电力系统自动装置原理课程设计--低频减载装置的设计

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1、 电力系统自动装置电力系统自动装置 课程设计课程设计 低频减载装置的设计低频减载装置的设计 学学 号：号： 姓姓 名：名： 2012 年 11 月 19 日 - I - 目 录 引 言 错误错误!未定义书签。未定义书签。 第 1 章 课题设计概述 2 1.1 课题研究的背景及意义 . 2 1.2 国内外研究现状 3 第 2 章 低频减载硬件设计 5 理论分析及具体设计过程 5 第 3 章 低频减载装置软件设计 12 参考文献 错误错误!未定义书签。未定义书签。 - 2 - 第 1 章 课题设计概述 1.1 课题研究的背景及意义 电力系统安全稳定导则将电力系统的扰动分为三类：第一类为常见的普通故

2、 障，要求系统在承受此类故障时能保持稳定运行与正常供电；第二类故障为出现概率 较低的较严重的故障，要求系统在承受此类故障时能保证稳定运行，但允许损失部分 负荷；第三类故障为罕见的严重复杂故障，电力系统在承受此类故障时，如不能保持 系统稳定运行，则必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。 针对上述三种情况所采取的措施，即所谓保证安全稳定的三道防线。其中第三道 防线就是要保证电力系统在严重复杂的故障下，防止事故扩大，防止导致长时间的大 范围停电，以免造成巨大经济损失和社会影响。这也是设置第三道防线的意义。 系统的扰动往往造成发电、用电功率的不平衡。调节系统功率不平衡主要有两种 措施：增加功率输入或裁切

3、负荷”1。如果事故发生出现功率缺额时，系统旋转备用容 量将积极、尽可能快的阻止系统崩溃，这一方案称为低频调速控制。低频调速控制必 须在系统频率刚开始下降时动作，并且是一种独立于能量管理系统(EMs)地区性的控 制。但当系统发生严重事故，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控制。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，维持整个 电网的稳定运行，防止系统崩溃的主要手段。 - 3 - 1.2 国内外研究现状 目前国内外较多选用的是常规的反映频率绝对值原理的低频减载装置。为防止误 动，传统的采

4、用动作后带延时防止误动，而延时措施在电网有功功率缺额引起频率下 降时，必然出现消极等待频率下降到动作值以下，再经过一段延时才能减载。当延时 到达时，电网实际频率已下降到动作频率值以下，下降的深度视频率变化率的大小而 定。频率不断下降的后果，可能突破电网的最后一道防线，导致电网频率崩溃，引起 全网瓦解性大停电事故。 电网有功功率缺额愈大， 频率下降速度愈快， 频率下降愈深， 严重影响抑制电网频率下降的实际效果，最后导致频率崩溃，造成大面积停电事故。 国外如 1977 年美国纽约大停电事故，造成直接经济损失 3.5 亿美元。国内也曾出现多 次因低频减载装置配置和运行维护不当，发生大停电事故。如贵州

5、电网“86”事故及 广州电网“92。”事故，其直接经济损失均达数百万元以上。以上事故教训告诉人们， 要求现代电网中采用新型低频快速减载装置来避免频率崩溃事故的发生已势在必行。 防止电力系统频率崩溃事故有效的措施就是采用低频自动减载和解列装置，在系 统频率下降时及时切除足够数量较次要的负荷，或在合适的点上将系统解列，以保证 系统的安全稳定运行，并保证重要负荷供电。国内外几乎所有的电网都采取了低频减 载措施，做为安全运行的最后一道防线。前苏联早在 20 世纪 40 年代就采取了低频减 载措施。 我国在 50 年代即开始在电力系统中使用低频减载装置。 考虑低频减载方案时， 应从以下几点出发:： 1

6、在各种运行方式和功率缺额下有效地防止系统频率下降至系统安全运行的最低 频率值，即频率危险点； - 4 - 2 使系统尽快恢复至 49.550Hz之间或低频减载装置首轮动作值和 50Hz之间， 无超调和悬停现象； 3 在保证恢复系统稳定性和不越过系统安全运行频率点的前提下切除的负荷尽可 能少； 4联络线传输功率不过载，结点电压不越限； 5应能保证解列后的各孤立子系统也不发生频率崩溃。 针对以上要求，低频减载方案的整定成为研究重点，其中切负荷量和切负荷点以及动 作时间的选择是衡量减载方案的关键。 基于近 50 年以来减负荷的研究可将低频减载方 案大致分为以下几类：传统法、半适应法、自适应法以及计算辅助算法。 - 5 - 第第 2 章章 低频减载装置硬件设计低频减载装置硬件设计 2. 理论分析及具体设计过程 21 硬件系统总体概述 图 1 硬件总体框图 现代电力系统系统十分复杂， 各种事故的发展变化难以事先预见。 在这种情况下， 如果低频减负荷的轮数不多，往往难以取得很好的效果。因此增加动作轮数和缩小各 轮之间的级差成为电力系统运行部门的现实要求，这对低频