中國云南電網(wǎng)與中國南方電網(wǎng)主網(wǎng)實現(xiàn)異步聯(lián)網(wǎng)后,外送直流線路故障引發(fā)的大量盈余功率使得系統(tǒng)頻率穩(wěn)定問題愈加突出。針對直流閉鎖故障,推導(dǎo)了各發(fā)電機組對故障盈余功率的貢獻因子,并提出了綜合考慮故障嚴(yán)重程度和概率的切機優(yōu)先度指標(biāo)。隨后討論了高頻切機首輪頻率和末輪頻率的配置原則,并采用動態(tài)交叉排序的方法滿足被切機組的分散性要求。為提高仿真效率,先通過調(diào)節(jié)功率估計高頻切機的近似解,再利用穩(wěn)態(tài)頻率約束修正該近似解,從而完成對每輪切除機組的優(yōu)化配置。最后,通過應(yīng)用聚類方法對生成的典型故障進行校驗,結(jié)果表明所提方法不僅能提高暫態(tài)過程中最低頻率并能有效降低最高頻率,從而更利于系統(tǒng)穩(wěn)定并規(guī)避低頻減載動作風(fēng)險,同時在保證穩(wěn)態(tài)頻率處于允許范圍內(nèi)的條件下有效減少了整體切機量。 

【文章來源】：電力系統(tǒng)自動化. 2020,44(20)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

優(yōu)化后高頻切機方案整定流程圖

在云南電網(wǎng)豐小方式下分別設(shè)置上述7類典型故障，比較原方案和優(yōu)化后方案高頻切機動作結(jié)果，其中暫態(tài)頻率和穩(wěn)態(tài)頻率對比如表3所示，切機量對比如圖2所示，具體暫態(tài)頻率特性曲線如附錄C圖C1所示。值得一提的是，原方案在故障7下出現(xiàn)失穩(wěn)，而優(yōu)化后方案則能保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行。由于故障1對應(yīng)的故障功率偏小，暫態(tài)頻率尚未達到高頻切機動作要求，故原方案和優(yōu)化后方案在故障1下均不動作，2種方案頻率特性和切機量均相同。由表3可知，優(yōu)化后高頻切機方案暫態(tài)最高頻率略有降低，最低頻率明顯增加，暫態(tài)頻率變化范圍較小的優(yōu)化后方案更有利于系統(tǒng)穩(wěn)定并且規(guī)避了低頻減載動作的風(fēng)險。結(jié)合圖2切機量和表3中穩(wěn)態(tài)頻率可知，優(yōu)化后方案在保證系統(tǒng)頻率處于允許范圍內(nèi)的條件下減少了切機量，并且對多種故障表現(xiàn)出較強的適應(yīng)性。與豐小結(jié)果類似，豐大方式2種方案比較結(jié)果見附錄C表C1及圖C2。雖然表2中優(yōu)化后方案相比表1中原方案第1輪最大切機容量有較大程度增加，但依舊不會造成過切，主要理由有如下4點。第1點，根據(jù)2.2節(jié)討論的首輪頻率配置過程，在豐小方式下當(dāng)烏東德直流云南側(cè)發(fā)生單極閉鎖導(dǎo)致4 000 MW功率盈余時，系統(tǒng)最大暫態(tài)頻率僅為50.775 Hz，再考慮高頻切機動作時暫態(tài)頻率至少要大于動作頻率0.2 Hz，因此高頻切機首輪動作時暫態(tài)最高頻率必然大于50.8 Hz，進而對應(yīng)故障功率必然大于4 000 MW且有一定裕度。第2點，根據(jù)聚類結(jié)果，故障集功率主要集中在5 500～9 600 MW之間，優(yōu)化方案通過在首輪切除較多機組從而在故障初期有效抑制頻率增加，進而減少了機組切除容量。第3點，由于大系統(tǒng)頻率的時空分布特性，同一時刻系統(tǒng)各節(jié)點頻率呈現(xiàn)一定差異，存在某一輪部分機組先動作造成頻率下降進而剩余機組喪失動作條件的情形。如附錄C圖C3給出了在某N-3故障下A機組與B機組的頻率曲線，當(dāng)B機組暫態(tài)頻率達到50.8 Hz時，A機組暫態(tài)頻率已上升為50.939 Hz，并且A機組比B機組先超過50.8 Hz的時間多達0.26 s，此時若首輪A機組和其他機組的高頻切機保護先動作使得頻率低于50.8 Hz，則B機組在本輪將失去動作條件，因此本輪僅有部分機組動作。除此之外，頻率時空分布也是造成優(yōu)化后方案切機量呈現(xiàn)非線性特性的重要原因，部分本輪次未動作機組甚至可能在下一輪次才得以觸發(fā)，這些現(xiàn)象造成了優(yōu)化后方案在某些輪次切機量較小但依然合理。第4點，整定時2.5.3節(jié)給出的精確解的判斷條件也限定穩(wěn)態(tài)頻率誤差在±0.2 Hz內(nèi)，所以優(yōu)化后方案不會出現(xiàn)過切問題。

【參考文獻】：
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本文編號：3015833