CN103248055B - 一种解决区域电网解列后正确选切发电机和负荷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种解决区域电网解列后正确选切发电机和负荷的方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明根据发电机和负荷的频率大小对其进行识别，从而能够准确的识别出发电机、负荷所处的部分。本发明实现准确选择需要切除的发电机和负荷的效果，有力确保了安全稳定控制装置的控制措施有效，提高了供电可靠性。

Description

一种解决区域电网解列后正确选切发电机和负荷的方法

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，更准确地说，本发明涉及一种解决区域电网故障解列后正确选切发电机和负荷的方法。

背景技术

某些地区电网或大型厂矿企业的自备电网，其网架结构被设计为或者在某些情况下会出现如图1所示的情况，即电网中的某一个站点X（变电站或电厂）连接了电网的其他部分。

该类型电网在遭受某些故障扰动后，可能会出现站点X的母线分列运行导致站点X解列为两个部分，相应的，原电网也解列为两个独立的部分，以电网A部分和电网B部分区分，见图2。由于电网解列为两个部分，每个部分的发电机和负荷均不能保持平衡，具体表现为：电网A部分的发电机过多，A部分过剩的功率通过与主网的联网线流向主网，造成联网线的功率超限额，需要采取稳定控制措施切除部分发电机来防止联网线的功率超限额；电网B部分的负荷过多，需要切除部分负荷，力求保持电网B的稳定运行。

如果安全稳定控制装置在选择控制对象时未充分考虑电网解列为两个部分的情况，将可能会出现以下情况，即电网A部分需要切机时却切除了电网B部分的机组，或者电网B部分需要切负荷时却切除了电网A部分的负荷，或者两者兼而有之。更为严重的是，这种错误的控制会导致事故扩大，甚至导致电网大停电。出现这个问题的根本在于，没有能够正确的将发电机和负荷与电网解列形成的两个部分正确的识别出来，从而没有能够选择正确的切除对象。即：必须要能够准确的识别出每一个可控对象属于解列后的哪一个电网。

常用的识别方法可以采用断路器和刀闸的位置信号来识别发电机和负荷所处的部分，但由于在类似电网中出现类似站点X的位置可能很多，现场难以具备这样的条件。因此，需要采取更加有效更加具有适应性的新方法。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术中存在的不能准确的识别出每一个可控对象属于解列后的哪一个电网的不足，提供一种能够解决上述问题的方法，从而能够正确识别发电机和负荷，以确保选择切机对象和选择切负荷对象时能够正确，确保安全稳定控制装置的控制措施有效，提高供电可靠性。

具体地说，本发明是采用以下的技术方案来实现的，包括下列步骤：

1）将发电机和负荷的频率值全部测量或计算出来；

2）逐一计算发电机或负荷的频率f与50Hz的差值，当满足f-50>0且f-50≥Δf_1s时，认为该发电机或负荷处于发电机多于负荷的解列电网；当满足f-50<0且f-50≤－Δf_2s时，认为该发电机或负荷处于发电机少于负荷的解列电网；当满足|f-50|<Δf_3s时，认为该发电机或负荷处于依旧与主网相联系的地区电网；

其中，Δf_1s、Δf_2s、Δf_3s均大于等于0，且有Δf_1s≥Δf_3s，Δf_2s≥Δf_3s；

3）当系统发生故障造成区域电网与电网主网解列，需要采取控制措施切除孤网内的发电机时，应在处于发电机多于负荷的解列电网中的发电机中进行选择，此时，这些发电机应当表现出频率高于50Hz的特性；

当系统发生故障造成区域电网与电网主网解列，需要采取控制措施切除孤网内的负荷时，应在处于发电机少于负荷的解列电网中的负荷中进行选择，此时，这些负荷应当表现出频率低于50Hz的特性；

当联络线过功率限额需要对地区电网联网部分电网采取切机、切负荷控制时，应在处于依旧与主网相联系的地区电网中的发电机或负荷中选取。

本发明的进一步特征在于：所述Δf_1s应满足(50+Δf_1s)低于过频切机第一轮定值，所述Δf_2s应满足(50-Δf_2s)高于低频减载第一轮定值，所述Δf_3s应略高于电网正常运行时可能出现的最大频率偏移。

本发明的有益效果如下：在电网发生故障后如果电网解列为多个部分，在安全稳定控制装置需要切除发电机或者负荷时，本发明根据发电机和负荷的频率大小对其进行识别，从而能够准确的识别出发电机、负荷所处的部分，实现准确选择需要切除的发电机和负荷的效果，有力确保了安全稳定控制装置的控制措施有效，提高了供电可靠性。

附图说明

图1是电网网架示意图。

图2是电网解列为两个部分后的网架示意图。

图3是本发明方法的流程图。

图4是本发明方法的频率区间分布示意图。

图5是具体实施方式示例电网网架示意图。

图6是具体实施方式示例电网发电厂B站内接线图。

图7是具体实施方式示例电网发电厂B故障后站内接线图。

图8是具体实施方式示例电网故障解列后的网架示意图。

图9是采用本发明方法解决的具体实施方式示例电网故障解列后的网架示意图。

具体实施方式

下面参照附图并结合实例对本发明作进一步详细描述。

本发明所采用的方法如图3所示，即：

步骤1，测量和计算发电机和负荷的频率值，即将发电机和负荷的频率值全部测量或计算出来。

步骤2，逐一比较发电机和负荷的频率值与50Hz的偏差情况，即逐一计算站点X的发电机或负荷的频率f与50Hz的差值，当满足f-50>0且f-50≥Δf_1s时，认为该发电机或负荷处于发电机多于负荷的解列电网；对应的，当满足f-50<0且f-50≤－Δf_2s时，认为该发电机或负荷处于发电机少于负荷的解列电网。

对于地区电网中如故障后还有部分电网依旧与主网相联系，这部分电网的频率应该与主网一致，频率应该在50Hz附近，即|f-50|<Δf_3s。

上述Δf_1s应满足(50+Δf_1s)低于过频切机第一轮定值，Δf_2s应满足(50-Δf_2s)高于低频减载第一轮定值，Δf_3s应略高于电网正常运行时可能出现的最大频率偏移。具体而言，Δf_1s、Δf_2s和Δf_3s建议取值范围为0.2Hz～0.5Hz，具体工程中也可以根据电网的具体特点适度放宽，但应满足上述限定条件。

通过本步骤，根据机组和负荷的频率的大小，能够将所有的发电机和负荷正确判定出处于解列后的哪一个电网，根据电力系统的基本理论，这两个部分就是解列后的两个电网。

步骤3，正确选择需要切除的发电机和负荷，当需要采取控制措施切除孤网内的发电机时，应在处于发电机多于负荷的解列电网中的发电机中进行选择（即机组频率满足f-50>0且f-50≥Δf_1s的发电机）；当需要采取控制措施切除孤网内的负荷时，应在处于发电机少于负荷的解列电网中的负荷中进行选择（即负荷频率满足f-50<0且f-50≤－Δf_2s的负荷）；当联络线过功率限额（上网超限或下网超限）需要对地区电网联网部分电网采取切机（上网超限）、切负荷（下网超限）控制时，应在处于依旧与主网相联系的地区电网中的发电机或负荷中选取（频率在50Hz附近即|f-50|<Δf_3s的发电机或负荷）。

对于Δf_1s、Δf_2s和Δf_3s的整定，应当遵循三者之间不存在重叠区间的原则，即Δf_1s≥Δf_3s，Δf_2s≥Δf_3s，按照上述步骤，可以将发电机和负荷按照频率值的不同划分为多个区间，参见图4。

以下以具体实例的方式，对本发明进行说明。

图5为某示例电网网架图，该电网在发电厂B通过线路4与电网主网联网，一旦线路4断开，该电网就成为一个孤网。电网内部包含两个发电厂，即发电厂A和发电厂B，其中发电厂A有两台机组，发电厂B有4台机组，编号从#1机到#6机。该电网内部的负荷主要集中在变电站C、变电站D和变电站E。该示例电网发电厂B站内接线情况如图6所示。

以下是未采用本发明方法的事故过程描述：

1、假设某时刻，电网发生故障。由于种种原因，导致发电厂B的母联一和母联二断开，电网解列为两个部分。故障后的该示例电网发电厂B站内接线情况如图7所示。

2、定义解列后的电网为系统一和系统二，其中：

系统一：变电站A、发电厂A、变电站B、发电厂B的#3机和#4机、电网主网联络线路4。

系统二：发电厂B的#5机和#6机、变电站C、变电站D和变电站E。

该示例电网故障解列后的网架示意图如图8所示。

3、电网解列为两个部分后，表现为系统一的发电远大于负荷，大量潮流通过联网线路4向电网主网送电，导致线路4功率超过限额，系统二表现为发电远小于负荷，系统频率迅速降低。

4、在线路4向主网输送的功率超过限额时，，稳定控制装置判断出需要切除一定数量的发电机，以避免线路4长时间超功率限额而导致解列，但稳定控制装置由于没有也无法获知发电厂B由于母联开关的跳开造成电网已经解列成两个电网，稳定控制装置在切机选择进行超限功率匹配机组时，未能考虑到电网已经解列的实际情况，造成选择的切机对象不合理，选择到了系统二的发电机，切除了系统二的发电机#5机，而没有选择切除系统一的发电机，本次切机未对系统一中线路4的功率超过限额产生没有任何消减作用，线路4没有在限定的时间内解决功率超过限额问题，导致解列，系统一与主网解列，也变成孤网。

5、由于切机选择对象的错误，切除了系统二的发电机，导致系统二的功率缺额更加严重，频率迅速下降，最终系统二频率崩溃，造成系统二全停。，系统一与主网解列变成孤网后，系统一的发电远大于负荷，频率迅速上升，最终发电机过频保护（OPC）全部动作，机组全部解列，系统一全停。整个地区网全停

通过对上述事故过程的演示，可以判定，导致系统一和系统二全停的关键原因在于系统一联网线路4在超功率限额稳定控制装置切机时，因为没有考虑到地区网内部出现了孤网的情况，错误的切除了系统二的发电机，因此，如何正确识别出发电机所属的系统是避免误切的关键，这也是本发明要解决的问题。

采用本发明专利的方法：

过程1～3与上面相同。

4、联络线4超功率限额，稳控装置根据频率的范围，正确选择联网部分的机组，#3机、#4机的频率满足|f-50|<Δf_3s的条件，而#5机、#6机频率不满足满足|f-50|<Δf_3s的条件，因此，装置正确的从#3机和#4机中选择切除，联络线4超功率迅速下降，回到限额以下，避免了系统一与主网解列。

5、由于控制措施正确，系统一恢复稳定运行。

6、采用同样方法，能够识别出可切负荷对象，并采取有效的切负荷措施，使得系统二减少损失，避免全停。

采用本发明方法解决的该示例电网故障解列后的网架示意图如图9所示。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (1)

1.一种解决区域电网解列后正确选切发电机和负荷的方法，其特征在于，包括如下步骤:

1）当区域电网因某站点的母线分列运行导致该区域电网解列后，将该区域电网内的发电机和负荷的频率值全部测量或计算出来；

2）逐一计算发电机或负荷的频率f与50Hz的差值，当满足f-50>0且f-50≥∆f_1s时，认为该发电机或负荷处于发电机多于负荷的解列电网；当满足f-50<0且f-50≤－∆f_2s时，认为该发电机或负荷处于发电机少于负荷的解列电网；当满足|f-50|<∆f_3s时，认为该发电机或负荷处于依旧与主网相联系的地区电网；

其中，∆f_1s 、∆f_2s、∆f_3s均大于等于0，且有∆f_1s≥∆f_3s，∆f_2s≥∆f_3s；所述∆f_1s应满足(50+∆f_1s)低于过频切机第一轮定值，所述∆f_2s应满足(50-∆f_2s)高于低频减载第一轮定值，所述∆f_3s应高于电网正常运行时出现的最大频率偏移；

3）当系统发生故障造成区域电网与电网主网解列，需要采取控制措施切除孤网内的发电机时，应在处于发电机多于负荷的解列电网中的发电机中进行选择，此时，这些发电机应当表现出频率高于50Hz的特性；

当系统发生故障造成区域电网与电网主网解列，需要采取控制措施切除孤网内的负荷时，应在处于发电机少于负荷的解列电网中的负荷中进行选择，此时，这些负荷应当表现出频率低于50Hz的特性；

当联络线过功率限额需要对地区电网联网部分电网采取切机、切负荷控制时，应在处于依旧与主网相联系的地区电网中的发电机或负荷中选取。