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一种新型低频减载方案的设计
design of a new underfrequency load shedding scheme.pdf
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design of a new underfrequency load shedding scheme.pdf
文档介绍：
一种新型低频减载方案的设计巫柯,李兴源,李青芸拇ù笱У缙畔⒀г海拇ǔ啥电力系统的频率偏移是具有高斯分布的随机参j重要的参数之一,系统频率变化过大会对发电机和系统的安全运行带来严重影响旧‘。低频减载作为保证电网安全稳定运行“三道防线”的最后一道防线,是一种抑制频率下降的有效方法,能有效地阻止系统频率继续下降,从而避免系统出现频率崩溃、电压崩溃等事故,以保证系统安全运行和向重要用户的不间断供电。现代电力系统的主要特征是大容量机组、超高压线路以及大范围远距离输电。这种互联系统在取得很高经济效益的同时,在某些方面也削弱了在大扰动下系统维持频率稳定性的能力。如果发生恶性频率事故,则波及面更广,影响更大。多样化的功率短缺J重不平衡而导致系统频率下降时,可能出现的系统崩溃过程持续时间约为几十秒,甚至只有几秒。在这样j如果调频装置不能快速释放旋转备用容量,使系统频率尽快恢复,那么自动减负荷装置将作为最后的补救措施而动作,阻止系统的频率继续下降,从而避免系统出现“频率崩溃”或“电压崩溃”的结果。传统的低频减载采用“逐次逼近”式的方案。它预先估计系统的功率缺额,在电力系统发生事故,系统频率下降的过程中,按照不同的频率整定值顺序切除负荷,以达到稳定系统频率的目的。但这种方法是根据系统最严重故障下的频率绝对值来整定,虽然可以有效地阻止频率的下降,但没有考虑到运行时的具体情况以及事故的不同等级,往往会造成过切,造成J频率降低到整定值以下才动作,可能会错过最佳切除时间,也会导致对继电器正确动作的依赖,在伴随低电压等其他故障的时候,继电器可能由于电压或电流摘要:电力系统的严重事故会使电压和频率恶性下降,并可能导致系统崩溃。低频减载是电力系统防止频率过度下降、维持系统频率稳定的有效方法。然而在突然恶性事故情况下,由于发电厂的退出,电力系统有可能产生严重的出相应的修正,仍然是在全系统范围内切除预接负荷。提出了一种新的减负荷方案,在低频减裁的不同动作阶段,采factorfwave频率下降,导致系统崩溃和大面积停电事故。显然,此时的电力系统特性已经变化,而低频减载装置却没有做取相应的策略。并对该方案进行了仿真实验,结果验证了该方案的有效性。关键词:电力系统;低频减载;频率调节系数;全周傅氏频率测量算法尹簆shedding(UFLS)frequencyTM712A8)基金项目:国家重点基础研究专项经费资助项目蚰国家科技支撑计划项目316年月IAbstractA.undersheddingsheddingThe.Dec;frequencyHoweverunderconditionstheserious.琤reviseditstepthusthe—,,schemethe琣;·气·occur。
n21(UFLS)(ROCOF)低于正常工作值而被闭锁,无法动作。随着计算机技术的高速发展,出现了一些基于计算机在线应用的低频减载方法。引:①半适应法:当频(ROCOF)ajH11适应法:根据简化的系统频率相应模型,得到频率变关系和ü饬慷魇笨痰腞就可以算出u实际上,用频率变化率作为低频减载的补充信息早在世纪年代已在前苏联的教科书中提出。它是依据频率变化率达到某一设定值而动作的,在切除负荷的过程中,系统转动惯量不断变化,很难根据系统的实际情况决定频率变化率与被切负荷在数量上的关系。另外,在大系统中,为了躲开频率下降过程中同一时间不同地点的频率变化率可能存在的较大差异,需要人为地增加延时,这就显著地削弱了它的优越性¨。这里提出了一种新的减负荷方案,在低频减载的不同动作阶段,采取相应的策略,能减少系统有功缺额,使系统频率更快恢复,从而提高了系统安全稳定性。低频减载方案调节系统功率不平衡主要有两种措施:增加功率输入或切负荷。如果事故发生出现功率缺额时,系统旋转备用容量将积极、尽可能快地阻止系统崩溃,这一方案称为低频调速控制¨纠。该方案必须在系统频率刚开始下降时动作,并且是一种独立于能(EMS)重的功率缺额,旋转备用容量不足以弥补系统功率缺额时,就应该有选择地切掉一部分负荷,从而阻止频率下降,这一方案称为低频减载。由于现代电网经济运行的要求,系统的备用容量偏低,低频减载成为严守第三道防线,防止系统崩溃的主要手段。考虑低频减载方案时,应从以下几点出发:①系统安全运行的最低频率值,即频率危险点;②切负荷量,在系统严重故障时,防止系统崩溃的最大切荷量;③不同的频率点,即在什么频率时开始切负荷,系统安全运行的最低频率值由系统设备的运行要求来决定。发电机可以低于额定转速运行,当然此时输出也会相应降低。电厂辅助设备对频率的要求比发电机475时就会出故障,在大约时处于临界状态,频率再下降时,保护装置就会将辅助设备的异步电机切除。汽轮机则对频率475时,将能保证系统电机的安全运行;④切负荷动作频率的步长的数量和大小¨。基本段和后备段电网中应分别装设基本段和后备段低频减载装置。基本段的任务在于阻止频率的快速下降,避免事故后的系统频率长期悬浮于某一过低数值上;基本段按频率等距分级,每级切负荷量分别确定。后备段的任务在于防止基本段动作后频率滞留在某一不允许的水平上或防止频率缓慢降低,需等待系统的旋转备用发挥作用之后方才确定其是否动作。基本段中末级动作频率要根据系统中各大机组对运行频率的危险点而定,一般应略高于该危险点,设为五。确定基本段首级动作频率时,要考虑发挥旋转备用的作用,设为工。低频减载的级差取得越小,则恢复效果越好,但级差增多也会使低频减载装置的成本增高。级差取△磊,则基本段数为有关规程规定,随着电网的扩大,宜提高减负荷300的系统,建议第一轮的动作频率应不低于。目前中国大多数电网中的减负荷装置的第一轮动作频率均1()频率加速连切负荷的措施及其一些相关辅助判据。整定为工作原理系统频率的变化过程图316年月四川电力技术~Hz1。1琋Dec200860痵l
%芬净筹∞,懿舅啤删‘冖乒一?芳寻?2P=Pv+f)%△肠其中1瓿乒β剩籔Ⅳ是系统频率为/时,整文献介绍了基于搭建的考虑低频过载连切的低频减载模型及其仿真案例。1率数值的顺序安排了几个计算点琟,工。这些计1明,在故障发生前,系统频率稳定在额定值正;假如在1降。当频率下降到工中点时,第一轮低频继电器启动,延时,后,切除一部分负荷中点,这就是第一次对规律缺额的计算。如果功率缺额比较大,第一轮减载后,系统频率还会继续下降。考虑到第一轮减载对规律缺额减小作用,系统频率按照的曲线下降,而不是按照的轨迹下降。当频率下降到.疋中点时,第二轮低频继电器启动,延时:后,又切除一部分负荷中点。此时系统频率开始沿曲线回升,但由于系统频率长时间悬浮于六之下,时间超过整定值,后,后备段减载第一轮;由于系统频率仍然低于后备段第二2作后备段第二轮减载,之后系统频率慢慢恢复至正常工况。由此看来,低频自动减负荷装置实质上是应用了(essive的计算方法,迅速及时地算出系统的功率缺额,断开了相应的用户,以达到系统频率的稳定,使值班人员
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