遼河石化公司雙電源系統(tǒng)合環(huán)潮流暫態(tài)過(guò)程分析

1、<p>　　遼河石化公司雙電源系統(tǒng)合環(huán)潮流暫態(tài)過(guò)程分析</p><p>　　摘要：在進(jìn)行合環(huán)電流分析時(shí)，一般只考慮合環(huán)后的穩(wěn)態(tài)量是否引起系統(tǒng)中線路或設(shè)備的過(guò)載，而忽略了合環(huán)操作的暫態(tài)過(guò)程。為了解決這一問(wèn)題，在對(duì)合環(huán)潮流中環(huán)流分量的暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行時(shí)域分析的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了合環(huán)網(wǎng)絡(luò)中環(huán)流的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并對(duì)合環(huán)分量進(jìn)行了詳細(xì)討論。最后對(duì)合環(huán)暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行了暫態(tài)仿真，暫態(tài)仿真證明了分析結(jié)果的正確性，為實(shí)際合環(huán)操作提供

2、了依據(jù)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：合環(huán)潮流；暫態(tài)分析；環(huán)流分量；暫態(tài)仿真 </p><p>　　Abstract：In the analysis of loop power flow, the steady-state power flow that would cause the transmission lines or equipments overloaded is focu

3、sed on and the transient process is ignored. Based on the analysis of the transient process in time domain, the mathematic expression of the loop power flow was established and discussed. The transient simulation of loop

4、 power flow was carried out. The simulation results verify the correctness of the results. According as the results, to instruct power </p><p>　　Keywords: loop power flow; transient analysis; loop flow compo

5、nent; transient simulation </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)： P584 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　城市電網(wǎng)，采用環(huán)網(wǎng)、開(kāi)環(huán)運(yùn)行模式，一級(jí)負(fù)荷企業(yè)，采用雙電源分段運(yùn)行模式設(shè)計(jì)，因此，電力系統(tǒng)的合環(huán)、解環(huán)操作十分普遍和頻繁。針對(duì)合環(huán)潮流的穩(wěn)態(tài)分析、計(jì)算已有很多

6、[1-3]，而合環(huán)的暫態(tài)過(guò)程研究很少。合環(huán)后沖擊電流[4-5]過(guò)大會(huì)使系統(tǒng)造成巨大沖擊。合環(huán)的暫態(tài)過(guò)程卻往往引發(fā)系統(tǒng)的震蕩、沖擊，甚至導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作和系統(tǒng)的不穩(wěn)定。因此，對(duì)電力系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬仿真、分析和計(jì)算，并以此作為操作的依據(jù)，避免造成盲目操作帶來(lái)電力系統(tǒng)的重大事故，是十分必要的。 </p><p>　　本研究通過(guò)推導(dǎo)合環(huán)網(wǎng)絡(luò)中環(huán)流的數(shù)學(xué)表達(dá)式，對(duì)合環(huán)潮流進(jìn)行討論；通過(guò)建立電力網(wǎng)絡(luò)合環(huán)仿真電路模型，進(jìn)行

7、理論方針；通過(guò)對(duì)遼河石化分公司電力系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)際仿真計(jì)算，得出了遼河石化公司雙電源系統(tǒng)可以合環(huán)操作的結(jié)論。石化公司的雙電源是6KV系統(tǒng)，合環(huán)屬于電磁合環(huán)，不經(jīng)過(guò)計(jì)算進(jìn)行合環(huán)具有很大的風(fēng)險(xiǎn)。在進(jìn)行本研究之前，石化公司出于安全考慮，確定了不允許合環(huán)的運(yùn)行方式，這樣，倒閘就必須選擇瞬間停電或者倒負(fù)荷的方式，給生產(chǎn)運(yùn)行帶來(lái)及大的不方便，也增加了操作事故概率。本研究得出的遼河石化公司雙電源系統(tǒng)可以合環(huán)操作的結(jié)論，具有十分重大實(shí)際價(jià)值和意義。 &l

8、t;/p><p>　　二、合環(huán)暫態(tài)過(guò)程變化趨勢(shì)理論分析 </p><p>　　典型合環(huán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖 1，對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，建立數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出暫態(tài)環(huán)流計(jì)算公式[6]。 </p><p>　　利用MATLAB進(jìn)行仿真，得出合環(huán)暫態(tài)過(guò)程變化趨。在假設(shè)兩系統(tǒng)頻率相同的情況下，等效的合環(huán)電壓差為u（t）： </p><p>　　u（t）=umCOS(t+)

9、，合環(huán)過(guò)程的方程是： </p><p>　　圖 1 合環(huán)網(wǎng)絡(luò)示意圖 </p><p>　　對(duì)微分方程進(jìn)行求解得到： </p><p><b>　　其中: </b></p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　那么： t>0 </

10、b></p><p><b>　　從，得到，因此 </b></p><p>　　利用MATLAB進(jìn)行仿真[7]。 </p><p>　　t=0: 0.001: 0.5; </p><p><b>　　R=0.5; </b></p><p>　　L=10/(100.*pi

11、); </p><p><b>　　n=R/L; </b></p><p><b>　　=0; </b></p><p><b>　　v=300; </b></p><p>　　i1=(v/ sqrt(R ^2+(100.*pi .*L)^2)) ; </p>&

12、lt;p>　　i2=(cos((100.*pi.*t)- )-(exp(-n.*t)) .*cos()); </p><p>　　it=i1.*i2; </p><p>　　plot(t,it); </p><p><b>　　grid; </b></p><p>　　xlabel('t(S)');

13、... </p><p>　　ylabel('合環(huán)全電流(A)'); </p><p>　　圖 2 合環(huán)全電流變化趨勢(shì) </p><p>　　t=0: 0.001: 0.5; </p><p><b>　　R=0.5; </b></p><p>　　L=10/(100.*pi);

14、</p><p><b>　　n=R/L; </b></p><p><b>　　=180; </b></p><p><b>　　v=300; </b></p><p>　　i1=(-v/ sqrt(R ^2+(100.*pi .*L)^2)) ; </p>&

15、lt;p>　　i2= (exp(-n.*t)) .*cos(); </p><p>　　it=i1.*i2; </p><p>　　plot(t,it); </p><p><b>　　grid; </b></p><p>　　xlabel('t(S)'); </p><p>

16、;　　ylabel('合環(huán)電流直流衰減分量(A)'); </p><p>　　圖 3 合環(huán)電流直流衰減分量變化趨勢(shì) </p><p>　　I（t）是合環(huán)穩(wěn)態(tài)環(huán)流分量趨勢(shì)，主要由合環(huán)開(kāi)關(guān)兩側(cè)的電勢(shì)差、合環(huán)路徑所經(jīng)過(guò)的阻抗、合環(huán)開(kāi)關(guān)所處的電壓等級(jí)所決定，是正弦工頻電流。 </p><p>　　是一個(gè)系數(shù)為Im0的指數(shù)函數(shù)，是合環(huán)電流中的直流衰減分量趨勢(shì)。

17、 Im0的大小由合環(huán)時(shí)的初始狀態(tài)決定，衰減時(shí)間常數(shù)由環(huán)網(wǎng)阻抗值決定。 </p><p>　　三、利用PSIM對(duì)合環(huán)暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行電路模型仿真 </p><p>　　針對(duì)雙電源電力系統(tǒng),利用PSIM[8]建立系統(tǒng)的仿真電路普遍性模型，并對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算，得出合環(huán)暫態(tài)過(guò)程變化趨勢(shì)。通過(guò)模型電路中的“SS”開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)合環(huán)，從電路合環(huán)仿真電流變化曲線上看，與前述理論分析完全一致。 </p>

18、<p>　　圖 4 雙電源系統(tǒng)仿真模型電路 </p><p>　　圖 5 合環(huán)暫態(tài)電流 </p><p>　　四、遼河石化公司雙電源系統(tǒng)合環(huán)暫態(tài)過(guò)程ETAP仿真計(jì)算 </p><p>　　圖 6 遼河石化分公司電力系統(tǒng)主接線 </p><p>　　根據(jù)遼河石化公司提供的遼河石化公司電力系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立模型及數(shù)據(jù)庫(kù)，利用ETAP-P

19、ower Station對(duì)遼河石化分公司雙電源系統(tǒng)進(jìn)行合環(huán)過(guò)程的仿真計(jì)算。 </p><p>　　合環(huán)過(guò)程在遼河油田電力集團(tuán)熱電廠與中國(guó)石油遼河石化分公司石化變電所之間通過(guò)石化公司內(nèi)部開(kāi)閉所進(jìn)行。仿真計(jì)算是在遼河石化分公司電力系統(tǒng)正常負(fù)荷情況下進(jìn)行的，仿真計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖7、圖8。 </p><p>　　圖 7 合環(huán)功率潮流暫態(tài)波形 </p><p>　　圖 8 合環(huán)電

20、流潮流暫態(tài)波形 </p><p>　　對(duì)操作過(guò)程進(jìn)行仿真計(jì)算，仿真結(jié)果以圖形顯示，操作在0.2秒開(kāi)始，全過(guò)程模擬5秒。結(jié)果顯示合環(huán)暫態(tài)過(guò)程中發(fā)生系統(tǒng)間功率震蕩，但是在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁與調(diào)速裝置的調(diào)節(jié)控制下，震蕩趨于收斂，系統(tǒng)最后達(dá)到穩(wěn)定。 </p><p><b>　　五、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　根據(jù)現(xiàn)有遼河石化公司電力系統(tǒng)參數(shù)以及遼河

21、石化公司電力系統(tǒng)負(fù)荷的現(xiàn)狀，通過(guò)合環(huán)操作過(guò)程仿真，結(jié)果顯示，遼河電力集團(tuán)熱電廠6KV系統(tǒng)與石化變電所6KV系統(tǒng)通過(guò)石化公司內(nèi)部開(kāi)閉所進(jìn)行合環(huán)是可行的，在合環(huán)操作后的暫態(tài)過(guò)程中，合環(huán)過(guò)程系統(tǒng)有震蕩，但是震蕩趨于收斂，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。因此，遼河石化公司雙電源系統(tǒng)可以合環(huán)操作，合環(huán)過(guò)程是安全的。 </p><p>　　該結(jié)論為中國(guó)石油天然氣股份有限公司遼河石化分公司確定合理的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式、負(fù)荷倒閘方式提供了可靠的理論

22、依據(jù)，簡(jiǎn)化了負(fù)荷倒閘過(guò)程，大大降低了負(fù)荷倒閘過(guò)程發(fā)生操作事故的概率。 </p><p>　　參考文獻(xiàn)（References）: </p><p>　　[1] OKADA. Autonomous loop power flow control for distribution system [J].IEEE Trans. AC-DC Power Transmission,2001,28(30

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