專利名稱：一種解決區(qū)域電網(wǎng)解列后正確選切發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明涉及一種解決區(qū)域電網(wǎng)故障解列后正確選切發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的方法。
背景技術(shù)：
某些地區(qū)電網(wǎng)或大型廠礦企業(yè)的自備電網(wǎng)，其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為或者在某些情況下會(huì)出現(xiàn)如圖1所示的情況，即電網(wǎng)中的某一個(gè)站點(diǎn)X (變電站或電廠)連接了電網(wǎng)的其他部分。該類型電網(wǎng)在遭受某些故障擾動(dòng)后，可能會(huì)出現(xiàn)站點(diǎn)X的母線分列運(yùn)行導(dǎo)致站點(diǎn)X解列為兩個(gè)部分，相應(yīng)的，原電網(wǎng)也解列為兩個(gè)獨(dú)立的部分，以電網(wǎng)A部分和電網(wǎng)B部分區(qū)分，見圖2。由于電網(wǎng)解列為兩 個(gè)部分，每個(gè)部分的發(fā)電機(jī)和負(fù)荷均不能保持平衡，具體表現(xiàn)為:電網(wǎng)A部分的發(fā)電機(jī)過多，A部分過剩的功率通過與主網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)線流向主網(wǎng)，造成聯(lián)網(wǎng)線的功率超限額，需要采取穩(wěn)定控制措施切除部分發(fā)電機(jī)來防止聯(lián)網(wǎng)線的功率超限額；電網(wǎng)B部分的負(fù)荷過多，需要切除部分負(fù)荷，力求保持電網(wǎng)B的穩(wěn)定運(yùn)行。如果安全穩(wěn)定控制裝置在選擇控制對(duì)象時(shí)未充分考慮電網(wǎng)解列為兩個(gè)部分的情況，將可能會(huì)出現(xiàn)以下情況，即電網(wǎng)A部分需要切機(jī)時(shí)卻切除了電網(wǎng)B部分的機(jī)組，或者電網(wǎng)B部分需要切負(fù)荷時(shí)卻切除了電網(wǎng)A部分的負(fù)荷，或者兩者兼而有之。更為嚴(yán)重的是，這種錯(cuò)誤的控制會(huì)導(dǎo)致事故擴(kuò)大，甚至導(dǎo)致電網(wǎng)大停電。出現(xiàn)這個(gè)問題的根本在于，沒有能夠正確的將發(fā)電機(jī)和負(fù)荷與電網(wǎng)解列形成的兩個(gè)部分正確的識(shí)別出來，從而沒有能夠選擇正確的切除對(duì)象。即:必須要能夠準(zhǔn)確的識(shí)別出每一個(gè)可控對(duì)象屬于解列后的哪一個(gè)電網(wǎng)。常用的識(shí)別方法可以采用斷路器和刀閘的位置信號(hào)來識(shí)別發(fā)電機(jī)和負(fù)荷所處的部分，但由于在類似電網(wǎng)中出現(xiàn)類似站點(diǎn)X的位置可能很多，現(xiàn)場(chǎng)難以具備這樣的條件。因此，需要采取更加有效更加具有適應(yīng)性的新方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不能準(zhǔn)確的識(shí)別出每一個(gè)可控對(duì)象屬于解列后的哪一個(gè)電網(wǎng)的不足，提供一種能夠解決上述問題的方法，從而能夠正確識(shí)別發(fā)電機(jī)和負(fù)荷，以確保選擇切機(jī)對(duì)象和選擇切負(fù)荷對(duì)象時(shí)能夠正確，確保安全穩(wěn)定控制裝置的控制措施有效，提高供電可靠性。具體地說，本發(fā)明是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，包括下列步驟:I)將發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的頻率值全部測(cè)量或計(jì)算出來；2)逐一計(jì)算發(fā)電機(jī)或負(fù)荷的頻率f與50Hz的差值，當(dāng)滿足f_50>0且f_50彡A fls時(shí)，認(rèn)為該發(fā)電機(jī)或負(fù)荷處于發(fā)電機(jī)多于負(fù)荷的解列電網(wǎng)；當(dāng)滿足f_50〈0且f-50 < —八匕時(shí)，認(rèn)為該發(fā)電機(jī)或負(fù)荷處于發(fā)電機(jī)少于負(fù)荷的解列電網(wǎng)；當(dāng)滿足|f_50|〈Af3sW，認(rèn)為該發(fā)電機(jī)或負(fù)荷處于依舊與主網(wǎng)相聯(lián)系的地區(qū)電網(wǎng)；其中，Afls,Af2s, Af3s 均大于等于 0，且有 AflsS Af3s, Af2sS Af3s;
3)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障造成區(qū)域電網(wǎng)與電網(wǎng)主網(wǎng)解列，需要采取控制措施切除孤網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電機(jī)時(shí)，應(yīng)在處于發(fā)電機(jī)多于負(fù)荷的解列電網(wǎng)中的發(fā)電機(jī)中進(jìn)行選擇，此時(shí)，這些發(fā)電機(jī)應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)出頻率高于50Hz的特性；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障造成區(qū)域電網(wǎng)與電網(wǎng)主網(wǎng)解列，需要采取控制措施切除孤網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷時(shí)，應(yīng)在處于發(fā)電機(jī)少于負(fù)荷的解列電網(wǎng)中的負(fù)荷中進(jìn)行選擇，此時(shí)，這些負(fù)荷應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)出頻率低于50Hz的特性；當(dāng)聯(lián)絡(luò)線過功率限額需要對(duì)地區(qū)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)部分電網(wǎng)采取切機(jī)、切負(fù)荷控制時(shí)，應(yīng)在處于依舊與主網(wǎng)相聯(lián)系的地區(qū)電網(wǎng)中的發(fā)電機(jī)或負(fù)荷中選取。本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于:所述Afls應(yīng)滿足(50+Afls)低于過頻切機(jī)第一輪定值，所述Af2s應(yīng)滿足(50-Af2s)高于低頻減載第一輪定值，所述Af3s應(yīng)略高于電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最大頻率偏移。本發(fā)明的有益效果如下:在電網(wǎng)發(fā)生故障后如果電網(wǎng)解列為多個(gè)部分，在安全穩(wěn)定控制裝置需要切除發(fā)電機(jī)或者負(fù)荷時(shí)，本發(fā)明根據(jù)發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的頻率大小對(duì)其進(jìn)行識(shí)另O，從而能夠準(zhǔn)確的識(shí)別出發(fā)電機(jī)、負(fù)荷所處的部分，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確選擇需要切除的發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的效果，有力確保了安全穩(wěn)定控制裝置的控制措施有效，提高了供電可靠性。
圖1是電網(wǎng)網(wǎng)架示意圖。圖2是電網(wǎng)解列為兩個(gè)部分后的網(wǎng)架示意圖。圖3是本發(fā)明方法的流程圖。圖4是本發(fā)明方法的頻率區(qū)間分布示意圖。圖5是具體實(shí)施方式
示例電網(wǎng)網(wǎng)架示意圖。圖6是具體實(shí)施方式
示例電網(wǎng)發(fā)電廠B站內(nèi)接線圖。圖7是具體實(shí)施方式
示例電網(wǎng)發(fā)電廠B故障后站內(nèi)接線圖。圖8是具體實(shí)施方式
示例電網(wǎng)故障解列后的網(wǎng)架示意圖。圖9是采用本發(fā)明方法解決的具體實(shí)施方式
示例電網(wǎng)故障解列后的網(wǎng)架示意圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖并結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明所采用的方法如圖3所示，即:步驟1，測(cè)量和計(jì)算發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的頻率值，即將發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的頻率值全部測(cè)量或計(jì)算出來。步驟2，逐一比較發(fā)電機(jī) 和負(fù)荷的頻率值與50Hz的偏差情況，即逐一計(jì)算站點(diǎn)X的發(fā)電機(jī)或負(fù)荷的頻率f與50Hz的差值，當(dāng)滿足f_50>0且f-50 ^ Δ fls時(shí)，認(rèn)為該發(fā)電機(jī)或負(fù)荷處于發(fā)電機(jī)多于負(fù)荷的解列電網(wǎng)；對(duì)應(yīng)的，當(dāng)滿足f_50〈0且f-50< — Af2s時(shí)，認(rèn)為該發(fā)電機(jī)或負(fù)荷處于發(fā)電機(jī)少于負(fù)荷的解列電網(wǎng)。對(duì)于地區(qū)電網(wǎng)中如故障后還有部分電網(wǎng)依舊與主網(wǎng)相聯(lián)系，這部分電網(wǎng)的頻率應(yīng)該與主網(wǎng)一致，頻率應(yīng)該在50Hz附近，即I f-50 I < Δ f3s。上述Λ fls應(yīng)滿足(50+ Δ fls)低于過頻切機(jī)第一輪定值，Λ f2s應(yīng)滿足(50_ Δ f2s)高于低頻減載第一輪定值，Af3s應(yīng)略高于電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最大頻率偏移。具體而言，Afls、八匕和Af3s建議取值范圍為0.2Hz 0.5Hz，具體工程中也可以根據(jù)電網(wǎng)的具體特點(diǎn)適度放寬，但應(yīng)滿足上述限定條件。通過本步驟，根據(jù)機(jī)組和負(fù)荷的頻率的大小，能夠?qū)⑺械陌l(fā)電機(jī)和負(fù)荷正確判定出處于解列后的哪一個(gè)電網(wǎng)，根據(jù)電力系統(tǒng)的基本理論，這兩個(gè)部分就是解列后的兩個(gè)電網(wǎng)。步驟3，正確選擇需要切除的發(fā)電機(jī)和負(fù)荷，當(dāng)需要采取控制措施切除孤網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電機(jī)時(shí)，應(yīng)在處于發(fā)電機(jī)多于負(fù)荷的解列電網(wǎng)中的發(fā)電機(jī)中進(jìn)行選擇(即機(jī)組頻率滿足f-50>0且f-50彡Afls的發(fā)電機(jī))；當(dāng)需要采取控制措施切除孤網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷時(shí)，應(yīng)在處于發(fā)電機(jī)少于負(fù)荷的解列電網(wǎng)中的負(fù)荷中進(jìn)行選擇(即負(fù)荷頻率滿足f_50〈0且f-50 (― Af2s的負(fù)荷);當(dāng)聯(lián)絡(luò)線過功率限額(上網(wǎng)超限或下網(wǎng)超限)需要對(duì)地區(qū)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)部分電網(wǎng)采取切機(jī)(上網(wǎng)超限)、切負(fù)荷(下網(wǎng)超限)控制時(shí)，應(yīng)在處于依舊與主網(wǎng)相聯(lián)系的地區(qū)電網(wǎng)中的發(fā)電機(jī)或負(fù)荷中選取(頻率在50Hz附近即I f-50 I < A f3s的發(fā)電機(jī)或負(fù)荷)。對(duì)于Afls、A f2s Af3s的整定，應(yīng)當(dāng)遵循三者之間不存在重疊區(qū)間的原則，SPAflsS Af3s, Af2s^ Af3s，按照上述步驟，可以將發(fā)電機(jī)和負(fù)荷按照頻率值的不同劃分為多個(gè)區(qū)間，參見圖4。以下以具體實(shí)例的方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。圖5為某示例電網(wǎng)網(wǎng)架圖，該電網(wǎng)在發(fā)電廠B通過線路4與電網(wǎng)主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，一旦線路4斷開，該電網(wǎng)就成為一個(gè)孤網(wǎng)。電網(wǎng)內(nèi)部包含兩個(gè)發(fā)電廠，即發(fā)電廠A和發(fā)電廠B，其中發(fā)電廠A有兩臺(tái)機(jī)組，發(fā)電廠B有4臺(tái)機(jī)組，編號(hào)從#I機(jī)到#6機(jī)。該電網(wǎng)內(nèi)部的負(fù)荷主要集中在變電站C、變電站D和變電站E。該示例電網(wǎng)發(fā)電廠B站內(nèi)接線情況如圖6所示。以下是未采用本發(fā)明方法的事故過程描述:·
1、假設(shè)某時(shí)刻，電網(wǎng)發(fā)生故障。由于種種原因，導(dǎo)致發(fā)電廠B的母聯(lián)一和母聯(lián)二斷開，電網(wǎng)解列為兩個(gè)部分。故障后的該示例電網(wǎng)發(fā)電廠B站內(nèi)接線情況如圖7所示。2、定乂解列后的電網(wǎng)為系統(tǒng)一和系統(tǒng)_■，其中:系統(tǒng)一:變電站A、發(fā)電廠A、變電站B、發(fā)電廠B的#3機(jī)和#4機(jī)、電網(wǎng)主網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線路4。系統(tǒng)二:發(fā)電廠B的#5機(jī)和#6機(jī)、變電站C、變電站D和變電站E。該示例電網(wǎng)故障解列后的網(wǎng)架示意圖如圖8所示。3、電網(wǎng)解列為兩個(gè)部分后，表現(xiàn)為系統(tǒng)一的發(fā)電遠(yuǎn)大于負(fù)荷，大量潮流通過聯(lián)網(wǎng)線路4向電網(wǎng)主網(wǎng)送電，導(dǎo)致線路4功率超過限額，系統(tǒng)二表現(xiàn)為發(fā)電遠(yuǎn)小于負(fù)荷，系統(tǒng)頻率迅速降低。4、在線路4向主網(wǎng)輸送的功率超過限額時(shí)，，穩(wěn)定控制裝置判斷出需要切除一定數(shù)量的發(fā)電機(jī)，以避免線路4長(zhǎng)時(shí)間超功率限額而導(dǎo)致解列，但穩(wěn)定控制裝置由于沒有也無法獲知發(fā)電廠B由于母聯(lián)開關(guān)的跳開造成電網(wǎng)已經(jīng)解列成兩個(gè)電網(wǎng)，穩(wěn)定控制裝置在切機(jī)選擇進(jìn)行超限功率匹配機(jī)組時(shí)，未能考慮到電網(wǎng)已經(jīng)解列的實(shí)際情況，造成選擇的切機(jī)對(duì)象不合理，選擇到了系統(tǒng)二的發(fā)電機(jī)，切除了系統(tǒng)二的發(fā)電機(jī)#5機(jī)，而沒有選擇切除系統(tǒng)一的發(fā)電機(jī)，本次切機(jī)未對(duì)系統(tǒng)一中線路4的功率超過限額產(chǎn)生沒有任何消減作用，線路4沒有在限定的時(shí)間內(nèi)解決功率超過限額問題，導(dǎo)致解列，系統(tǒng)一與主網(wǎng)解列，也變成孤網(wǎng)。5、由于切機(jī)選擇對(duì)象的錯(cuò)誤，切除了系統(tǒng)二的發(fā)電機(jī)，導(dǎo)致系統(tǒng)二的功率缺額更加嚴(yán)重，頻率迅速下降，最終系統(tǒng)二頻率崩潰，造成系統(tǒng)二全停。，系統(tǒng)一與主網(wǎng)解列變成孤網(wǎng)后，系統(tǒng)一的發(fā)電遠(yuǎn)大于負(fù)荷，頻率迅速上升，最終發(fā)電機(jī)過頻保護(hù)(OPC)全部動(dòng)作，機(jī)組全部解列，系統(tǒng)一全停。整個(gè)地區(qū)網(wǎng)全停通過對(duì)上述事故過程的演示，可以判定，導(dǎo)致系統(tǒng)一和系統(tǒng)二全停的關(guān)鍵原因在于系統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)線路4在超功率限額穩(wěn)定控制裝置切機(jī)時(shí)，因?yàn)闆]有考慮到地區(qū)網(wǎng)內(nèi)部出現(xiàn)了孤網(wǎng)的情況，錯(cuò)誤的切除了系統(tǒng)二的發(fā)電機(jī)，因此，如何正確識(shí)別出發(fā)電機(jī)所屬的系統(tǒng)是避免誤切的關(guān)鍵，這也是本發(fā)明要解決的問題。采用本發(fā)明專利的方法:過程I 3與上面相同。4、聯(lián)絡(luò)線4超功率限額，穩(wěn)控裝置根據(jù)頻率的范圍，正確選擇聯(lián)網(wǎng)部分的機(jī)組，#3機(jī)、#4機(jī)的頻率滿足I f-50 I < Δ f3s的條件，而#5機(jī)、#6機(jī)頻率不滿足滿足I f-50 | < Δ f3s的條件，因此，裝置正確的從#3機(jī)和#4機(jī)中選擇切除，聯(lián)絡(luò)線4超功率迅速下降，回到限額以下，避免了系統(tǒng)一與主網(wǎng)解列。5、由于控制措施正確，系統(tǒng)一恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行。6、采用同樣方法，能夠識(shí)別出可切負(fù)荷對(duì)象，并采取有效的切負(fù)荷措施，使得系統(tǒng)二減少損失，避免全停。采用本發(fā)明方法解決的該示例電網(wǎng)故障解列后的網(wǎng)架示意圖如圖9所示。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公 開如上，但實(shí)施例并不是用來限定本發(fā)明的。在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，所做的任何等效變化或潤(rùn)飾，同樣屬于本發(fā)明之保護(hù)范圍。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求所界定的內(nèi)容為標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種解決區(qū)域電網(wǎng)解列后正確選切發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)將發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的頻率值全部測(cè)量或計(jì)算出來； 2)逐一計(jì)算發(fā)電機(jī)或負(fù)荷的頻率f與50Hz的差值，當(dāng)滿足f_50>0且f-50> A fls時(shí)，認(rèn)為該發(fā)電機(jī)或負(fù)荷處于發(fā)電機(jī)多于負(fù)荷的解列電網(wǎng)；當(dāng)滿足f_50〈0且f-50< — Af2s時(shí)，認(rèn)為該發(fā)電機(jī)或負(fù)荷處于發(fā)電機(jī)少于負(fù)荷的解列電網(wǎng)；當(dāng)滿足|卜50|〈八&3時(shí)，認(rèn)為該發(fā)電機(jī)或負(fù)荷處于依舊與主網(wǎng)相聯(lián)系的地區(qū)電網(wǎng)； 其中，Afls、Af2s, Af3s 均大于等于 0，且有 AflsS Af3s, Af2sS Af3s5 3)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障造成區(qū)域電網(wǎng)與電網(wǎng)主網(wǎng)解列，需要采取控制措施切除孤網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電機(jī)時(shí),應(yīng)在處于發(fā)電機(jī)多于負(fù)荷的解列電網(wǎng)中的發(fā)電機(jī)中進(jìn)行選擇,此時(shí),這些發(fā)電機(jī)應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)出頻率高于50Hz的特性； 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障造成區(qū)域電網(wǎng)與電網(wǎng)主網(wǎng)解列，需要采取控制措施切除孤網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷時(shí)，應(yīng)在處于發(fā)電機(jī)少于負(fù)荷的解列電網(wǎng)中的負(fù)荷中進(jìn)行選擇，此時(shí)，這些負(fù)荷應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)出頻率低于50Hz的特性； 當(dāng)聯(lián)絡(luò)線過功率限額需要對(duì)地區(qū)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)部分電網(wǎng)采取切機(jī)、切負(fù)荷控制時(shí)，應(yīng)在處于依舊與主網(wǎng)相聯(lián)系的地區(qū)電網(wǎng)中的發(fā)電機(jī)或負(fù)荷中選取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解決區(qū)域電網(wǎng)解列后正確選切發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的方法，其特征在于:所述Afls應(yīng)滿足(50+Afls)低于過頻切機(jī)第一輪定值，所述Af2s應(yīng)滿足(50-Af2s)高于低頻減載第 一輪定值，所述Af3s應(yīng)高于電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的最大頻率偏移。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種解決區(qū)域電網(wǎng)解列后正確選切發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的方法，屬于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明根據(jù)發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的頻率大小對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，從而能夠準(zhǔn)確的識(shí)別出發(fā)電機(jī)、負(fù)荷所處的部分。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確選擇需要切除的發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的效果，有力確保了安全穩(wěn)定控制裝置的控制措施有效，提高了供電可靠性。
文檔編號(hào)H02J3/38GK103248055SQ20131017560
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者李雪明, 宣筱青, 顏云松, 劉天翼, 田苑, 劉旋 申請(qǐng)人:南京南瑞集團(tuán)公司