毕节新能源送出电网故障分析及送电能力提高措施分析.pdf

毕节新能源送出电网故障分析及送电能力提高措施分析明 杰王国松梅 涛(.中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 四川 成都.贵州电网有限责任公司电力调度控制中心贵州 贵阳)摘 要:电网稳控系统作为整个电力系统的重要保护手段可以避免电网故障进而引发大范围停电的情况发生是保证电网安全稳定运行的重要防线 首先分析了毕节新能源建设工程情况其次根据该区域电网 年网架情况对该区域内电网交流系统进行了详细的稳定计算分析系统存在的稳定问题和薄弱环节最后针对不同的交流线路故障提出提高毕节新能源送出的措施建议为该区域大电网安全运行提供保障关键词:电网稳控系统 稳定计算 变电站 稳控策略中图分类号:文献标志码:文章编号:():./.(.):.:引 言随着大规模电网互联、远距离输电的不断发展、分布式发电的大量运用以及电力电子等设备越来越多电网的内部结构和运行特点变得复杂电网安全稳定问题日益突出同时电网局部产生的故障也可能导致大电网的崩溃造成不可估量的损失因此及时发现故障、分析故障原因并采取相应稳定控制措施可以保证大区域电网的供电可靠性防止电网故障后果的进一步加重稳控系统作为电力系统的重要防线保护着系统各设备在正常范围内工作 在电网发生故障失稳后稳控系统通过切发电机组、切负荷来减少出力和负荷调整功率(上升或下降)以此来实现故障区域或更大范围电网的安全稳定控制 稳控系统有助于维持功角、电压稳定以及电网的可持续稳定供电四 川 电 力 技 术 年 月 第 卷 第 期 下面分析毕节新能源送出电网安全问题 针对该区域电网网架不断变化以及发电、负荷逐步增加的情况研究毕节区域电网出现的交流故障以及故障发生后稳定控制系统采取的措施对有效抑制故障的进一步扩大、保障电网安全运行具有重要意义 毕节新能源概况毕节新能源以光伏发电为主集中在乌撒区域光伏发电集中汇集到 光伏汇集站 和 光伏汇集站 当地的水电汇集到 水电汇集站 光伏汇集站 和 水电汇集站分别经 联络线接入 汇集站再经 回 联络线路长距离接入主网的 变电站 实现与主网连接 毕节新能源送出电网如图所示光伏群总装机容量为 各光伏站装机容量见图 图 毕节新能源送出电网 研究方法及原则.计算原则.计算模型及稳定判据)发电机模型:采用“”和“”电势变化的计算模型)负荷模型:采用 感应电动机恒阻抗的综合负荷模型并计入频率因子)直流模型:采用能模拟直流电压和电流测量环节、电流调节器、限制环节以及触发控制环节的直流控制系统模型根据电力系统安全稳定导则和南方电网安全稳定计算分析导则系统稳定应同时满足:)暂态稳定 遭受扰动后同步系统内各机组之间功角相对摇摆经过第一、第二振荡周期不失步作同步衰减振荡系统中枢点电压逐渐恢复)动态稳定 电网在遭受大小干扰后仍能通过自控设备维持自身长时间稳定运行一般指在干扰后不出现发散性或持续性的振荡)电压稳定 电网电压受到干扰后在一定条件下仍能维持或恢复到安全范围内不出现电压崩溃的现象电压稳定包括电压静态和暂态稳定)频率稳定 电网遭受剧烈干扰后在电源与负载的巨大不均衡条件下电网频率仍可维持在可接受范围内而不出现频率崩溃)热稳定 电网中的电力装置能经受住短路电流所引起的热效应而不会造成装置的损害.故障类型与计算时序电网故障主要包括单相瞬时性故障、线路三相永久性故障、主变压器故障、平行线路单回三相永久性跳双回及电厂送出线路.故障以及稳控远方切机、切负荷时间故障等 计算时序如表 所示表 计算时序故障类型计算时序单相瞬时性故障故障后两侧.故障相跳开故障后.故障相重合闸成功线路三相永久性故障故障后两侧.跳开线路单回故障跳双回故障故障后两回线路两侧.跳开主变压器故障故障后.主变压器各侧跳开双回线路.故障一回线路三相永久性故障后.线路两侧跳开另外一回线单相瞬时性故障故障后.故障相两侧断开稳控远方切机、切负荷时间交流故障后.计算方式“”原则又称为单一故障安全检验法则是一种基于电网稳定运行的技术需求具体指电网中任一电力器件在正常运行下或由于故障被切断电网能维持稳定的工作状态且其他部件不负载运行电压、频率都保持在安全范围内 所选取的基础计算方式突破“”原则即在夏季考虑毕节区域水电、火电、新能源等电力均尽量满发只要正常运行时无元件过载即可 故障后出现的稳定问题则依靠安全稳定控制措施解决 四川电力技术 第 卷同样以“保证正常运行时无元件过载 故障后出现的稳定问题依靠安全稳定控制措施解决”为原则在 年夏小多发方式下做 及 线路检修具体检修方式主要包括 汇集站升压变压器检修、变电站 主变压器检修、双回线一回线路检修、双回线一回线路检修等 交流系统故障及提高送电能力措施分析 以在 年夏小多发方式下 线路单相瞬时性故障为例测算 联络线和 水电联络线两侧的相角差、测定电压及余弦电压如图、图 所示图 联络线两侧相角差 根据图 和图 中两侧相角差及测定电压可判断电网内交流线路故障后出现功角失稳问题及振荡中心落在 联络线或者 水电联络线上光伏和水电打捆后送出能力受不同能源出力比例的影响为避免功角失稳问题列举两种方式的不同能源出力比例进行仿真计算结果如表 所示 方式:减小光伏出力 以使 联络线潮流为 联络线单相瞬时故障无暂稳问题图 测定电压及余弦电压 表 汇集站至 变电站 线路预控方式方式 联络线潮流/水电出力/光伏出力/方式 方式 注:表中未示出网损 方式:减小水电出力 以使 联络线潮流为 预控 联络线单相瞬时故障无暂稳问题 为提高 联络线送电能力通过提高光伏电站电压稳定能力来实现考虑采用静止无功发生器()增容、加装调相机以及新建串联补偿装置等方式)增容表 为以 光伏汇集站、光伏汇集站 作为节点新增不同容量的 后的送电能力分析表 增容提高送电能力分析序号新增 容量/撒奢线有功功率/负载率/.容量从 至 对应的有功功率也随之增加 通过安装和调节这些 设备可以有效控制系统的无功功率流动提高电力系统第 期 明 杰等:毕节新能源送出电网故障分析及送电能力提高措施分析 的稳定性和可靠性)新建串联补偿装置补偿度为 乌撒电源可满出力)新建调相机 毕节新能源可满出力 结 论上面对毕节新能源 送出系统进行了电网稳定研究分析了毕节新能源和水电送出 联络线存在的稳定问题提出了提高送电能力的措施参考文献 李明节.大规模特高压交直流混联电网特性分析与运行控制.电网技术():.杨欢欢付超李诗旸等.南方电网稳定控制系统高保真传动试验方案设计与结果分析.南方电网技术():.许涛励刚于钊等.多直流馈入受端电网频率紧急协调控制系统设计与应用.电力系统自动化():.朱锐黎劲松杨宝起等.高比例新能源接入区域电网稳定控制技术探讨.电工技术():.肖友强李玲芳陈义宣.云南电网稳控系统的优化配置研究.云南电力技术():.郝雨辰江叶峰仇晨光等.基于多代理系统的直流微电网分区域式稳定控制方法研究.电力工程技术():.郭剑朱炳铨徐泰山等.基于历史数据聚类分析的暂态功角稳定故障筛选.电力工程技术():.():.:.():.郭琦朱益华常东旭等.电网安全稳定控制系统远程试验方法及工程应用.电力系统自动化():.作者简介:明 杰()男硕士工程师研究方向为电力系统稳定与控制(收稿日期:)(上接第 页)秦川姜燕.基于经济等效时间考虑电压暂降的供电可靠性评估方法研究.电力电容器与无功补偿():.林志超罗步升宋志坚.一种基于过程免疫时间的电压暂降后果分级指标.云南电力技术():.肖先勇秦铄汪颖等.考虑敏感设备中断概率的电网线路改造优质供电运营模式研究.电网技术():.汪颖李成鑫李国栋等.基于响应事件工艺参数免疫时间的设备电压暂降敏感特征识别.四川大学学报(工程科学版)():.刘旭娜张文涛魏俊等.基于配电网过电流保护的电压暂降缓解方法.电气应用():.:.罗珊珊陈兵汪颖等.基于过程免疫力和优化 近邻估计的配网电压暂降频次估计.电工电能新技术():.徐琳刘畅杨华.敏感工业过程电压暂降免疫时间评估.电力电容器与无功补偿():.钟庆何淇彰陈伟坤等.基于甘特图的过程免疫时间计算方法.电力系统自动化():.肖先勇谭秀美汪颖等.基于电气特性物理属性感知损失的电压暂降经济损失评估.中国电机工程学报():.李天楚伍智鹏方铭等.基于 推理的电压暂降下工业过程负荷损失率评估方法.电力系统保护与控制():.胡兵徐友才朱瑞.现代科学与工程计算基础.成都:四川大学出版社.:/.:/./?.作者简介:马 骏()男工程师从事电气管理工作景 源()男助理工程师从事电气技术管理工作易 见()男高级工程师从事天然气离心式压缩机组管理工作周之松()男高级工程师从事水电、压缩机管理工作徐方维()女博士教授研究方向为电能质量与电磁兼容龙晨瑞()男硕士研究生研究方向为电压暂降治理技术(收稿日期:)四川电力技术 第 卷