粵西電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的研究及實(shí)施

1、<p>　　粵西電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的研究及實(shí)施</p><p>　　摘要：本文在研究粵西電網(wǎng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上以正常大方式和極限大方式為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)粵西電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)控制策略進(jìn)行深入計(jì)算分析，提出了粵西安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的具體實(shí)施方案并校核了本穩(wěn)控策略在西電東送交流功率增長(zhǎng)后的適應(yīng)性。經(jīng)聯(lián)機(jī)調(diào)試論證，該系統(tǒng)能完全滿足粵西電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行要求。目前該系統(tǒng)已順利通過(guò)廣東電網(wǎng)公司相關(guān)專家及我局技術(shù)人員驗(yàn)收，并于

2、2011年9月掛網(wǎng)運(yùn)行。 </p><p>　　Abstract： In this dissertation, through the study of th security and stability control system structure, setting principles, performance checking, technical requirements of software an

3、d hardware design, and combined with the status quo in Western Guangdong Guangdong Power Grid, proposed security and stability control strategy which was in line with the stability of the system and the accidents in situ

4、 load balancing. At present the system has successfully passed acceptance by the relevant expert</p><p>　　關(guān)鍵字：安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)，控制策略，實(shí)施方案， 茂名控制子站 </p><p>　　Keyword：Security and stability control system;c

5、ontrol strategy; implementation of the program；control substation of MaoMing </p><p>　　中圖分類號(hào)：U665.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　1 前言 </b></p><p>　　隨著電力的聯(lián)網(wǎng)及市場(chǎng)化，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定受

6、到越來(lái)越多的重視。要確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須建立電力系統(tǒng)安全防御體系，它主要包括合理的一次網(wǎng)架、優(yōu)良的一次設(shè)備、健全有效的三道防線、高效的調(diào)度運(yùn)行及管理等方面，是一個(gè)大的系統(tǒng)工程，涉及到一次、二次、運(yùn)行、管理等多方面。第三道防線不針對(duì)特定的運(yùn)行方式及故障形態(tài)，適合分散、就地配置[1]。 </p><p>　　2 粵西電網(wǎng)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 </p><p>　　粵西電網(wǎng)主要由湛江電網(wǎng)、茂

7、名電網(wǎng)、陽(yáng)江電網(wǎng)組成，它是南方電網(wǎng)西電東送交流通道在廣東的其中一個(gè)入口。目前湛江電網(wǎng)依靠500kV港城站的500kV港茂甲、乙線與茂名電網(wǎng)聯(lián)系，向茂名電網(wǎng)輸送功率；茂名電網(wǎng)作為連接湛江電網(wǎng)和陽(yáng)江電網(wǎng)的樞紐，除了接受湛江電網(wǎng)輸送的功率，還通過(guò)500kV玉茂一、二線接受廣西500kV玉林站的輸送功率，然后通過(guò)500kV江茂甲、乙線送往陽(yáng)江電網(wǎng)?；浳麟娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。 </p><p>　　隨著500kV江茂乙線和200

8、kV河春線的投運(yùn)及廣東（通過(guò)湛江500kV港城站）與海南電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)，粵西電網(wǎng)的網(wǎng)架和潮流都發(fā)生很大的變化，因此原粵西穩(wěn)控系統(tǒng)的策略及功能將不再適應(yīng)，需對(duì)其進(jìn)行改造和調(diào)整。 </p><p>　　3粵西電網(wǎng)穩(wěn)控系統(tǒng)控制策略的研究 </p><p>　　3.1粵西電網(wǎng)220kV電廠的送出問(wèn)題分析 </p><p>　?。?）220kV茂名電廠送出的穩(wěn)定問(wèn)題。當(dāng)茂名電廠裝

9、機(jī)容量為700MW時(shí)，茂名電廠任一出線故障跳閘均無(wú)元件過(guò)載；當(dāng)220kV茂榭甲乙線故障斷開(kāi)時(shí)，余下的單回茂河線將過(guò)載，此時(shí)切除茂名電廠機(jī)組即可解決。當(dāng)茂名電廠裝機(jī)容量升至1100MW時(shí)，若220kV蝶茂線仍處于熱備用狀態(tài)，按照N-1原則，電廠出力需控制出力在900MW以內(nèi)，若在此方式下發(fā)生220kV茂榭甲乙線故障跳閘，茂河線嚴(yán)重過(guò)載，需切除茂名電廠大量機(jī)組容量。 </p><p>　　（2）220kV湛江電廠送出

10、的穩(wěn)定問(wèn)題。湛江電廠有4臺(tái)300MW機(jī)組，通過(guò)7回220kV線路送出。正常方式下，湛江電廠任一送出線路故障跳閘均無(wú)元件過(guò)載，任意雙回送出線路故障跳閘后也均無(wú)元件過(guò)載。經(jīng)計(jì)算分析，當(dāng)湛霞雙回檢修湛坡雙回線故障（或湛坡雙回檢修湛霞雙回線故障）時(shí)，赤椹線將會(huì)過(guò)載31%，此時(shí)切除湛江電廠1臺(tái)機(jī)組即可?？紤]到此方式非常特殊，建議避免安排湛霞或湛坡雙回同時(shí)檢修，事前控制。 </p><p>　　3.2茂湛電網(wǎng)與主網(wǎng)解環(huán)運(yùn)行時(shí)

11、的穩(wěn)定問(wèn)題 </p><p>　　正常方式下，茂湛與陽(yáng)江電網(wǎng)將解開(kāi)電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，該片電網(wǎng)穩(wěn)定性良好，任一元件或任意雙回線路故障均沒(méi)有穩(wěn)定問(wèn)題。其中當(dāng)江茂甲乙線雙回故障斷開(kāi)時(shí)，羅洞、賢令山片電壓略低（約0.97pu），而茂名片電壓略高（約1.08pu）。 </p><p>　　3.3茂湛電網(wǎng)與主網(wǎng)環(huán)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定問(wèn)題 </p><p>　　若茂名與陽(yáng)江電網(wǎng)保持電磁環(huán)網(wǎng)

12、運(yùn)行，最大的問(wèn)題是江茂甲乙線雙回故障斷開(kāi)將導(dǎo)致220kV蝶茂線和河春線嚴(yán)重過(guò)載，陽(yáng)江片電壓降低。此時(shí)采取切粵西電網(wǎng)的機(jī)組均有效，為使策略簡(jiǎn)單可行，建議仍保持原來(lái)的切除茂名電廠與湛江電廠機(jī)組的措施。在此方式下，220kV網(wǎng)絡(luò)是關(guān)鍵元件，不建議采取解環(huán)的措施。 </p><p>　　當(dāng)220kV蝶茂線或者河春線檢修時(shí)，若500kV江茂甲乙雙回故障斷開(kāi)，則潮流大幅度地轉(zhuǎn)移到余下的220kV線路，此時(shí)需將湛江與茂名電廠的

13、大部分機(jī)組均切除，才能使線路恢復(fù)事故限流以下，措施量很大。因此，建議在220kV蝶茂線或者河春線檢修時(shí)，茂名與陽(yáng)江電網(wǎng)采取合環(huán)的方式運(yùn)行，以提高粵西電網(wǎng)的電力送出能力。 </p><p><b>　　3.4分析結(jié)論 </b></p><p>　　通過(guò)對(duì)粵西電網(wǎng)各種運(yùn)行方式下的詳細(xì)計(jì)算分析，可得結(jié)論如下： </p><p>　?。?）一般情況下，

14、粵西電網(wǎng)與主網(wǎng)僅以500kV江茂甲乙線雙回線相連，通過(guò)對(duì)多種運(yùn)行工況的分析計(jì)算，若雙回線的潮流控制在一定的潮流水平之內(nèi)，雙回線故障跳閘后系統(tǒng)可以保持穩(wěn)定。 </p><p>　?。?）若茂湛電網(wǎng)與主網(wǎng)需以電磁環(huán)網(wǎng)方式運(yùn)行，則500kV江茂甲乙線雙回線故障后220kV線路將嚴(yán)重過(guò)載，存在熱穩(wěn)問(wèn)題，須采取切機(jī)措施，機(jī)組的需切量可以通過(guò)500kV江茂甲乙線雙回線與兩回220kV線路的潮流和來(lái)確定。對(duì)于此熱穩(wěn)定問(wèn)題，切機(jī)

15、的靈敏度較低，約18%。計(jì)算表明切除茂名電廠的機(jī)組最為有效、湛江電廠次之、奧里油電廠第三。 </p><p>　　（3）茂湛電網(wǎng)與主網(wǎng)需合環(huán)時(shí)，建議雙回220kV線路同時(shí)合環(huán)，以免嚴(yán)重故障下僅余1回220kV線路嚴(yán)重過(guò)載，導(dǎo)致切機(jī)措施量很大。 </p><p>　?。?）500kV港茂雙回線跳閘時(shí)，粵西電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性較聯(lián)網(wǎng)前有所減弱，務(wù)必在奧里油電廠投運(yùn)前做好PSS試驗(yàn)，選用合適的參數(shù)，

16、以期提高該片電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。 </p><p>　　（5）在西電的各種極其惡劣的檢修方式下，若500kV江茂甲乙線雙回線故障跳閘，有可能存在穩(wěn)定問(wèn)題，需通過(guò)事前控制來(lái)解決。 </p><p>　　（6）茂名電廠在出線檢修方式下，若發(fā)生茂榭雙回線故障，存在熱穩(wěn)定問(wèn)題，采用出線過(guò)載聯(lián)切機(jī)組可以解決。 </p><p>　　（7）湛江電廠出線非常多，只有在湛霞與湛坡四回

17、線路同時(shí)失去時(shí)才有可能出線熱穩(wěn)定問(wèn)題，只要避開(kāi)此種檢修方式即可。 </p><p>　　4粵西電網(wǎng)安全穩(wěn)控系統(tǒng)的實(shí)施方案 </p><p>　　為了確保廣東電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在處于廣東電網(wǎng)接受西電入口處的500kV茂名站裝設(shè)安全穩(wěn)定控制子站裝置，在220kV陽(yáng)江站、河?xùn)|站、漠南站、菠蘿園、開(kāi)平站、茂名電廠、湛江電廠、奧里油電廠各裝設(shè)一套安全穩(wěn)定控制執(zhí)行站裝置。用以解決江茂雙回線、港茂雙回

18、線跳閘后引起的系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定及茂湛地區(qū)熱穩(wěn)問(wèn)題。具體實(shí)施方案見(jiàn)圖1(其中茂名站、江門站、玉林站、港城站為500kV變電站，其余的為220kV變電站)。 </p><p>　　圖1粵西電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)實(shí)施方案 </p><p>　　4.1江茂斷面、港茂斷面功率的計(jì)算公式 </p><p>　　茂名子站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)500kV江茂甲、乙線斷面（以下簡(jiǎn)稱江茂斷面）和500kV

19、港茂甲、乙線斷面（以下簡(jiǎn)稱港茂斷面）的潮流及運(yùn)行狀況。 </p><p>　　江茂斷面（圖2所示中控制斷面1）： </p><p>　　Pdm1＝Pjm＋Pmy＋Phch （4-1） </p><p>　　其中：Pjm表示江茂甲、乙線輸送功率；Pmy表示茂陽(yáng)線輸送功率；Phch表示河春線輸送功率。 </p><p>　　港茂斷面（圖2所示中控

20、制斷面2）： </p><p>　　Pdm2=Pgm（4-2） </p><p>　　Pgm表示500kV港茂甲、乙線的輸送功率之和 </p><p>　　線路功率方向以流出母線為正方向，流入母線為負(fù)方向。 </p><p><b>　　4.2切負(fù)荷方案 </b></p><p>　　茂名子站可接

21、收河?xùn)|站、陽(yáng)江站、漠南站和開(kāi)平站的110kV、10kV線路的可切負(fù)荷量。 </p><p>　　執(zhí)行站可設(shè)置本站每條負(fù)荷線路的切負(fù)荷優(yōu)先級(jí)，0表示不可切，1～N表示切負(fù)荷優(yōu)先級(jí)。執(zhí)行站向茂名子站上送每條負(fù)荷線路的優(yōu)先級(jí)和線路功率值。 </p><p>　　茂名子站可設(shè)置執(zhí)行站的切負(fù)荷優(yōu)先級(jí)，0表示執(zhí)行站所有負(fù)荷不可切，1～N表示執(zhí)行站優(yōu)先級(jí)。 </p><p>　　

22、茂名子站根據(jù)本站220kV線路過(guò)載情況計(jì)算出需切負(fù)荷量或根據(jù)江茂跳閘時(shí)控制措施中的雙回跳閘切負(fù)荷量定值，在總可切負(fù)荷中根據(jù)“優(yōu)先選切，最小過(guò)切” 原則計(jì)算出各執(zhí)行站應(yīng)切負(fù)荷量，并給各執(zhí)行站下發(fā)“應(yīng)切至**優(yōu)先級(jí)”的命令。 </p><p>　　4. 3切機(jī)組方案 </p><p>　　茂名子站可接收茂名電廠、湛江電廠和奧里油電廠等的可切機(jī)組量。 </p><p>　

23、　執(zhí)行站可設(shè)置本站每臺(tái)機(jī)組的切機(jī)優(yōu)先級(jí)，0表示不可切，1～N表示切機(jī)組優(yōu)先級(jí)。為保證機(jī)組與切機(jī)優(yōu)先級(jí)之間一一對(duì)應(yīng)，執(zhí)行站中各可切機(jī)組切機(jī)優(yōu)先級(jí)不可重復(fù)。執(zhí)行站向茂名子站上送每臺(tái)機(jī)組的優(yōu)先級(jí)和機(jī)組出力。 </p><p>　　茂名子站根據(jù)本站策略計(jì)算需切機(jī)組量，并在總可切機(jī)組中根據(jù)“優(yōu)先選切，最小過(guò)切”原則計(jì)算出各執(zhí)行站應(yīng)切機(jī)組量，并給執(zhí)行站下發(fā)“應(yīng)切至**優(yōu)先級(jí)”的命令。 </p><p>

24、;　　茂名子站可設(shè)置各電廠機(jī)組切機(jī)方式，“0”表示電廠機(jī)組均不可切；“1”表示暫穩(wěn)可切；“2”表示熱穩(wěn)可切；“3”表示暫穩(wěn)和熱穩(wěn)均可切電廠機(jī)組。子站在總可切機(jī)組中選擇應(yīng)切機(jī)組的原則如下： </p><p><b>　　5 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　本文在研究粵西電網(wǎng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上以2011年正常大方式和極限大方式為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)粵西電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)控制策略進(jìn)

25、行深入計(jì)算分析，提出了2011年粵西安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的配置方案并校核了本穩(wěn)控策略在西電東送交流功率增長(zhǎng)后的適應(yīng)性。針對(duì)相應(yīng)的安穩(wěn)系統(tǒng)軟硬件配置、控制策略、系統(tǒng)功能進(jìn)行分析論證、聯(lián)機(jī)調(diào)試，目前該系統(tǒng)已順利通過(guò)廣東電網(wǎng)公司相關(guān)專家及我局技術(shù)人員驗(yàn)收，并于2011年9月掛網(wǎng)運(yùn)行。關(guān)于粵西電網(wǎng)穩(wěn)控系統(tǒng)的研究，我們還需要進(jìn)一步深入：硬件系統(tǒng)是在基于現(xiàn)有計(jì)算機(jī)技術(shù)水平基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，其CPU信息處理、系統(tǒng)穩(wěn)定性和通信質(zhì)量等方面仍受很大的局限，尤其處理

26、信息量太大時(shí)存在死機(jī)現(xiàn)象，尚需解決。在控制策略方面，仍局限于“離線決策、實(shí)時(shí)匹配”的方式，控制方式上主要采用通過(guò)離線計(jì)算得出的策略表的形式，由于無(wú)法窮舉所有故障類型，控制策略表是否合理、完善有待在運(yùn)行實(shí)踐中驗(yàn)證。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]沈善德 劉取.現(xiàn)代電力系統(tǒng)的保護(hù)和安全自動(dòng)裝置〔M〕. 北京，水利電力出版社，1

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