大电网失步解列难点问题及隔离策略初步构想

为了提高失步解列措施在大电网条件的适应性基于大量实际电网稳定破坏事故和大电网仿真分析结果,总结梳理了稳定问题耦合出现、失稳模式复杂、隔离断面复杂、振荡中心跃迁情况复杂、电网解列装置配置复杂、故障暂态冲击严重等6类大电网失步解列难点问题;结合我国未来规划电网严重故障下稳定特征的一些新变化,引入广域信息,提出了基于广域信息的失步振荡解列和隔离措施及策略;并通过实际电网的仿真对所提控制措施的有效性进行了验证。结果表明:针对失稳模式复杂问题提出的基于机组受扰轨迹同调分群的多解列措施配合策略、针对多稳定问题耦合出现提出的综合故障抑制策略、针对电磁环网带来的隔离断面复杂问题提出的广义规划隔离措施以及故障冲击严重提出的切机措施均能实现失步振荡的有效隔离和抑制。研究结果可为大电网的稳定性研究提供参考。     

阶段式电流保护运行风险评估模型

提出阶段式电流保护的运行风险评估模型,揭示了继电保护对电力系统可靠性的影响机理。首先阐述了继电保护在某一电网运行方式下拒动和误动的原理,指出保护拒动和误动产生于设备硬件失效和运行时保护设置不当。然后根据电网中保护的实际配置情况、动作值和动作时限,推导出基于实际保护范围或灵敏系数的运行拒动概率和运行误动概率两组风险指标。此外,还提出受保护错误动作影响的失负荷风险指标。利用一个典型实例,阐述了阶段式电流保护运行风险评估模型的应用,以说明该方案的实用性和有效性     

不同失步特征下基于就地信息的失步解列配置方案研究

失步解列作为防止系统崩溃的最后一道防线,基于就地信息识别失步振荡并采取解列措施仍然是实际电网运行中较为可靠的手段。在分析失步振荡过程中电气量变化规律和现有失步解列装置判据的基础上,结合多个实际电网的仿真分析结果,梳理提炼包括单个电厂相对主网失稳、长链式电网送端系统相对主网失稳、电磁环网中子系统相对主网失稳、大电网区域间相对失稳在内的4种失稳模式,以及其振荡中心分布特征,并针对每种失稳模式及振荡中心分布特征提出相应的失步解列装置配置方案,为失步解列防线配置工作提供技术支撑。     

溪洛渡直流四极闭锁失稳特性分析及对策研究

溪洛渡直流四极同时闭锁稳控装置拒动情况下,大量潮流涌向交流系统,导致系统功角失稳。针对此问题,对溪洛渡直流四极闭锁后失稳特性进行研究,对振荡中心进行判别,并对失步解列装置判别情况及解列装置动作后系统稳定情况进行仿真分析,根据仿真研究结果及失步解列装置配置现状提出相应建议,建议在永丰站增设失步解列装置,并对现有两广断面失步解列装置判据进行优化。     

断路器失灵保护不正确动作的问题分析

断路器失灵保护作为电网的后备保护起着至关重要的作用,其误动或拒动会扩大电网事故范围,对电网影响巨大。针对几种可能造成断路器失灵保护不正确动作的情况进行分析,并提出改进措施。     

变电站10 kV开关拒动因素探讨

当电力线路或运行设备出现故障时,开关的正确开断是保护电网能够正常运行的重要手段。然而在开关可靠性已经颇高的今天,开关拒动的情况依然频繁出现。电网中运行设备的开关拒动以及保护的多重拒动或误动,都可能引起电网事故,甚至可能迫使电网瓦解并造成大面积的停电事故。就引起变电站开关拒动的几点因素进行探讨,并针对这几点因素提出防范措施。     

断路器和隔离开关异常引发调度风险分析

结合实际案例对断路器、隔离开关操作风险进行了梳理,利用BPA稳定计算对操作风险进行仿真分析,最后结合理论梳理及仿真结果对断路器、隔离开关操作风险的防控提出建议。需评估单相短路单相拒动及三相短路单相拒动的系统风险,从而在断路器操作前得出防止操作故障导致系统失稳的建议,具有一定指导意义。     

多直流馈入受端电网严重故障后的主动解列策略

随着特高压交直流互联电网的快速发展,极大地增强了大范围资源优化配置能力,但在极端故障情况下,电网存在全网性暂态失稳的风险。为了最大限度地保障电网失稳场景下局部重要负荷分区不间断供电,主动解列是一种有效的控制措施。针对多直流馈入的受端电网,分析了交直流故障下全网性的暂态失稳场景,并由失稳特点提出主动解列的应对策略,从判据设置、解列断面的选择原则及追加紧急控制等方面对主动解列策略进行阐述,并通过实际电网仿真算例验证了所提策略的有效性。     

110kV备自投装置风险防控原理分析

110kV备自投装置适应不同的电网运行方式,广泛应用于电网中以提高供电可靠率。本文针对TV失压和TWJ信号不准确导致备自投装置不正确动作的因素,结合变电站实际运行方式,剖析了110k V备自投装置动作逻辑的缺陷。通过对110k V备自投装置风险防控原理的分析,提出TV失压误动风险和TWJ信号不准确拒动风险的有效预防措施,进而提高备自投装置的动作成功率和供电可靠率。结果表明这些防控措施在实际应用中取得了良好效果,对工程实践具有重要指导意义。     

2009年广东电网电压失稳故障模式分析与对策

随着广东电网多馈入以及交、直流混合复杂网络格局的形成,外送输电容量的比例逐渐增加,对广东电网电压稳定问题产生了重要的影响。根据2009年电网实际情况,分析了广东电网电压稳定故障失稳模式,提出了针对机组、负荷和线路采用不同的模式分析策略,通过对失稳故障筛选和动态仿真后,提出了抑制失稳的措施,以及不同措施在故障中的组合和优化,具有较强的工程实际意义。     

计及火电机组OPC保护模型的电力系统机电动态仿真分析

首先论证了电力系统机电暂态仿真程序中考虑火电机组OPC保护模型的必要性。通过对东北典型火电机组超速保护OPC动作特性的实际调研,在电力系统分析综合程序(PSASP)中搭建了OPC保护相应的数学模型,并通过东北电网典型事故实际仿真对比验证了模型的正确性。最后,结合东北电网实际的频率稳定问题案例对火电机组OPC机网协调管理提出了相应的建议和整改措施。针对具有较大孤网风险的局部地区电网,建议采取调整火电机组OPC保护动作定值、优化OPC保护在系统频率上升和下降阶段的控制策略等措施,以提高其孤网运行成功的概率。     

断路器闭锁分合闸的处理方法研究和实例分析

断路器闭锁分合闸是调度运行中会遇到的一类重大缺陷。该缺陷若不及时处理,在电网发生故障时可能扩大停电范围,甚至造成系统运行失稳风险。首先对断路器闭锁分合闸前后的系统运行极限进行了对比分析,表明断路器闭锁分合闸后电网已进入紧急状态,需对相关断面进行潮流控制。然后对一些典型接线方式下断路器闭锁分合闸的如何处理进行讨论,提出在不能带电处理情况下,典型接线方式下隔离处理闭锁断路器的方法。最后对断路器隔离处理期间的风险进行了分析,提出相关防控要求,避免处理过程中再发生N-1故障导致局部电网解列或系统失稳。     

光伏电站进孤岛后系统稳定性风险量化评估

光伏电站进入孤岛后可能导致系统的稳定性风险,特别是在电网故障导致光伏电站非计划进孤岛且孤岛检测装置未能及时动作的情况下。为了评估该风险,首先对功率差额、光伏渗透率和电机惯性影响光伏电站非计划进孤岛后系统短时间内稳定特性的机理进行了理论分析。随后,建立了光伏电站的电磁暂态模型,并据此在PSCAD/EMTDC上搭建了含光伏电站的大理电网模型,通过软件仿真验证了理论分析的结论。最后,提出了光伏电站进孤岛后系统稳定性风险量化评估指标和方法,为稳定性风险的评估提供了理论依据。     

暂态功角弱稳定模式辨识及其协调紧急控制策略

针对电网发展过程中可能出现的复杂暂态功角失稳现象,提出了用于系统安全稳定分析和控制的暂态功角弱稳定模式的概念及其辨识方法,解析了紧急控制导致弱稳定模式演化为主导失稳模式的机理及其近似必要条件。在理论分析的基础上,提出了基于系统暂态稳定约束转化的紧急控制数学模型,进而设计了基于动态灵敏度指标的启发式协调紧急控制策略计算方法,提升了紧急控制算法对于处理复杂暂态失稳情况的适应性,实现了统筹系统暂态功角多个弱稳定模式的自动协调控制。基于实际电网的算例验证了所提紧急控制负效应机理及策略搜索算法的有效性。     

Feasibility of adaptive intentional islanding operation of electric utility systems with distributed generation

As the process of deregulation of the electric utility industry proceeds, the importance of power quality is increasing. A fundamental aspect of power quality is the continuity of power supply that is the absence of momentary, temporary and sustained power interruptions. In this paper a network reconfiguration strategy is proposed which allows the distribution network to separate into a certain number of autonomous islands, supplied by local distributed generation, in case of permanent fault within the grid. Intentional islanding of portions of the grid is automatically carried out with an adaptive network reconfiguration depending upon the local generation/load state at the time of outage.     

交直流电力系统暂态安全稳定在线紧急控制策略并行算法

针对在线策略优化约束和控制措施考虑不足以及计算速度无法满足在线要求等问题,基于参与因子、综合电气距离、无功电压灵敏度及安全稳定裕度,提出了直流系统功率紧急调制、切机、切负荷和局部电网解列的量化控制性能指标和两阶段在线策略优化集群计算方法。在各阶段计算中,依据控制措施性能指标进行措施组合,形成计算任务,按控制代价对计算任务排序形成调度队列,提交集群系统进行并行计算。首先计算暂态功角稳定紧急控制策略,实现直流紧急调制与切机和匹配切负荷的协调;然后,在暂态功角稳定策略的基础上,进行暂态电压和频率安全稳定策略的计算,实现暂态功角稳定控制与暂态电压和频率安全稳定控制的协调。仿真实例验证了算法的有效性。     

A topology analysis and genetic algorithm combined approach for power network intentional islanding

Intentional islanding is to determine proper network splitting strategy while ensuring local power balance and transmission capacity constraints when islanding operation is unavoidable. The intentional islanding problem is very complicated in general because a combinatorial exploitation of strategy space is required. This paper apply a topology analysis and genetic algorithm combined approach for determining proper splitting strategies of large-scale power networks. Topology analysis is used to simplify the original power network into a simple equivalent network so that the splitting strategy space world be dramatically reduced; while the genetic algorithm incorporated with the breadth-first search (BFS) is employed to determine the final proper splitting strategy in the simplified power network. Two additional applications, mimicking weak connections between islands and obtaining specific pre-defined islands, of the proposed method are introduced. Simulation results on several test system show that the proposed approach can quickly provide proper splitting strategies and is effective for larger-scale power systems.     

解列后孤岛电网电压失稳机理探讨

电网因故障解列后由于功率缺额孤岛频率一般会下降,而实际电网事故中存在解列后功率缺额情况下孤岛电压失稳且伴随频率上升的现象。利用负荷功率与基本电气量的关系探究网络视在功率传输极限,并从理论上分析电压稳定的静态运行点。通过仿真算例从孤岛网络、负荷电压-功率特性两方面对解列后孤岛电网电压失稳机理进行研究,分析指出解列后负荷视在功率接近网络的视在功率传输极限时,网络极限会制约负荷功率的增长。进一步从各时间断面的视在功率传输极限的角度出发,分析网络极限与马达负荷的制约机理,指出短路故障后马达吸收无功是造成孤岛电压失稳的重要诱因,从而揭示电压失稳后低负荷电磁功率是孤岛低压高频的本质。研究成果可为孤岛电网运行方式安排以及集中切负荷、低压减载措施提供参考。     

一种新型孤岛检测方法

鉴于光伏并网系统非计划孤岛会给电网带来严重的安全隐患,这里提出一种新的孤岛检测方法.基于此方法的孤岛检测装置安装在并网母线处,通过检测并网断路器上的电压和电流信号判断是否发生了孤岛.当检测出孤岛发生后,便向供电部门上报孤岛情况,以便及时制定出应对措施,减少孤岛带来的危害.