一種小地區(qū)弱受端電網(wǎng)受電極限的整定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種小地區(qū)弱受端電網(wǎng)受電極限的整定方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 受端電網(wǎng)是W負(fù)荷集中地區(qū)為中心包括區(qū)內(nèi)和鄰近電廠在內(nèi)，用較密集的電力 網(wǎng)絡(luò)將負(fù)荷和該些電源聯(lián)接在一起的電力系統(tǒng)。受端電網(wǎng)接受外部及遠(yuǎn)方電源輸入的有功 和電能，W實(shí)現(xiàn)供需平衡。隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展，受端電網(wǎng)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，近年來 國內(nèi)外許多受端電網(wǎng)都出現(xiàn)了用電負(fù)荷迅猛增長(zhǎng)、最高用電負(fù)荷占全網(wǎng)比重逐漸增加的情 況。而受端電網(wǎng)內(nèi)部主力電廠建設(shè)不足，大量的電能需要遠(yuǎn)距離傳輸，因此對(duì)外來電力的依 賴程度不斷提高。然而局部電網(wǎng)故障、自然災(zāi)害或人為操作失誤等偶然事故可能導(dǎo)致小地 區(qū)弱受端電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線解列，造成其脫網(wǎng)運(yùn)行。對(duì)于小地區(qū)弱受端電網(wǎng)，"受端"決定了聯(lián)絡(luò)線 故障形成孤網(wǎng)后必然會(huì)出現(xiàn)電壓和頻率穩(wěn)定問題；"弱電網(wǎng)"表明孤網(wǎng)網(wǎng)架單薄，機(jī)組少、調(diào) 壓調(diào)頻能力差，在相同的不平衡功率擾動(dòng)下電壓和頻率的波動(dòng)幅度比大電網(wǎng)要大。
[0003] 電壓穩(wěn)定是指系統(tǒng)在受到小的或者大的擾動(dòng)后，系統(tǒng)電壓能夠保持或恢復(fù)到允許 的范圍內(nèi)，不發(fā)生頻率崩潰的能力。《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》中規(guī)定；電力系統(tǒng)中經(jīng)較弱聯(lián) 系向受端系統(tǒng)供電或受端系統(tǒng)無功電源不足時(shí)，應(yīng)進(jìn)行電壓穩(wěn)定性校驗(yàn)。導(dǎo)致暫態(tài)電壓失 穩(wěn)的原因主要有S類；1、發(fā)生大擾動(dòng)后，網(wǎng)絡(luò)特性（如P-V曲線）急劇變化從而不再與負(fù)荷 特性相交，失去了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的平衡點(diǎn)；2、機(jī)端電壓降低時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)于無功的需求 量增加，形成電壓下降的正反饋機(jī)制。3、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、并聯(lián)電容器、SVC等對(duì)受端系統(tǒng)的電 壓支撐不足。
[0004] 頻率穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到嚴(yán)重?cái)_動(dòng)后，發(fā)電和負(fù)荷需求出現(xiàn)大的不平衡情況 下，系統(tǒng)頻率能夠保持或恢復(fù)到允許的范圍內(nèi)，不發(fā)生頻率崩潰的能力。頻率穩(wěn)定可能是一 種短期或長(zhǎng)期現(xiàn)象?！秶译娋W(wǎng)公司電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計(jì)算規(guī)定》對(duì)頻率穩(wěn)定判據(jù)具體描述 如下；1、發(fā)生《國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》中第一級(jí)安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的故障時(shí)，要 求系統(tǒng)頻率降低的最小值不低于電網(wǎng)的第一輪低頻減載啟動(dòng)值，頻率升高的最大值不應(yīng)超 過51化；2、自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置動(dòng)作后，應(yīng)使運(yùn)行系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率恢復(fù)到不低于49. 5化的水 平，系統(tǒng)運(yùn)行頻率不應(yīng)長(zhǎng)期懸浮在低于49. 0化的水平；3、系統(tǒng)事故后頻率升高或因切負(fù)荷 引起恢復(fù)時(shí)的頻率過調(diào)，其最大值不應(yīng)超過5 mz。
[0005] 在小地區(qū)弱受端電網(wǎng)中，與頻率調(diào)節(jié)相關(guān)的因素有發(fā)電機(jī)調(diào)速器、負(fù)荷頻率因子 W及低頻減載和高周切機(jī)自動(dòng)裝置等。制定低頻減載方案的原則主要有=條；1、能在各種 運(yùn)行方式和過負(fù)荷情況下有效地防止系統(tǒng)頻率下降至危險(xiǎn)點(diǎn)之下，并且不引起高周切機(jī)動(dòng) 作；2、能使系統(tǒng)頻率盡快回升至49. 5~50化之間，無超調(diào)和懸?，F(xiàn)象；3、切除的負(fù)荷總量 盡可能少。傳統(tǒng)的低頻減載采用依據(jù)頻率下降分級(jí)斷開負(fù)荷功率并逐漸修正的方法，在電 力系統(tǒng)發(fā)生事故，系統(tǒng)頻率下降的過程中，將接至低頻減載裝置的總功率分配在不同啟動(dòng) 頻率值來分批地切除，W適應(yīng)不同功率缺額的需要。
[0006] 小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的受電比例越大，發(fā)生聯(lián)絡(luò)線故障時(shí)越難w滿足電壓、頻率和 熱穩(wěn)定要求，容易造成小地區(qū)弱受端電網(wǎng)跨網(wǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種小地區(qū)弱受端電網(wǎng)受電極限的整 定方法，指導(dǎo)電網(wǎng)的運(yùn)行控制，保證受端電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，具有重要意義。
[000引為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0009] 本發(fā)明提供一種小地區(qū)弱受端電網(wǎng)受電極限的整定方法，所述方法包括W下步 驟：
[0010] 步驟1;確定考慮事故后維持聯(lián)網(wǎng)的受電極限；
[0011] 步驟2 ;確定考慮S相永久性短路解列的受電極限；
[001引步驟3 ;確定考慮無故障解列的受電極限。
[0013] 所述步驟1中，考慮事故后維持聯(lián)網(wǎng)的受電極限滿足電壓穩(wěn)定約束和熱穩(wěn)定約 束；
[0014] 考慮小地區(qū)弱受端電網(wǎng)在事故后仍能夠維持聯(lián)網(wǎng)，根據(jù)聯(lián)絡(luò)線回?cái)?shù)不同考慮W下 兩種不同的限制故障：
[0015] 1)小地區(qū)弱受端電網(wǎng)經(jīng)單回聯(lián)絡(luò)線受電時(shí)，限制故障為單相瞬時(shí)性故障；
[0016] 2)小地區(qū)弱受端電網(wǎng)經(jīng)兩回聯(lián)絡(luò)線受電時(shí)，限制故障為S相永久性短路N-1故 障。
[0017] 所述步驟1具體包括W下步驟：
[0018] 步驟1-1 ;確定小地區(qū)弱受端電網(wǎng)在事故后聯(lián)網(wǎng)情況下的電壓穩(wěn)定約束；
[0019] 步驟1-2 ;確定小地區(qū)弱受端電網(wǎng)在事故后聯(lián)網(wǎng)情況下的熱穩(wěn)定約束。
[0020] 所述步驟1-1具體包括W下步驟：
[0021] 步驟1-1-1 ;在正常受電比例下設(shè)置小地區(qū)弱受端電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的限制故障，如果 事故后電壓能夠維持穩(wěn)定，則表明電壓穩(wěn)定約束高于正常受電比例，相反則低于正常受電 比例證常受電比例用ACC%表示，有；
[0022]
(1)
[002引式（1)中，P。。。表示小地區(qū)弱受端電網(wǎng)經(jīng)聯(lián)絡(luò)線的受電功率，P 1。。康示小地區(qū)弱受 端電網(wǎng)的負(fù)荷總量；
[0024] 步驟1-1-2 ;在電壓穩(wěn)定約束高于正常受電比例的情況下，在正常受電比例的基 礎(chǔ)上通過升高小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的負(fù)荷水平W增大小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的受電比例，通過并 聯(lián)低壓電容器、調(diào)節(jié)變壓器分接頭、調(diào)整機(jī)端電壓將小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的電壓水平調(diào)整到 0.95P.U.~1.05P.U.;對(duì)小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線設(shè)置相應(yīng)的限制故障，觀察事故后小 地區(qū)弱受端電網(wǎng)的電壓水平；重復(fù)W上過程，直至小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的電壓達(dá)到臨界穩(wěn)定， 小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的電壓達(dá)到臨界穩(wěn)定時(shí)的受電比例即為小地區(qū)弱受端電網(wǎng)在事故后聯(lián) 網(wǎng)情況下的電壓穩(wěn)定約束；
[0025] 步驟1-1-3 ;在電壓穩(wěn)定約束低于正常受電比例的情況下，在正常受電比例的基 礎(chǔ)上通過降低小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的負(fù)荷水平W減小小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的受電比例，通過并 聯(lián)低壓電抗器、調(diào)節(jié)變壓器分接頭、調(diào)整機(jī)端電壓將小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的電壓水平調(diào)整到 0.95P.U.~1.05P.U.;對(duì)小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線設(shè)置相應(yīng)的限制故障，觀察事故后小 地區(qū)弱受端電網(wǎng)的電壓水平；重復(fù)W上過程，直至小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的電壓達(dá)到臨界穩(wěn)定， 小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的電壓達(dá)到臨界穩(wěn)定時(shí)的受電比例即為小地區(qū)弱受端電網(wǎng)在事故后聯(lián) 網(wǎng)情況下的電壓穩(wěn)定約束。
[0026] 所述步驟1-2具體包括W下步驟：
[0027] 步驟1-2-1 ;在正常受電比例下設(shè)置小地區(qū)弱受端電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的限制故障，如果 事故后單回聯(lián)絡(luò)線的潮流滿足熱穩(wěn)定要求，則表明熱穩(wěn)定約束高于正常受電比例，相反則 低于正常受電比例；將線路額定電流轉(zhuǎn)化為額定有功功率的形式，有：
[002引 ?Pw='化Vw XCOS0 (2)
[0029] 式似中，P康示線路額定有功功率，Uw表示線路額定電壓，Iw表示線路額定電流， CM口表示功率因數(shù)，口表示功率因數(shù)角；
[0030] 步驟1-2-2 ;在熱穩(wěn)定約束高于正常受電比例的情況下，在正常受電比例的基礎(chǔ) 上通過升高小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的負(fù)荷水平W增大小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的受電比例，通過并 聯(lián)低壓電容器、調(diào)節(jié)變壓器分接頭、調(diào)整機(jī)端電壓將小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的電壓水平調(diào)整到 0.95P.U.~1.05P.U.;對(duì)小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線設(shè)置相應(yīng)的限制故障，觀察事故后小 地區(qū)弱受端電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的有功功率；重復(fù)W上過程，直至小地區(qū)弱受端電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的有功 功率在事故后達(dá)到熱穩(wěn)極限，小地區(qū)弱受端電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線在事故后達(dá)到熱穩(wěn)極限時(shí)的受電比 例即為小地區(qū)弱受端電網(wǎng)在事故后聯(lián)網(wǎng)情況下的熱穩(wěn)定約束；
[003U步驟1-2-3 ;在熱穩(wěn)定約束低于正常受電比例的情況下，在正常受電比例的基礎(chǔ) 上通過降低小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的負(fù)荷水平W減小小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的受電比例，通過并 聯(lián)低壓電抗器、調(diào)節(jié)變壓器分接頭、調(diào)整機(jī)端電壓將小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的電壓水平調(diào)整到 0.95P.U.~1.05P.U.;對(duì)小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線設(shè)置相應(yīng)的限制故障，觀察事故后小 地區(qū)弱受端電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的有功功率；重復(fù)W上過程，直至小地區(qū)弱受端電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的有功 功率在事故后達(dá)到熱穩(wěn)極限，小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線在事故后達(dá)到熱穩(wěn)極限時(shí)的受電 比例即為小地區(qū)弱受端電網(wǎng)在事故后聯(lián)網(wǎng)情況下的熱穩(wěn)定約束。
[0032] 所述步驟2中，考慮S相永久性短路解列的受電極限滿足電壓穩(wěn)定約束；
[0033] 考慮小地區(qū)弱受端電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線發(fā)生=相永久性短路導(dǎo)致解列的情況，根據(jù)聯(lián)絡(luò)線 回?cái)?shù)不同考慮W下兩種不同的限制故障：
[0034] 1)小地區(qū)弱受端電網(wǎng)經(jīng)單回聯(lián)絡(luò)線受電時(shí)，限制故障為S相永久性短路N-1故 障；
[0035] 2)小地區(qū)弱受端電網(wǎng)經(jīng)雙回聯(lián)絡(luò)線受電時(shí)，限制故障為S相永久性短路N-2故 障。
[0036] 所述步驟2具體包括W下步驟：
[0037] 步驟2-1 ;確定小地區(qū)弱受端電網(wǎng)在無切負(fù)荷措施的情況下，發(fā)生=相永久性短 路解列的電壓穩(wěn)定約束。
[003引步驟2-2 ;確定小地區(qū)弱受端電網(wǎng)在有切負(fù)荷措施的情況下，發(fā)生S相永久性短 路解列的電壓穩(wěn)定約束。
[0039] 所述步驟2-1具體包括W下步驟：
[0040] 步驟2-1-1;在正常受電比例下設(shè)置小地區(qū)弱受端電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的限制故障，如果 在無切負(fù)荷措施的情況下，事故后電壓能夠維持穩(wěn)定，則表明電壓穩(wěn)定約束高于正常受電 比例，相反則低于正常受電比例；
[004U 步驟2-1-2 ;在電壓穩(wěn)定約束高于正常受電比例的情況下，在正常受電比例的基 礎(chǔ)上通過升高小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的負(fù)荷水平W增大小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的受電比例，通過并 聯(lián)低壓電容器、調(diào)節(jié)變壓器分接頭、調(diào)整機(jī)端電壓將小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的電壓水平調(diào)整到 0.95P.U.~1.05P.U.;對(duì)小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線設(shè)置相應(yīng)的限制故障，觀察事故后小 地區(qū)弱受端電網(wǎng)的電壓水平；重復(fù)W上過程，直至小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的電壓達(dá)到臨界穩(wěn)定， 小地區(qū)弱受端電網(wǎng)的電壓達(dá)到臨界穩(wěn)定時(shí)的受電比例即為小地區(qū)弱受端電網(wǎng)在事故