容量的办法。通过计算风电场不同开启容量下最大可调出力及对应风速的关系，提出了风电场接入系统后的电网调度对策，采取该调度策略，可以提高风电场的接入系统容量。     

静止无功发生器在风电场电网的应用研究

介绍了静止无功发生器(SVG)的工作原理、数学模型、控制策略和在风电场的应用情况。通过模拟电网的三相断线故障,测试了SVG的动态响应时间、无功输出容量和系统电压的变化情况。实验结果证明了SVG具有较好的无功输出特性,在系统故障时可以提供较大的无功支撑,从而提高整个电网运行的稳定性。