电力系统频率异常的控制分析

电力系统频率异常的控制分析
电力系统频率异常的控制分析
频率是电力系统重要的运行参数,也是衡量电能质量的重要指标,同时为某些安全稳定装置动作提供判据。现代电力系统中装设了大量的频率量测装置,从而可以记录系统中发生的频率动态过程,然而对实际电网进行频率动态过程研究发现
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【摘要】频率是电力系统重要的运行参数,也是衡量电能质量的重要指标,同时为某些安全稳定装置动作提供判据。现代电力系统中装设了大量的频率量测装置,从而可以记录系统中发生的频率动态过程,然而对实际电网进行频率动态过程研究发现,仿真所得的频率轨迹与实测轨迹存在着较大的差别,这就迫切需要对电力系统中影响动态频率特性的相关因素进行分析。
【关键词】
电力系统;频率异常;控制分析
trx
一、频率异常的特点和控制措施
由电力系统事故所引起的频率大幅度变化的动态过程称为频率异常。它不同于正常运行的频率波动.主要表现在频率变化幅度大、速度快。在电力系统尚未解列时,伴随有振荡的出现。当电力系统解列后,在功率严重缺少的被解列的区域网内,又往往会出现频率的单调衰减,即所谓的频率崩溃。
引起电力系统频率异常的根本原因是系统中出现了功率的不平衡,而导致功率突变的直接原因是:
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①联络线出现故障开关跳闸,两侧功率出现了不平衡;
②电力系统内有大容量发电机组突然投入或切除;
③电力系统内有大的负荷突然投入或解除。
针对这些原因,可以采用如下所述的措施和控制手段来减少频率事故的出现:
①合理设计电力网结构。如采用双回路联络线,以减少线路故障导致电力系统解列的可能性;环形网供电,以减少辐射阀所引起停电的可能性;用电负荷和供电电源应尽可能就地平衡;
②适当地控制系统传输功率。在图1中,为了使联络线故障切除后不引起两侧系统频率急剧下降,应该预先将联络线交换功率限制在适当的限额内。在考虑电力系统的电流分析时,应该尽量保证在一些线路故障切除后,在电流转移的情况下,不会造成其他线路或区域过负荷。
③系统应具备足够的备用容量。在电力系统中为了防止系统因大量功率缺额而造成系统频率下降,一般需要安排一定数量的发电机作为旋转备用,当频率下降时可以立即使旋转备用机组提供输出功率;
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④在电力系统内装设控制频率异常的自动控制装置。能够自动投切发电机组和负荷。
二、消除电力系统频率异常的自动控制装置
按照频率异常时频率上升和下降的不同,自动控制装置可分为:
①反映电力系统频率下降时动作的自动控制装置;有低频减负荷自动控制装置颁发电机自启动控制装置、低频蓄能改发电自动控制装置等;
②反映电力系统频率上升时动作的自动控制装置。有高频切除发电机组自动控制装置、高频率发电机组输出功率自动控制装置、电气制动自动控制装置等。中国农学通报
这些自动控制装置用频率变化作为测量信号,经过一定的逻辑判断后由控制操作指令,它们都属于反事故自动控制装置。按频率自动减负
荷装置是一种有着高度选择性的反事故自动控制装置。当电力系统发生严重的有功功率缺额时,它能够在系统被破坏之前,迅速地计算出当时缺少的有功功率,并相应地切除一定的负荷用户,使电力系
数字大学城统能够很快地恢复有功功率的平衡,使频率趋于稳定,以避免电力系统遭受严重的破坏。如图2所示,现分析如下:
根据电力系统频率变化过程确定了几个计算点f
1、f
2、 fn,这些计算点所对应不同的负荷。故障发生前,电力系统频率稳定在额定值fe;假定系统发生了有功功率缺额,系统频率随之
急剧下降;当频率下降到f1时,第级频率控制继电器启动,经过一定的时间 t后,断开一部分负荷,完成了第一次对功率缺额的计算。如果功率缺额比较大,第一次计算并不能得到系统有功功率缺额的数值,那么频率会继续下降。由于切除了一部分负荷,功率缺额的数值已经减小,所以频率将按3 4的曲线而不是按3 3 的曲线继续下降。当频率下降到f2时,第二级控制继电器开始启动,经过一定的时间 t    2,又断开了连接于第二级频率控制继电器上的用户。此时,可以再确定电力系统有功功率缺额能否得到补偿。如果两次切除总负荷足以补偿功率缺额时,电力系统频率开始回升,最后稳定在新的频率工作点下。反之,如果功率还有缺额,则系统频率会继续下降,直到被切除足够多的次数为止。当然,如果电力系统不装设减负荷装置,系统频率将沿1 3 曲线下降到最低值。由此可以看出,低频减负荷
控制装置,实际上是用逐次逼近的方法来实现负荷的平衡控制,级数分得越多,防止负荷过度切除和频率恢复越有利。但级数过多,控制装置会越复杂。
从电力系统功率供销平衡来看,当系统联络线或发电机组故障切除后,只要能及时切除相应的负荷,就可以使系统频率重新恢复正常。但是,系统不同的地点、不同故障下所产生的功率缺额是不同的。为了按频率自动减负荷控制装置在最严重的故障下能满足要求,必须事先计算出各种运行方式下的功率缺额,保障在电力系统发生最大可能的功率缺额时,能断开相应量的负荷用户,以避免电力系统的频率崩溃。因
此,确定最大功率额时是减负荷控制装置正确动作的必要条件。考虑到在自动减负荷后,允许电力系统的频率恢复到低定额定频率值运行,再考虑到负荷本身的频率调节效应,最终接于低频减负荷控制装置的总功率pj要比实际最大缺额功率小。所以有:
由于电力系统的规模越来越庞大,接线越来越复杂,事先难以预见各种事故的发展变化。在此情况下,采用级数不多的低频减负荷控制措施,往往可以达到恢复系统相同的要求。同时可能减负荷过多,使频率上升过高,有时又可能减负荷不足,造成频率降过低。为此,可采用增加级数和缩小各级之间级差的方法来解决。
参考文献
余浩深.颜运昌.基于多dsp的网络稳定控制系统频率异常控制研究
与实现.湖南大学学报》.201X年s1期.
吴浩.电力系统电压稳定研究.浙江大学.201X年.
发电厂装机容量和输配电网规模不断增大。由于自然、设备和人为等因素,电力系统不可避免会发生故障,故障如果不能迅速恢复供电则会造成企业巨大的经济损失和社会影响。作为核心组成部分的电气设备的可靠性水平是关系正规企业内
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【摘要】发电厂装机容量和输配电网规模不断增大。由于自然、设备和人为等因素,电力系统不可避免会发生故障,故障如果不能迅速恢复供电则会造成企业巨大的经济损失和社会影响。作为核心组成部分的电气设备的可靠性水平是关系正规企业内部电网安全可靠长周
期运行的关键问题。系统地研究发电厂电气设备的可靠性检修及防范维修技术,保证企业的安全稳定长周期生产是一个非常重要的研究课题。
【关键词】
发电厂;电气设备;供电电网
近年来,我国电力系统发展很快,交流750kv系统已于201X年10月在西北电网投入运行, 800kv系统也在规划建设当中。技术进步不
仅能够推动行业的发展,而且能够促进技术自身的发展。电力系统的快速发展,同时又促进了电力设备制造、系统运行与维护、监测监控与综合自动化等技术的不断进步。其中,电气设备状态监测与故障诊断技术就是一个典型的例子。故障诊断是根据设备运行状态信息查故障源,并确定相应决策的一门综合性的新兴科学。它能实现设备在带负载、不停机的情况下,通过使用先进的技术手段,对设备状态参数进行监测和分析,判断设备是否存在异常或故障、故障的部位和原因以及故障的劣化趋势等,以确定合理的检修时间和方案,进而达到减少事故停机损失、提高设备运行的可靠性和经济效益、降低设备维修费用等目的。对于规模和容量越来越大、电压等级不断提高的庞大的电力系统来说,状态监测与故障诊断技术的应用,显然具有非常显著的社会、经济等多方面的意义和价值。
随着电力设备电压等级的提高、容量的增大,多年来形成的、一直发挥着重要作用的电力设备预防性试验制度,正面临着严峻的挑战。电力系统中越来越多的管理者和工程技术人员已经强烈地意识到,电力设备的维修制度由传统的预防维修发展为状态维修已势在必行。这说明,电气设备状态监测和故障诊断技术在应用和推广过程中,还有许多问题未解决。令人可喜和欣慰的是,这一领域的广大专家
平流层飞艇、学者和供电部门的现场技术人员等,一直朝着状态监测的方向做着各种努力,并不断取得新的进展和成果。
1. 发电厂电气设备维护技术的发展
发电厂的电气设备检修经历过三个阶段,分别是:
事故检修定期检修状态检修。
在五十年代以前,主要以事故检修为主要采取的方式,就是一旦设备出现故障或事故后才进行检修。这是基于那时没有形成象现在这样庞大的系统网络,因此设备发生故障时的影响面小,同时大部分设备都比较简单,设备的设计裕量大而且修复容易,设备停运对企业的经营

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标签:频率   装置   功率   负荷   故障
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