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在线安全稳定分析系统 在吉林电网中的应用

更新时间:2009-03-28

近年来,电网规模日益庞大,结构日趋复杂,尤其是风电、光伏等新能源大规模接入更是给电网运行方式、调控运行带来更多的随机性,同时也给电网安全稳定、调控技术带来新的挑战[1-2]

传统的电网分析与控制方式采用“方式计算、调控执行”的模式。方式专业利用离线数据进行仿真计算,确定电网运行控制要求,调控专业以此为依据进行电网实时调控。但以离线数据及计算结果来指导电网实时调控运行存在着明显的弊端[3-4]。随着鲁固直流输电工程建设进度的稳步推进,以及省间清洁能源现货交易市场的逐步完善,未来吉林电网运行方式将愈加复杂,对大电网的分析及运行控制都提出了更高的要求[5]。传统电网的分析与控制方式已难以适应当前电网的快速发展,迫切需要能够在线、快速、准确的电网分析与控制手段,进而实时监视并解决新能源大规模集中并网、交直流混联运行以及电网多重故障等因素所带来的系列问题。

在线安全稳定分析系统的成功应用[6-8]有效解决了传统电网分析与控制方式的不足,可以对电网进行实时预警评估,并能够进行非实时电网分析研究。

将你的相机垂直向上朝向树冠和明亮的天空,拍出秋日透亮的叶片。光线直射时,使用点测光能够更准确掌握曝光。

2.2 皮肤保护 患儿皮疹部位使用炉甘石洗剂涂抹止痒,每日用温水擦洗1次保持清洁。穿柔软棉质衣服保护,床单位保持清洁无渣。向家属宣教看护患儿,避免患儿挠抓皮疹。痒感较重时局部以毛巾裹冰袋降温止痒或让患儿看电视、听故事分散注意力。

1 传统离线方式电网稳定分析的弊端

3.3 苹果白兰地发酵中为提高酒精度而过多添加碳源不仅会阻碍酵母的正常代谢,而且也会导致苹果白兰地酒中高级醇含量的增加。

2017年5月,因机组异常、计划检修、风电小等因素影响,按系统运行处计算稳定限额控制,松白受入断面将可能出现不满足稳定限额,拉闸限电的风险。计算稳定限额见表1。

c.方式控制策略较为简单。离线计算往往针对电网N-1、N-2方式进行计算,并给出相应控制策略,指导电网调控人员。但当电网出现多重故障时,调控运行人员往往需首先根据经验判断进行电网调控,无法实时掌握电网风险点和稳定控制要求,需待电网方式人员经过计算给出详细控制策略,因此,其控制策略缺乏时效性与自适应性,无法及时采取有效措施规避电网风险,防止电网运行工况恶化,大大影响电网应急故障处置效率及效果。

d.无法满足电网经济运行需要。离线计算确定的断面等稳定限值往往因满足电网安全性需要而留有充足备用裕度,从而大大降低实际电网输电能力,造成电网经济运行效率低,与实际输电需求相脱节。

  

图1 在线安全稳定分析系统功能构架

2 在线安全稳定分析的构架及功能

b.暂态稳定分析。对预想故障进行暂稳计算,通过暂态功角、电压、及频率稳定分析,判断预想故障下电力系统稳定性。暂态功角失稳判据:δmax≥500°,暂态电压失稳判据:V≤0.75p.u.,暂态频率失稳判据:f≤45 Hz。

2.1 系统功能构架

f.稳定裕度评估。通过不断调整设定断面的传输功率,分别计算断面热稳定极限、静态稳定极限及暂态稳定极限,将三者中最小值作为断面的功率极限,并给出相应稳定裕度,从而得出当前方式下断面稳定限额。

在线安全稳定分析系统分为实时态模块及研究态模块。实时态模块通过每15 min定期对电网进行六大类计算,在线跟踪电网当前运行状况,实现电网安全稳定的实时监视。研究态模块可由调控人员选择所需研究断面数据,离线方式下对电网进行分析计算,为电网调控人员进行电网动态调整、故障分析提供数据支撑及计算依据。

2.2 系统主要功能

a.静态安全分析。基于当前电网运行方式,对全网元件进行N-1或指定故障集扫描,分析基态及预想故障下线路、变压器等设备重载、过载以及母线电压越限等情况。静态安全分析仅分析稳态,不考虑暂态及动态过程。

在线安全稳定分析[9]计算采用当前电网方式下实时运行数据,其计算结果能够有效地反映当时电网运行状况,扫描电网运行风险,及时发现电网薄弱环节,将电网运行状态及危险点实时展示并提供辅助决策,供调控运行人员参考;同时,由于其充分利用当前电网运行数据,其计算结果充分回避了传统离线方式计算保守、非实时性等不足。

由表3可知,在线安全稳定分析辅助决策可以通过灵敏度排序合理调增调减相关电厂出力,进而将断面控制在合理范围内,为调控运行人员提供实时有效的断面控制策略。

d.小干扰稳定分析。分析电网受到小扰动后的动态稳定性,通过分析计算得出当前电网运行方式下的全网振荡模式(包括本地振荡模式及区域振荡模式),给出阻尼比、机电回路相关比、振荡频率以及振荡机群,并由此得出当前电网动态稳定性结论。

e.短路电流分析。对系统中母线单相、三相短路电流水平进行计算分析,与电网中各断路器最大遮断电流进行比对,校验当前电网运行方式下断路器开断能力是否满足需要。

在线安全稳定分析系统是智能电网技术支持系统的重要组成部分,其通过整合电网设备参数、电网实时信息等数据,实现电网静态安全分析、暂态稳定分析、电压稳定分析、小干扰稳定分析、短路电流分析及输电断面稳定裕度评估等六大类计算功能,实时监控电网运行动态,发现电网运行风险点并提供辅助决策[10-11],为电网调控人员实时掌握电网当前状态,分析电网当前运行方式提供依据。系统功能构架见图1 。

g.辅助决策。根据电网运行实时分析六大类计算评估结果,针对电网风险点,逐步搜索计算,得出在线优化方案,为调控运行人员提供电网运行控制建议,保证电网安全稳定运行。

3 实例分析

3.1 兴松白电网安全稳定校核

兴松白电网由内蒙古兴安盟电网、吉林松原及白城电网组成,为典型链式电网,通过2条500 kV线路、3条220 kV线路与长春、吉林电网相连。当风电大发时,松白外送断面输送潮流需控制在稳定限额内以防止故障情况下相关线路过载,同理,松白受入断面输送潮流亦受到相应限制,特别是当风电较小,网内火电机组开机方式较小时,电网调控难度大增。

● 使用以太网作为现场总线传输介质的协议。这些协议要求完全控制以太网介质。传统的TCP/IP通信只能通过现场总线(EtherCAT®和POWERLINK®)或现场总线(Sercos)分配的通道进行搭载。现场总线牢牢掌握着带宽控制。

b.无法保证电网分析时效性。离线计算均由电网方式人员根据检修计划、恶劣工况等电网运行方式进行预想故障离线计算,且当电网接线方式发生较大变化时,需要方式人员重新进行故障匹配及大量计算,因此,无法根据当前电网运行工况实时分析电网安全隐患,计算当前电网风险点,计算结果缺乏实效性。

 

1 松白电网受入断面控制限额(方式)

  

方式限值正常方式≤150500 kV合∗1、2号线N-2≤150220 kV松∗线N-1≤100220 kV扶∗线N-1≤100220 kV前∗线N-1≤100

在线安全分析师利用在线安全稳定分析系统提取近期电网运行数据,考虑负荷增长、线路跳闸等各种异常情况进行计算。经分析,除静态安全分析外,其余5大类计算均无问题。得出松白受入断面稳定限额见表2。

 

2 松白电网受入断面控制限额(在线)

  

方式限值正常方式≤270500 kV合∗1、2号线N-2≤160220 kV松∗线N-1≤160220 kV扶∗线N-1≤180220kV前∗线N-1≤190

由表2可知,在线安全稳定分析系统计算结果大大提高了输电断面控制裕度,且更加切合实际,使调控措施更加精准,供电可靠性大幅提升。

3.2 220 kV合*乙线越限辅助决策

220 kV合*甲、乙线输电断面是长春城网重要输电断面,承担长春市区重要负荷。8月26日10:45,断面潮流达336 MW,合*甲、乙线单线限流值800 A,静态安全N-1扫描发现若合*甲(乙)线故障停运,合*乙(甲)线将过载。在线安全分析静态安全辅助决策见表3,调整后断面功率298 MW。

 

3 静态安全分析辅助决策 MW

  

调整节点原有功功率调整量调整后有功功率长二∗厂23050280长一∗厂20035235长三∗厂19025215长四∗厂195-40155

c.电压稳定分析。根据预先设定的断面数据,自动区分功率送受端,通过送端加发电减负荷、受端减发电加负荷的功率调整方法逐步绘制监视节点电压与功率之间的关系曲线,即PV曲线,寻找电压崩溃点,给出相应调节裕度。

a.计算结果过于保守。因离线方式所采用各种典型方式均考虑各种极端电网运行工况,而实际运行电网往往无法达到其设想的极端水平,因此造成计算与实际工况相脱节,安全裕度保留大,计算结果过于保守。

3.3 500 kV丰*线故障跳闸分析校核

2017年6月20日,500 kV丰*线两侧断路器B相跳闸,重合不良跳三相。利用在线安全稳定分析系统取故障前3 min数据进行仿真计算,并与相量测量单元(PMU)实测数据对比,功率及电压对比见图2、图3 。

教学过程由一个个教学环节组成,一个个教学环节好比是粒粒珍珠,而各环节间的过渡语则是串连珍珠之间的丝线,缺少这条线,再好的珍珠也成不了美丽的项链。因此我们要充分注意教学过程中过渡语的设计和运用。我在讲《圆明园的毁灭》一课时,根据教材内容,在二、三段设计了这样的过渡语:

2.观察方法。可直接肉眼观察攀附在水草上的虾苗数量、大小;如肉眼不易观察,可使用网眼较密的鱼捞子伸入水草下方,轻轻往上捞,可重复几次,选择不同位置,重复上述操作。

  

图2 仿真计算与PMU实测功率对比

  

图3 仿真计算与PMU实测电压对比

由图2、图3可知,在线安全稳定分析系统计算结果与PMU实测结果基本一致,由于故障时刻数据、接地电阻、以及220 kV及以下系统等值为负荷等因素影响而稍有偏差,但在允许范围之内,从而验证了在线安全稳定分析系统的实用性,为调控运行人员进行电网研究分析提供了依据。

4 结论

在线安全稳定分析有效改善了传统电网分析与控制方式在实时性、时效性、自适应性等方面的不足,充分利用现有电网运行数据展开计算,其在吉林电网的成功应用,令电网调控运行人员更深层次地了解电网控制原因及需求,使得电网调控方式更加灵活,资源配置更加优化,实时调控更加精准。

实例表明,在线安全稳定分析为调控运行提供了强大的电网分析技术支撑,对于提升调控运行精益化管理和电网保供电能力起到了至关重要的作用,对今后复杂多变电网的分析控制具有深远意义。

那顺巴雅尔在研究蒙古史诗文本时指出,由于时代、地域、宗教文化的变迁、僧侣篡改等诸多方面的影响,因而产生了不少异文,说唱史诗的艺人面对不同听众有时也不得不临时变更所依底本的内容[注]参阅那顺巴雅尔:《蒙古文学叙事模式及其文化蕴涵》(蒙古文版),内蒙古教育出版社,2002年版,第105—107页。。如果我们认可这种说法,那么本部史诗中出现的这种相互抵牾的情况似乎就较容易理解了。

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[3] 金明亮,赖宏毅,刘志成.华中电网在线安全稳定分析系统应用探讨[J].湖北电力,2014,38(2):5-8.

[4] 李启旺,张思远,钱军,等.在线安全稳定分析在电网实时调度控制中的应用究[J].湖南电力,2015,35(5):26-29.

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[11] 石辉, 张思远. 省级电网静态安全在线辅助决策优化建模[J].电力系统自动化,2015,39(20):98-102.

 
宋永超,高重晖,王玉坤,张国飞,丁浩,李振元,傅吉悦,曲绍杰
《吉林电力》 2018年第02期
《吉林电力》2018年第02期文献

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