12電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化(第三章穩(wěn)定控制措施1)ppt課件

1、North China Electric Power University電氣與電子工程學(xué)院 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化.第二章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的穩(wěn)定問題討論 1、小擾動(dòng)電壓穩(wěn)定性和大擾動(dòng)電壓穩(wěn)定性有什麼區(qū)別？ 2、電力系統(tǒng)在什么情況下易發(fā)生功角穩(wěn)定性？什麼情況下易發(fā)生電壓穩(wěn)定性？什么情況下需求分析頻率穩(wěn)定性？.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 一、提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施 隨著互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模的增大和系統(tǒng)艱苦穩(wěn)定事故的發(fā)生，首先引起工程技術(shù)人員和許多學(xué)者注重的是系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定問題。為了提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定程度，大部分工業(yè)界人士除了制定暫態(tài)穩(wěn)定的準(zhǔn)那么，對系統(tǒng)進(jìn)展數(shù)字仿真、物理實(shí)驗(yàn)外，還在此根底上研討了多種詳細(xì)的控制措

2、施。 .第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 如在聯(lián)絡(luò)線加裝串聯(lián)電容器、快速切除缺點(diǎn)、切機(jī)、切負(fù)荷等專門的穩(wěn)定措施。由于暫態(tài)穩(wěn)定性已獲得高度注重，在提高穩(wěn)定性的方法和措施方面獲得的進(jìn)展也非常大。歸納起來，無非是提高暫態(tài)穩(wěn)定性的目的是獲得以下效果中的一個(gè)或幾個(gè)：.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 1使缺點(diǎn)嚴(yán)重程度和繼續(xù)時(shí)間最小以減少擾動(dòng)的影響；快速切除缺點(diǎn).第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 2添加恢復(fù)同步的才干；切機(jī)、切負(fù)荷 3經(jīng)過控制原動(dòng)機(jī)機(jī)械功率，減少加速轉(zhuǎn)矩；快關(guān)汽門.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 4經(jīng)過施加人工負(fù)荷減少加速轉(zhuǎn)矩。電氣制動(dòng).第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 在提高暫態(tài)穩(wěn)定性

3、的措施中，我們可將其分為一次系統(tǒng)措施和二次系統(tǒng)措施，一次系統(tǒng)措施主要是從網(wǎng)架構(gòu)造和添加電氣設(shè)備方面采取有效措施。這種措施可靠性高，但投資較大。二次系統(tǒng)措施是在一次系統(tǒng)不能得到改善的情況下，加裝平安自動(dòng)安裝來進(jìn)展補(bǔ)救，這種措施投資小，施工周期短，但可靠性相對較低。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 1、 提高暫態(tài)穩(wěn)定程度的一次系統(tǒng)的措施 1架線路采用分裂導(dǎo)線、添加回路數(shù)或架設(shè)高一級(jí)電壓等級(jí)的線路，添加變壓器。隨著我國經(jīng)濟(jì)的開展，添加重要線路回路數(shù)已成為現(xiàn)實(shí)。 但聯(lián)絡(luò)線的架設(shè)超越3回后對系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定程度的提高就沒有顯著的效果。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施

4、2串聯(lián)電容器補(bǔ)償 串聯(lián)補(bǔ)償?shù)脑硎抢么?lián)電容器的容抗抵消掉部分感抗，相當(dāng)于縮短了線路的電氣間隔，從而到達(dá)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定極限和輸電才干的目的。 .第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 串聯(lián)補(bǔ)償作為一項(xiàng)成熟的技術(shù)，在電力系統(tǒng)中發(fā)揚(yáng)著多方面的作用，如添加系統(tǒng)的輸電才干；改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性；改善運(yùn)轉(zhuǎn)電壓和無功平衡；用作潮流控制和降低網(wǎng)損；且有良好的經(jīng)濟(jì)性等等?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)在電力系統(tǒng)特別是在遠(yuǎn)間隔、大容量輸電系統(tǒng)中得到了廣泛的運(yùn)用。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 串聯(lián)電容補(bǔ)償適用于送端和受端系統(tǒng)都比較強(qiáng)大的情況。此時(shí)線路阻抗占有整個(gè)串聯(lián)阻抗的主要部分，因此對它實(shí)現(xiàn)串聯(lián)補(bǔ)償能顯著減小系統(tǒng)的綜

5、合阻抗，以獲得高送電容量的效益。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 如圖： 由功率特性方程可知： 假設(shè)XX1 、XX2， 那么X下降可顯著降低X，這種措施即提高了暫態(tài)穩(wěn)定程度，同時(shí)也提高了靜態(tài)穩(wěn)定程度。 .第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 如圖為常規(guī)串補(bǔ)安裝的接線表示圖： 其中：C-電容器組 MOV-氧化鋅避雷器 D-阻尼回路 G1-觸發(fā)間隙 S1-旁路開關(guān).第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 MOV與電容器組并聯(lián)，當(dāng)電容器兩端電壓超越MOV的維護(hù)電壓時(shí)，MOV中將流過很大的電流，將電壓限制在其維護(hù)電壓程度，一旦缺點(diǎn)消逝電容器瞬時(shí)重投。 .第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 觸發(fā)間隙的主要作用是用

6、于維護(hù)MOV，當(dāng)經(jīng)過MOV的能量或電流超越設(shè)定值時(shí)，觸發(fā)間隙擊穿，旁路MOV。旁路開關(guān)通常處于常開形狀，需求有較快的合閘速度。當(dāng)旁路開封鎖合時(shí)，可將串聯(lián)電容退出。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 1928年串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)首先運(yùn)用于美國的330KV系統(tǒng)，到1998年，世界上串聯(lián)電容安裝總量已超越90000Mvar。 我國1972年初次在劉家峽-關(guān)中330KV線路采用補(bǔ)償度為30%的串補(bǔ)安裝。 根據(jù)加拿大CEAERIS對19781983年串補(bǔ)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)聽闡明：串補(bǔ)安裝事故率為0.6次/年.組；平均缺點(diǎn)修復(fù)時(shí)間為67.9小時(shí)/次；可用率可達(dá)99.54%。電容器年缺點(diǎn)率在0.03以下。.第三章

7、提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 事例： 330KV劉天關(guān)600km線路，裝設(shè)30%串聯(lián)電容補(bǔ)償，靜穩(wěn)程度提高5萬千瓦，暫態(tài)穩(wěn)定程度提高4萬千瓦。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 隨著電力電子技術(shù)和晶體管技術(shù)的開展，串聯(lián)電容補(bǔ)償由常規(guī)不可控制開展到可控串聯(lián)電容補(bǔ)償TCSC：Thyristor controlled series compensator)，可控串聯(lián)補(bǔ)償較常規(guī)固定串聯(lián)補(bǔ)償對提高暫態(tài)穩(wěn)定程度更有效。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 它可以在晶閘管觸發(fā)角的作用下，當(dāng)聯(lián)絡(luò)線保送功率大或電壓低時(shí)自動(dòng)提高補(bǔ)償度，降低X，而保送功率小或電壓高時(shí)，回到正常的補(bǔ)償程度。尤其是當(dāng)系統(tǒng)缺點(diǎn)擾動(dòng)發(fā)生后，出現(xiàn)

8、聯(lián)絡(luò)線功率的同步振蕩，它可以有效地減低振蕩幅值，使系統(tǒng)盡快平息振蕩。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 如圖為可控串補(bǔ)安裝的接線表示圖：.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 與固定串補(bǔ)類似，可控串補(bǔ)主要由電容器組、MOV、阻尼電路、旁路開關(guān)等主要部件組成，不同的是，可控串補(bǔ)添加了一電抗器的并聯(lián)支路，它由一雙向可控硅和電抗器串聯(lián)組成。由于添加了調(diào)控速度很快的可控硅并聯(lián)支路，可控串補(bǔ)通常取消了火花間隙支路。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 可控串補(bǔ)存在三種典型的運(yùn)轉(zhuǎn)工況： 1可控硅全開工況全導(dǎo)通方式。如圖： 該工況與固定串補(bǔ)被旁路開關(guān)旁路的工況完全一樣，整個(gè)串補(bǔ)安裝表現(xiàn)為一個(gè)小電抗。.第三章 提高

9、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 2可控硅全封鎖工況閉鎖方式。如圖： 該工況與固定串補(bǔ)正常工況完全一樣，整個(gè)安裝表現(xiàn)為一固定的容抗。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 3可控硅參與調(diào)理的正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況，這也是可控串補(bǔ)的主要運(yùn)轉(zhuǎn)工況。如圖： .第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 可控硅不同導(dǎo)通角時(shí)，可控串補(bǔ)中可控硅支路電流不同，串補(bǔ)安裝表現(xiàn)出的等值工頻容抗就不同，因此，經(jīng)過調(diào)理可控硅的導(dǎo)通角，可以方便快速地調(diào)理安裝的等值工頻容抗或者電抗。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 事例： 甘肅隴南地域碧口電廠-成縣變電站的一條140公里220KV線路，當(dāng)系統(tǒng)無補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，穩(wěn)定情況較差，碧成線碧口側(cè)發(fā)生單相瞬時(shí)缺點(diǎn)時(shí)，碧

10、成線的穩(wěn)定極限為245MW，不能滿足電力送出的需求，同時(shí)系統(tǒng)在缺點(diǎn)后振蕩衰減較緩慢。為此，在220KV碧成線上加裝串補(bǔ)，以處理其電力送出問題。 2004年12月22日 ，我國第一個(gè)國產(chǎn)化可控串補(bǔ)工程甘肅碧成線220kV可控串補(bǔ)工程一次投運(yùn)勝利 。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 計(jì)算分析結(jié)果： 1無串補(bǔ)系統(tǒng)缺點(diǎn)后動(dòng)態(tài)過程.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 2對應(yīng)于70%固定串補(bǔ)穩(wěn)定極限時(shí)的系統(tǒng)搖擺過程碧成線暫穩(wěn)極限315MW。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 可以看出，安裝固定串補(bǔ)可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定極限70MW)，但缺點(diǎn)后系

11、統(tǒng)振蕩衰減較緩慢。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 350%可控串補(bǔ)穩(wěn)定極限時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)搖擺過程碧成線暫穩(wěn)極限345MW，.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 與固定串補(bǔ)相比，安裝可控串補(bǔ)可以較大幅度的提高碧成線的穩(wěn)定極限(100MW)，安裝可控串補(bǔ)還可以起到加快缺點(diǎn)后系統(tǒng)振蕩衰減速度的作用。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 繼甘肅碧成線220kV可控串補(bǔ)工程之后，2007年10月，東北電網(wǎng)伊敏電廠裝機(jī)220萬千瓦馮屯500千伏線路上，初次采用國內(nèi)自主研發(fā)的可控串補(bǔ)技術(shù)。該工程采用可控串補(bǔ)

12、+固定串補(bǔ)的混合方案，其中固定串補(bǔ)容量到達(dá)2544兆乏，串補(bǔ)度30%；可控串補(bǔ)容量到達(dá)2326兆乏，串補(bǔ)度15%，是目前世界上補(bǔ)償容量最大、系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境最復(fù)雜的串補(bǔ)安裝。 伊馮可控串補(bǔ)工程建成后，將使伊敏送出才干提高100萬千瓦左右，可替代新建一回500千伏輸電線路，不僅節(jié)省數(shù)億元人民幣的投資，還維護(hù)了珍貴原始生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)了環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)可繼續(xù)開展。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施3)可控電抗器 (controlled shunt reactor，CSR) 可控電抗器的主要作用：處理限制過電壓和無功補(bǔ)償之間的矛盾。無功在一定范圍內(nèi)可調(diào)理，那么可實(shí)現(xiàn)電壓在一定范圍內(nèi)的控制?？煽仉娍沟目刂品?/p>

13、式是：線路在輕載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，高抗容量堅(jiān)持在最高值；線路正常重載時(shí)，將容量控制在較低值。在系統(tǒng)發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)，由于可控電抗器可瞬間調(diào)整容量的大小，因此可以提高聯(lián)絡(luò)線的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)程度。抑制工頻過電壓和操作過電壓、消除發(fā)電機(jī)自勵(lì)磁、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償線路充電功率、抑制潛供電流、阻尼系統(tǒng)諧振等 。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 目前在電網(wǎng)中采用的可控并聯(lián)電抗器主要有兩種接線型式：阻抗分級(jí)式可控并聯(lián)電抗器磁控延續(xù)式可控并聯(lián)電抗器如圖為可控電抗器接線表示圖：.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 在圖中，丈量系統(tǒng)4、5產(chǎn)生偏向信號(hào)觸發(fā)控制設(shè)備3。然后控制設(shè)備操作晶閘管整流器2，整流設(shè)備產(chǎn)生的直流電流去改動(dòng)電抗器的磁飽和程度，

14、從而實(shí)現(xiàn)了電抗器1的無功平滑調(diào)理，抑制安裝點(diǎn)的電壓動(dòng)搖。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 隨著電壓的上升，對于額定容量為180Mvar的可控電抗器，可根據(jù)偏向信號(hào)從3.6Mvar調(diào)制180Mvar，整個(gè)過程不超越1秒。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 歐洲一些國家已有運(yùn)用可控電抗器的勝利閱歷，在挪威和瑞典間的一條400KV線路因動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問題限制了正常送電功率，1981年在聯(lián)絡(luò)線接近瑞典側(cè)安裝了360Mvar的晶閘管控制電抗器，在控制電壓的同時(shí)，將送電程度由原來的800MW提高到1000MW，添加功率200MW，隨后添加了對該電抗器的附加控制，勝利地將送電極

15、限提高到了1100MW，每日效益因此到達(dá)45000磅。 .第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 2006年我國湖北江陵可控高抗示范工程投運(yùn)。江陵可控高抗額定容量120Mvar，安裝在峽江二線江陵側(cè)，作為線路高抗運(yùn)轉(zhuǎn)。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)闡明，可控電抗器在穩(wěn)態(tài)形狀下可以1.7%-100%間延續(xù)平滑調(diào)理，暫態(tài)形狀下，可以有效地抑制線路過電壓。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 4、中間并聯(lián)補(bǔ)償。 添加長間隔線路傳輸才干的另一種方法是實(shí)現(xiàn)中間并聯(lián)補(bǔ)償。如圖：.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 假設(shè)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中能堅(jiān)持中間點(diǎn)電壓為恒定值，就相當(dāng)于中間點(diǎn)為無窮大系統(tǒng)。這樣就在電氣上完成了把原來的送電端向無窮大系統(tǒng)輸電，再由無窮大系統(tǒng)向原來的受電端系統(tǒng)送電。這種措施可顯著提高該聯(lián)絡(luò)線的暫態(tài)穩(wěn)定程度。.第三章 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 但實(shí)踐上，中間點(diǎn)不能夠是恒定的。