最佳重合閘時(shí)間與計(jì)算.ppt

1、,Xian Jiaotong University,優(yōu)化重合閘時(shí)間，提高輸電能力,西安交通大學(xué)電氣學(xué)院,張 保 會(huì),Xian Jiaotong University,主要內(nèi)容,課題研究目的及意義 最優(yōu)重合閘時(shí)間的定性分析 最優(yōu)重合閘時(shí)間的定量分析 最優(yōu)重合閘時(shí)間的實(shí)現(xiàn) 在線實(shí)時(shí)捕捉 離線整定計(jì)算 最優(yōu)重合閘時(shí)間的效益驗(yàn)證 結(jié)語,Xian Jiaotong University,目的及意義,傳統(tǒng)重合閘不足之處,存在的問題： 1 不區(qū)分故障是瞬時(shí)性的還是永久性的 若重合于永久故障，系統(tǒng)將再次遭受故障沖擊，可能較大幅度的搖擺進(jìn)入新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，也可能搖擺后失去穩(wěn)定。為了防止重合于永久故障造成系統(tǒng)穩(wěn)

2、定的破壞，在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則中規(guī)定：?jiǎn)蜗嘤谰眯怨收现睾喜怀晒r(shí)不允許造成穩(wěn)定破壞。就必須得限制正常方式下傳輸線路的輸電容量，以致使得某些發(fā)電廠“窩電”或“棄水”。,Xian Jiaotong University,目的及意義,2 重合閘時(shí)間是固定的，不能隨故障條件而變化,傳統(tǒng)重合閘不足之處,傳統(tǒng)重合閘時(shí)間的整定，以保證對(duì)瞬時(shí)性故障能重合成功，對(duì)永久故障能跳開為原則，取一個(gè)最小間歇時(shí)間為重合閘時(shí)間，一般為0.5s左右。事實(shí)證明，選取較優(yōu)的重合閘時(shí)間，可以提高抗御重合于永久性接地故障的能力。 東北電網(wǎng)中由水豐向丹東送電的水東線，在水豐廠出口發(fā)生單相永久性接地故障，當(dāng)重合閘時(shí)間為1.4s時(shí)，即使

3、水豐四臺(tái)100MW機(jī)組只發(fā)360MW，仍需重合后連切一臺(tái)機(jī)組才能保持穩(wěn)定；而當(dāng)重合閘時(shí)間改為1.1s(尚非最佳重合時(shí)間)時(shí)，水豐廠發(fā)電增加到380MW，無需切機(jī)就能保持系統(tǒng)穩(wěn)定?？梢娺x取較佳重合閘時(shí)間效果是顯著的。,Xian Jiaotong University,目的及意義,優(yōu)化重合閘時(shí)間的意義,在相同的網(wǎng)絡(luò)件下，不需要增加任何一次設(shè)備，優(yōu)化重合閘時(shí)間，就可提高輸電線路的傳輸能力。 選取較佳的重合閘時(shí)機(jī)，利用發(fā)電機(jī)存儲(chǔ)的減速能量，部分抵消重合于故障的加速能量，使得系統(tǒng)在最后一次網(wǎng)絡(luò)操作后的暫態(tài)能量最小，進(jìn)而提高相同傳輸功率條件下的暫態(tài)穩(wěn)定裕度。,最佳重合時(shí)間的應(yīng)用價(jià)值,Xian Jiaoto

4、ng University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定性分析,最小重合閘時(shí)間,對(duì)于聯(lián)系薄弱，依靠重合閘成功才能維持首擺穩(wěn)定的系統(tǒng)，瞬時(shí)故障切除后重合時(shí)間越短，兩側(cè)功角擺開越小，越有利于系統(tǒng)穩(wěn)定，且重合于永久性故障后也不穩(wěn)定。 因此，這種結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，重合閘應(yīng)越快越好，應(yīng)按照最小重合時(shí)間重合。最小重合時(shí)間應(yīng)根據(jù)故障點(diǎn)絕緣強(qiáng)度恢復(fù)時(shí)間、斷路器絕緣介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)時(shí)間與雙側(cè)電源線路兩側(cè)繼電保護(hù)跳閘的時(shí)間差等因素確定。 在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則中規(guī)定：?jiǎn)蜗嘤谰眯怨收现睾喜怀晒r(shí)不允許造成穩(wěn)定破壞，因而這種情況是極少數(shù)的，這一點(diǎn)在規(guī)劃時(shí)就應(yīng)該得到保證。所以研究阻尼系統(tǒng)搖擺的最佳重合時(shí)間具有現(xiàn)實(shí)意義。,Xian Jiao

5、tong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定性分析,電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的經(jīng)典數(shù)學(xué)模型,以重合閘的最后一次操作時(shí)刻為 t=0+，系統(tǒng)新的穩(wěn)定平衡點(diǎn)作為狀態(tài)空間的原點(diǎn), 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的經(jīng)典模型為：,式中，Mi 為第 號(hào)機(jī)的慣性常數(shù)，PTi 為機(jī)械輸入功率， Pei為輸出功率。對(duì)于擾動(dòng)前、擾動(dòng)期間、擾動(dòng)清除后的電力系統(tǒng)為方程(1)的分段函數(shù)，重合閘后系統(tǒng)的同步穩(wěn)定性就是方程(1)解的穩(wěn)定性。,(1),Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定性分析,電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的經(jīng)典數(shù)學(xué)模型,根據(jù) Lyapnov直接法理論，方程(1)其解的穩(wěn)定性與初值狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)初值落于穩(wěn)定

6、域內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)的是穩(wěn)定的。,方程(1)的初值為重合閘最后一次操作完成時(shí)刻，各發(fā)電機(jī)的角度、角速度與新的穩(wěn)定平衡點(diǎn)之間的偏差。理想的情況是初值為零，即角度、角速度過穩(wěn)定平衡點(diǎn)的時(shí)刻，完成最后一次操作，系統(tǒng)將會(huì)無搖擺地進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。然而這是不可能的，實(shí)際重合閘最后一次操作的最佳時(shí)刻 是距離新的穩(wěn)定平衡點(diǎn)最近的時(shí)刻，即：,(2),Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定性分析,瞬時(shí)性故障最優(yōu)重合時(shí)間,瞬時(shí)性故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)最后一次操作就是重合閘成功，新的穩(wěn)定運(yùn)行平衡點(diǎn)就在故障前運(yùn)行點(diǎn)附近，且無論機(jī)組在加速還是在減速過程中,因而最佳重合條件強(qiáng)調(diào)(2)式中的第一式：,(3),為

7、了使得瞬時(shí)性故障時(shí)重合閘成功，必須保證該最優(yōu)重合時(shí)刻大于最小重合閘時(shí)間，否則很可能導(dǎo)致失敗。因此，整定的瞬時(shí)性故障的最佳重合閘時(shí)刻一般發(fā)生在擾動(dòng)結(jié)束后系統(tǒng)的回?cái)[過程中，離故障前運(yùn)行點(diǎn)最近的時(shí)刻。,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定性分析,永久性故障最優(yōu)重合時(shí)間,永久性故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)最后一次操作是重合閘失敗后斷路器的再次跳開，新的穩(wěn)定運(yùn)行平衡點(diǎn)是故障切除后系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)。當(dāng)斷路器再次跳開時(shí)刻滿足最佳重合條件方程(2)時(shí)，系統(tǒng)的搖擺最小。,重合于永久故障，無疑對(duì)電力設(shè)備有不良影響，因而第二次故障切除仍然是越快越好，這個(gè)故障的切除時(shí)間由斷路器再次跳閘滅弧所確定。因此

8、，選擇較優(yōu)的再切除時(shí)間變成了優(yōu)化重合時(shí)間：合適的重合時(shí)間使得故障第二次切除后搖擺迅速平息；不合適的重合時(shí)機(jī)使得故障的第二次作用與第一次的作用疊加，使系統(tǒng)失去穩(wěn)定。,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定性分析,永久性故障最優(yōu)重合時(shí)間,1 不合適的重合時(shí)間，重合于永久故障失步,(a),(b),Fig.1 重合于永久故障失步 (a) 功角曲線 (b)相平面,故障， 故障切除， 達(dá) 處加速面積 A1B1減速面積。 回?cái)[到 處，減速面積B1 加速面積C1 處重合，再沿P1運(yùn)行，在 處 再次切除，此時(shí)的加速面積 C1 A1P2曲線剩余的減速面積，導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)。,單機(jī)無限大母

9、線系統(tǒng)重合于永久故障失步過程說明：,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定性分析,永久性故障最優(yōu)重合時(shí)間,2 最優(yōu)的重合時(shí)間，阻尼系統(tǒng)搖擺,(a),(b),Fig.2 最優(yōu)重合阻尼系統(tǒng)搖擺 (a) 功角曲線 (b)相平面,最優(yōu)時(shí)間重合，將阻尼系統(tǒng)搖擺過程說明：,故障條件不變，故障第二次持續(xù)時(shí)間不變。 第二個(gè)搖擺周期中，當(dāng)機(jī)組回?cái)[減速在最大值 前 處(紅點(diǎn))重合，加速功率的作用使機(jī)組的加速度為正，角速度由負(fù)最大值開始減小。 在 處再次切除，角速度、角加速度接近于0，系統(tǒng)穩(wěn)定。,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定性分析,永久性故障最優(yōu)

10、重合時(shí)間,因此，對(duì)于永久性故障，在最優(yōu)時(shí)間重合，希望第二次故障沖擊所產(chǎn)生的機(jī)組加速能量，抵消發(fā)電機(jī)在回?cái)[時(shí)攜帶的減速能量，并希望故障切除后機(jī)組的不平衡功率越小越好。 基于此，永久性故障最佳重合時(shí)機(jī)為：角度達(dá)到最大值并開始減小，角速度為負(fù)并在達(dá)到負(fù)最大值之前。,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定量分析,單機(jī)無限大系統(tǒng)最優(yōu)重合條件,暫態(tài)能量函數(shù)(TEF)法是分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定的一種比較成熟的方法。暫態(tài)能量值可以描述一個(gè)自治系統(tǒng)在最后一次網(wǎng)絡(luò)操作完成后系統(tǒng)振蕩的激烈程度，其值越大，表明系統(tǒng)的振蕩越嚴(yán)重，當(dāng)暫態(tài)能量值超過系統(tǒng)所能吸收的臨界能量時(shí)，系統(tǒng)表現(xiàn)為不穩(wěn)定。,以單

11、機(jī)無限大母線系統(tǒng)為例，進(jìn)行基于暫態(tài)能量函數(shù)的最優(yōu)重合時(shí)間的定量分析：,Fig.3 單機(jī)無限大母線系統(tǒng),暫態(tài)能量函數(shù)法,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定量分析,暫態(tài)能量函數(shù)法,忽略阻尼，發(fā)電機(jī)采用經(jīng)典模型，轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程：,用 乘以第一式兩端并積分，得到：,整理后可得：,(4),(5),(6),Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定量分析,暫態(tài)能量函數(shù)法,(6)式中，左端為t時(shí)刻系統(tǒng)的動(dòng)能和位能之和，右端為 tc時(shí)刻的動(dòng)能與位能之和，表明系統(tǒng)在故障階段積蓄的暫態(tài)能量，在ttc時(shí)是維持不變的。,因此，事故后階段任意時(shí)刻系統(tǒng)的總能量可表

12、示為：,(7),位能函數(shù)在 有一最小值以及在 和 有兩個(gè)局部最大值，通常取較小者作為系統(tǒng)所能吸收的最大能量 Vmax：,：減速失步臨界點(diǎn)， ：加速失步臨界點(diǎn)， ：穩(wěn)定平衡點(diǎn),(8),Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定量分析,暫態(tài)能量函數(shù)法,網(wǎng)絡(luò)最后一次操作完成后，系統(tǒng)是一個(gè)自治系統(tǒng)，能量保持不變：,要使系統(tǒng)穩(wěn)定，則系統(tǒng)在完成最后一次操作后的能量必小于系統(tǒng)可能吸收 的最大能量，即：,(9),(10),網(wǎng)絡(luò)最后一次操作后的系統(tǒng)，若功角大小表示搖擺的穩(wěn)定裕度，則暫態(tài)能量 Vth越小，功角搖擺的幅度越小。在 Vth最小時(shí)完成操作，所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻就是最優(yōu)操作時(shí)刻，即,(1

13、1),Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定量分析,瞬時(shí)故障的最佳重合條件,瞬時(shí)性故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)最后一次操作就是重合閘成功。令重合閘時(shí)刻對(duì)應(yīng)的時(shí)間、角度、角速度分別為 、 、 ， 則最佳重合條件為：,不難求得 取極小值的條件為：,或者,式中 P0 系統(tǒng)正常運(yùn)行功率,(12),(13),Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定量分析,永久性故障的最佳重合條件,重合于永久性故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的最后一次操作是重合后保護(hù)再次跳開斷路器。類似于瞬時(shí)故障，若最佳跳開時(shí)刻為 ，則永久性故障最后一次網(wǎng)絡(luò)操作最優(yōu)的條件為：,式中 P1 故障切除后系統(tǒng)功率,(14

14、),然而，故障的再切除時(shí)間由保護(hù)及斷路器跳開時(shí)間決定，一般為0.1s左右，更有意義的是尋找滿足上式的重合時(shí)間，令,則,(15),Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定量分析,永久性故障的最佳重合條件,設(shè)重合前網(wǎng)絡(luò)的暫態(tài)能量：,(16),由14、15、16式整理得：,(17),近似估計(jì)：當(dāng) 取負(fù)最大知， 取正時(shí)，第二項(xiàng)對(duì)應(yīng)的動(dòng)能與第四項(xiàng)對(duì)應(yīng)的位能均為負(fù)值，此時(shí)重合于永久性故障上不僅不會(huì)增加系統(tǒng)的暫態(tài)能量，反而可以使暫態(tài)能量小于第一次故障沖擊產(chǎn)生的C1，阻尼系統(tǒng)的搖擺。,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定量分析,多機(jī)系統(tǒng)最優(yōu)重合的條件

15、,發(fā)電機(jī)采用經(jīng)典模型，負(fù)荷用恒定阻抗表示，忽略阻尼和轉(zhuǎn)移電導(dǎo)時(shí)，多機(jī)系統(tǒng)以慣性中心為參考的能量函數(shù)為：,式中,為各發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定平衡點(diǎn)； 分別為系統(tǒng)慣性中心的角度和角速度； 和 分別為最后一次操作完成后內(nèi)節(jié)點(diǎn)自電導(dǎo)和互電納。,(18),最優(yōu)重合閘時(shí)間的定量分析,全系統(tǒng)的慣性中心坐標(biāo)：,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定量分析,多機(jī)系統(tǒng)最優(yōu)重合的條件,瞬時(shí)性故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)最后一次操作就是重合閘成功，其最佳重合時(shí)間滿足的條件可表示為：,式中， 為重合閘時(shí)刻； 、 為重合前的值； 、 為重合后的值。,(19),Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘

16、時(shí)間的定量分析,多機(jī)系統(tǒng)最優(yōu)重合的條件,永久性故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)最后一次操作是重合失敗，斷路器再次跳開，其最佳重合時(shí)間滿足的條件表示為：,min,(20),(19)、(20)式兩式的解析解均難以求得，采用專門的穩(wěn)定計(jì)算的數(shù)值積分計(jì)算程序計(jì)算系統(tǒng)的暫態(tài)能量，以確定最佳的重合時(shí)間。,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定量分析,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定量分析,最優(yōu)重合閘時(shí)間的定量分析,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的實(shí)現(xiàn),最佳重合閘時(shí)間的在線捕捉,最佳重合閘：自動(dòng)捕捉最后一次操作的最佳時(shí)刻距離新的穩(wěn)定平衡點(diǎn)最近的時(shí)刻，理想情況是角度、角速度過穩(wěn)定平衡點(diǎn)的時(shí)刻，即角度最接近新的穩(wěn)定平衡點(diǎn)、角速度接

17、近零的時(shí)刻。,Fig.4 重合閘安裝示意圖,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的實(shí)現(xiàn),最佳重合閘時(shí)間的在線捕捉,重合閘的輸入量U1,I1,Rm,Xm,Rn,Xn 角度、角速度的計(jì)算: 角度、角速度極值的預(yù)測(cè),Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的實(shí)現(xiàn),最佳重合閘時(shí)間的在線捕捉,考慮到發(fā)出重合命令到斷路器合閘操作完成的延時(shí)tB，利用式,預(yù)測(cè)實(shí)測(cè)點(diǎn)k后tB時(shí)點(diǎn)P的角度和角速度。當(dāng)預(yù)測(cè)值滿足,時(shí)，永久故障重合。,瞬時(shí)故障重合；當(dāng)預(yù)測(cè)值滿足,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的實(shí)現(xiàn),最佳重合閘時(shí)間的在線捕捉,評(píng)價(jià)：

18、將網(wǎng)絡(luò)等效為重合線路兩側(cè)的兩個(gè)系統(tǒng)以及它們之間的等值聯(lián)絡(luò)線，采用發(fā)送功率端單端測(cè)量信息，結(jié)合瞬時(shí)與永久故障判定對(duì)送受端明確的線路不失為一種簡(jiǎn)單易行的在線算法。但是它所用到的大量離線等值運(yùn)算，將會(huì)對(duì)潮流及結(jié)構(gòu)經(jīng)常改變的系統(tǒng)造成較大誤差。,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的重合閘時(shí)間元件是簡(jiǎn)單的計(jì)時(shí)元件，只能整定一個(gè)固定的時(shí)間，因此不能隨故障情況實(shí)現(xiàn)最佳時(shí)間重合?，F(xiàn)在一般只能按照對(duì)穩(wěn)定性影響最嚴(yán)重的故障條件計(jì)算并整定最佳重合時(shí)間，保證重合于嚴(yán)重永久故障時(shí)對(duì)系統(tǒng)的再次沖擊最小，在其它故障形態(tài)下重合時(shí)盡管不是最佳，但可能是次佳，不會(huì)是最壞。,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的實(shí)現(xiàn),最佳重合閘時(shí)

19、間的離線整定,重合時(shí)刻的整定： 可以區(qū)分瞬時(shí)與永久故障時(shí)： 永久故障不重合。 瞬時(shí)故障： 1 考慮對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響最大的運(yùn)行方式和故障形式 2 按照最佳重合時(shí)間整定重合時(shí)間,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的實(shí)現(xiàn),最佳重合閘時(shí)間的離線整定,無法判別瞬時(shí)與永久故障時(shí)，重合時(shí)刻的整定按照永久故障最佳時(shí)間,重合閘時(shí)間的整定應(yīng)按照最大送電方式下重合于永久故障的最佳重合時(shí)間來計(jì)算，解決送電“卡脖子”問題。如果故障是瞬時(shí)性的，即使重合時(shí)間不是最佳的，重合后也只是影響到系統(tǒng)振蕩幅度的大小。若重合于永久性故障，不僅不會(huì)造成系統(tǒng)失步反而使系統(tǒng)更穩(wěn)定。這種整定原則屬于：“考慮電力系

20、統(tǒng)可能出現(xiàn)的最壞情況，是從最壞處著眼的一個(gè)帶有根本性的戰(zhàn)略措施”。,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的實(shí)現(xiàn),最佳重合閘時(shí)間的離線整定,優(yōu)化重合閘時(shí)間的計(jì)算方法,利用我校的“最佳重合閘時(shí)間計(jì)算軟件包”，依據(jù)潮流計(jì)算數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算出給定的潮流方式、故障條件下的最佳重合時(shí)間值。 選擇最嚴(yán)重的潮流方式、最可能的嚴(yán)重故障，計(jì)算出最佳重合時(shí)間。 按照最佳重合時(shí)刻，軟件自動(dòng)再進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，給出搖擺曲線，察看系統(tǒng)穩(wěn)定性改善的效果。 如果需要，軟件還可以給出在相同的搖擺幅度下，不同重合時(shí)間對(duì)應(yīng)的故障前聯(lián)絡(luò)線的傳輸功率，從而看出改變重合時(shí)間對(duì)提高傳輸能力的作用。,Xian Jiao

21、tong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的實(shí)現(xiàn),最佳重合閘時(shí)間的離線整定,最佳重合時(shí)間的性質(zhì)： 電力系統(tǒng)機(jī)組慣性，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)運(yùn)行方式，故障類型，故障發(fā)生地點(diǎn)以及重合閘操作所導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)變化這些因素對(duì)最佳重合時(shí)刻都有影響：但影響最大的是整個(gè)系統(tǒng)的等值慣性。最佳重合時(shí)刻曲線是連續(xù)的，最佳時(shí)刻是重復(fù)出現(xiàn)的。 機(jī)組慣性和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不會(huì)頻繁變動(dòng) 重合閘操作所導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)變化，是計(jì)算中已經(jīng)考慮 仿真表明：系統(tǒng)運(yùn)行方式、故障類型和故障發(fā)生地點(diǎn)對(duì)最佳重合時(shí)刻影響較小 最佳重合時(shí)刻受故障前運(yùn)行方式、狀態(tài)和故障類型的影響，略有變化。,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的實(shí)現(xiàn),最佳

22、重合閘時(shí)間計(jì)算流程圖,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的實(shí)現(xiàn),多機(jī)系統(tǒng)最優(yōu)重合時(shí)間,基于多機(jī)系統(tǒng)暫態(tài)能量函數(shù)編制的最佳重合閘時(shí)間計(jì)算程序界面：,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的效益驗(yàn)證,算例一,算例為西北電力系統(tǒng) ，共有230條母線，286條支路，其主要接線形式和故障地點(diǎn)如圖所示。,故障前安南線的輸送功率為450MW，炳隴線的輸送功率為520MW。下面我們來計(jì)算安南線發(fā)生永久性故障的最佳重合時(shí)刻。,Fig.5 西北電網(wǎng)主要接線圖,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的效益驗(yàn)證,暫態(tài)能量曲線,Fig.6

23、 計(jì)算最佳時(shí)刻的能量曲線,根據(jù)前面給出的步驟，計(jì)算出各個(gè)時(shí)刻重合于永久性故障再次切除后系統(tǒng)的暫態(tài)能量，如圖2所示。由該圖可見：1.4秒時(shí)系統(tǒng)的暫態(tài)能量達(dá)到其最小值，所以最佳重合時(shí)刻為1.4秒。,1 三相永久性接地故障三相重合閘,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的效益驗(yàn)證,提高暫態(tài)穩(wěn)定裕度,Fig.7 不同時(shí)刻重合后系統(tǒng)的搖擺曲線(安康關(guān)中),圖中曲線1為0.7秒重合后系統(tǒng)的振蕩曲線，該重合時(shí)間是系統(tǒng)目前采用的重合時(shí)間，曲線2為1.4秒重合后系統(tǒng)功角的振蕩曲線。 該圖表明，與在1.4秒重合時(shí)相比，在0.7秒重合系統(tǒng)的振幅較大，振蕩較嚴(yán)重。由此可知，采用最佳重合時(shí)間

24、可以阻尼系統(tǒng)搖擺，提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定裕度。,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的效益驗(yàn)證,提高提高網(wǎng)絡(luò)傳輸能力,Fig.8 改變運(yùn)行方式后不同時(shí)刻重合系統(tǒng)的搖擺曲線(安康關(guān)中),當(dāng)提高安南線的輸送功率為600MW，炳隴線的輸送功率為500MW，這種情況下在不同時(shí)刻重合于永久性故障后系統(tǒng)的振蕩如圖8所示。 該圖表明：在0.7秒重合時(shí)系統(tǒng)失穩(wěn)，而在1.4秒重合不成功再次切除后系統(tǒng)穩(wěn)定。由此可知，最優(yōu)重合時(shí)間，可以提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量30。,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的效益驗(yàn)證,提高暫態(tài)穩(wěn)定裕度,實(shí)際系統(tǒng)中重合閘的時(shí)間可以按最大運(yùn)行方

25、式下的最佳時(shí)刻來計(jì)算。大量的仿真計(jì)算表明，對(duì)于同一條線路，當(dāng)故障類型和運(yùn)行方式改變時(shí)，最佳重合時(shí)刻變化不大，在最大運(yùn)行方式下計(jì)算出的最佳時(shí)刻在其它方式下也是較好的重合時(shí)間。,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的效益驗(yàn)證,暫態(tài)能量曲線,Fig.9 計(jì)算最佳時(shí)刻的能量曲線,根據(jù)前面給出的步驟，計(jì)算出各個(gè)時(shí)刻重合于永久性故障再次切除后系統(tǒng)的暫態(tài)能量，如圖9所示。由該圖可見：0.95秒時(shí)系統(tǒng)的暫態(tài)能量達(dá)到其最小值，所以最佳重合時(shí)刻為0.95秒。,2 單相永久性接地故障單相重合閘,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的效益驗(yàn)證,提高暫態(tài)穩(wěn)定裕度,Fig.10 不同時(shí)刻重合后系統(tǒng)的搖擺曲線(安康關(guān)中),該圖表明，與在0.95秒重合時(shí)相比，在0.7秒重合系統(tǒng)的振幅較大，振蕩較嚴(yán)重。由此可知，采用最佳重合時(shí)間可以阻尼系統(tǒng)搖擺，提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定裕度。,Xian Jiaotong University,最優(yōu)重合閘時(shí)間的效益驗(yàn)證,算例二,河北南網(wǎng)的王段許營(yíng)線路最佳重合時(shí)刻的計(jì)算。目前該線路的重合閘時(shí)間為0.7s,若采用三相重合閘，傳輸功率將存在受限制問題。若將王段許營(yíng)線路的三相重合閘時(shí)刻優(yōu)化為1.65s。仿真結(jié)果表明，優(yōu)化重合時(shí)刻后該線路的