异步联网下云南电网高频切机优化配置方案
发布时间：2021-02-03 03:30
中国云南电网与中国南方电网主网实现异步联网后,外送直流线路故障引发的大量盈余功率使得系统频率稳定问题愈加突出。针对直流闭锁故障,推导了各发电机组对故障盈余功率的贡献因子,并提出了综合考虑故障严重程度和概率的切机优先度指标。随后讨论了高频切机首轮频率和末轮频率的配置原则,并采用动态交叉排序的方法满足被切机组的分散性要求。为提高仿真效率,先通过调节功率估计高频切机的近似解,再利用稳态频率约束修正该近似解,从而完成对每轮切除机组的优化配置。最后,通过应用聚类方法对生成的典型故障进行校验,结果表明所提方法不仅能提高暂态过程中最低频率并能有效降低最高频率,从而更利于系统稳定并规避低频减载动作风险,同时在保证稳态频率处于允许范围内的条件下有效减少了整体切机量。
【文章来源】：电力系统自动化. 2020,44(20)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
优化后高频切机方案整定流程图
在云南电网丰小方式下分别设置上述7类典型故障，比较原方案和优化后方案高频切机动作结果，其中暂态频率和稳态频率对比如表3所示，切机量对比如图2所示，具体暂态频率特性曲线如附录C图C1所示。值得一提的是，原方案在故障7下出现失稳，而优化后方案则能保持系统稳定运行。由于故障1对应的故障功率偏小，暂态频率尚未达到高频切机动作要求，故原方案和优化后方案在故障1下均不动作，2种方案频率特性和切机量均相同。由表3可知，优化后高频切机方案暂态最高频率略有降低，最低频率明显增加，暂态频率变化范围较小的优化后方案更有利于系统稳定并且规避了低频减载动作的风险。结合图2切机量和表3中稳态频率可知，优化后方案在保证系统频率处于允许范围内的条件下减少了切机量，并且对多种故障表现出较强的适应性。与丰小结果类似，丰大方式2种方案比较结果见附录C表C1及图C2。虽然表2中优化后方案相比表1中原方案第1轮最大切机容量有较大程度增加，但依旧不会造成过切，主要理由有如下4点。第1点，根据2.2节讨论的首轮频率配置过程，在丰小方式下当乌东德直流云南侧发生单极闭锁导致4 000 MW功率盈余时，系统最大暂态频率仅为50.775 Hz，再考虑高频切机动作时暂态频率至少要大于动作频率0.2 Hz，因此高频切机首轮动作时暂态最高频率必然大于50.8 Hz，进而对应故障功率必然大于4 000 MW且有一定裕度。第2点，根据聚类结果，故障集功率主要集中在5 500～9 600 MW之间，优化方案通过在首轮切除较多机组从而在故障初期有效抑制频率增加，进而减少了机组切除容量。第3点，由于大系统频率的时空分布特性，同一时刻系统各节点频率呈现一定差异，存在某一轮部分机组先动作造成频率下降进而剩余机组丧失动作条件的情形。如附录C图C3给出了在某N-3故障下A机组与B机组的频率曲线，当B机组暂态频率达到50.8 Hz时，A机组暂态频率已上升为50.939 Hz，并且A机组比B机组先超过50.8 Hz的时间多达0.26 s，此时若首轮A机组和其他机组的高频切机保护先动作使得频率低于50.8 Hz，则B机组在本轮将失去动作条件，因此本轮仅有部分机组动作。除此之外，频率时空分布也是造成优化后方案切机量呈现非线性特性的重要原因，部分本轮次未动作机组甚至可能在下一轮次才得以触发，这些现象造成了优化后方案在某些轮次切机量较小但依然合理。第4点，整定时2.5.3节给出的精确解的判断条件也限定稳态频率误差在±0.2 Hz内，所以优化后方案不会出现过切问题。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型交直流混联电网安全运行面临的问题与挑战[J]. 董新洲,汤涌,卜广全,沈沉,宋国兵,王增平,甘德强,侯俊贤,王宾,赵兵,施慎行. 中国电机工程学报. 2019(11)
[2]计及低频减载动作的最大暂态频率偏移快速估计[J]. 李常刚,李华瑞,刘玉田,吴海伟,徐春雷. 电力系统自动化. 2019(12)
[3]异步联网下多直流送出系统的功率稳定性分析及评价标准[J]. 陈义宣,肖亮,李玲芳,朱欣春,彭俊春,徐政. 高电压技术. 2019(01)
[4]含大规模新能源集中外送型电网高频第三道防线配置方法[J]. 岳涵,邵广惠,孙铭泽,刘洋,窦姿麟. 电网技术. 2019(05)
[5]云南电网对乌东德多端直流适应性分析[J]. 游广增,李玲芳,朱欣春,王国腾,肖亮,徐政. 广东电力. 2018(09)
[6]水电汇集多直流弱送端电网稳定控制及系统保护方案[J]. 董昱,张鑫,余锐,郑超,刘柏私,贺静波. 电力系统自动化. 2018(22)
[7]异步联网送端系统紧急切机控制方法[J]. 陈懿,刘涤尘,吴军,陈炜,王琪鑫,徐雨田,殷巧玲. 电力自动化设备. 2018(08)
[8]特高压直流闭锁后的交直流混联受端电网最优切负荷方案[J]. 胡益,王晓茹,滕予非,车玉龙. 电力系统自动化. 2018(22)
[9]大功率缺失下主动频率响应控制初探[J]. 李卫东,晋萃萃,温可瑞,申家锴,刘柳. 电力系统自动化. 2018(08)
[10]“9·19”锦苏直流双极闭锁事故华东电网频率特性分析及思考[J]. 李兆伟,吴雪莲,庄侃沁,王亮,缪源诚,李碧君. 电力系统自动化. 2017(07)
硕士论文
[1]潮流转移危险线路及输电断面的搜索与安全控制[D]. 郅静.华北电力大学 2016
[2]计及风电接入动态特征的电网频率紧急控制策略研究[D]. 陈赟.华北电力大学 2016
本文编号：3015833
【文章来源】：电力系统自动化. 2020,44(20)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
优化后高频切机方案整定流程图
在云南电网丰小方式下分别设置上述7类典型故障，比较原方案和优化后方案高频切机动作结果，其中暂态频率和稳态频率对比如表3所示，切机量对比如图2所示，具体暂态频率特性曲线如附录C图C1所示。值得一提的是，原方案在故障7下出现失稳，而优化后方案则能保持系统稳定运行。由于故障1对应的故障功率偏小，暂态频率尚未达到高频切机动作要求，故原方案和优化后方案在故障1下均不动作，2种方案频率特性和切机量均相同。由表3可知，优化后高频切机方案暂态最高频率略有降低，最低频率明显增加，暂态频率变化范围较小的优化后方案更有利于系统稳定并且规避了低频减载动作的风险。结合图2切机量和表3中稳态频率可知，优化后方案在保证系统频率处于允许范围内的条件下减少了切机量，并且对多种故障表现出较强的适应性。与丰小结果类似，丰大方式2种方案比较结果见附录C表C1及图C2。虽然表2中优化后方案相比表1中原方案第1轮最大切机容量有较大程度增加，但依旧不会造成过切，主要理由有如下4点。第1点，根据2.2节讨论的首轮频率配置过程，在丰小方式下当乌东德直流云南侧发生单极闭锁导致4 000 MW功率盈余时，系统最大暂态频率仅为50.775 Hz，再考虑高频切机动作时暂态频率至少要大于动作频率0.2 Hz，因此高频切机首轮动作时暂态最高频率必然大于50.8 Hz，进而对应故障功率必然大于4 000 MW且有一定裕度。第2点，根据聚类结果，故障集功率主要集中在5 500～9 600 MW之间，优化方案通过在首轮切除较多机组从而在故障初期有效抑制频率增加，进而减少了机组切除容量。第3点，由于大系统频率的时空分布特性，同一时刻系统各节点频率呈现一定差异，存在某一轮部分机组先动作造成频率下降进而剩余机组丧失动作条件的情形。如附录C图C3给出了在某N-3故障下A机组与B机组的频率曲线，当B机组暂态频率达到50.8 Hz时，A机组暂态频率已上升为50.939 Hz，并且A机组比B机组先超过50.8 Hz的时间多达0.26 s，此时若首轮A机组和其他机组的高频切机保护先动作使得频率低于50.8 Hz，则B机组在本轮将失去动作条件，因此本轮仅有部分机组动作。除此之外，频率时空分布也是造成优化后方案切机量呈现非线性特性的重要原因，部分本轮次未动作机组甚至可能在下一轮次才得以触发，这些现象造成了优化后方案在某些轮次切机量较小但依然合理。第4点，整定时2.5.3节给出的精确解的判断条件也限定稳态频率误差在±0.2 Hz内，所以优化后方案不会出现过切问题。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型交直流混联电网安全运行面临的问题与挑战[J]. 董新洲,汤涌,卜广全,沈沉,宋国兵,王增平,甘德强,侯俊贤,王宾,赵兵,施慎行. 中国电机工程学报. 2019(11)
[2]计及低频减载动作的最大暂态频率偏移快速估计[J]. 李常刚,李华瑞,刘玉田,吴海伟,徐春雷. 电力系统自动化. 2019(12)
[3]异步联网下多直流送出系统的功率稳定性分析及评价标准[J]. 陈义宣,肖亮,李玲芳,朱欣春,彭俊春,徐政. 高电压技术. 2019(01)
[4]含大规模新能源集中外送型电网高频第三道防线配置方法[J]. 岳涵,邵广惠,孙铭泽,刘洋,窦姿麟. 电网技术. 2019(05)
[5]云南电网对乌东德多端直流适应性分析[J]. 游广增,李玲芳,朱欣春,王国腾,肖亮,徐政. 广东电力. 2018(09)
[6]水电汇集多直流弱送端电网稳定控制及系统保护方案[J]. 董昱,张鑫,余锐,郑超,刘柏私,贺静波. 电力系统自动化. 2018(22)
[7]异步联网送端系统紧急切机控制方法[J]. 陈懿,刘涤尘,吴军,陈炜,王琪鑫,徐雨田,殷巧玲. 电力自动化设备. 2018(08)
[8]特高压直流闭锁后的交直流混联受端电网最优切负荷方案[J]. 胡益,王晓茹,滕予非,车玉龙. 电力系统自动化. 2018(22)
[9]大功率缺失下主动频率响应控制初探[J]. 李卫东,晋萃萃,温可瑞,申家锴,刘柳. 电力系统自动化. 2018(08)
[10]“9·19”锦苏直流双极闭锁事故华东电网频率特性分析及思考[J]. 李兆伟,吴雪莲,庄侃沁,王亮,缪源诚,李碧君. 电力系统自动化. 2017(07)
硕士论文
[1]潮流转移危险线路及输电断面的搜索与安全控制[D]. 郅静.华北电力大学 2016
[2]计及风电接入动态特征的电网频率紧急控制策略研究[D]. 陈赟.华北电力大学 2016
本文编号：3015833
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3015833.html
教材专著
