摘要:隨著電網網架結構的不斷壯大,電網的安全可靠運行變的越來越重要,安全穩定控制裝置在電網的應用,極大的保證了電網的安全可靠運行。文中從安全穩定控制裝置的發展歷程、分類、功能、安裝配置、通信連接等方面,簡述安全穩定控制裝置在電力系統的應用。
關鍵詞:電力系統,系統運行,安全穩定控制裝置
前言
1 電力系統
電力系統的主體結構有電源(水電站、火電廠、核電站等發電廠),變電所(升壓變電所、負荷中心變電所等),輸電、配電線路和負荷中心。各電源點還互相聯接以實現不同地區之間的電能交換和調節,從而提高供電的安全性和經濟性。
2 系統運行
系統運行指系統的所有組成環節都處于執行其功能的狀態。電力系統的基本要求是保證安全可靠地向用戶供應質量合格、價格便宜的電能。所謂質量合格,就是指電壓、頻率、正弦波形這 3個主要參量都必須處于規定的范圍內。電力系統的規劃、設計和工程實施雖為實現上述要求提供了必要的物質條件,但最終的實現則決定于電力系統的運行。實踐表明,具有良好物質條件的電力系統也會因運行失誤造成嚴重的后果。例如,1977年7月13日,美國紐約市的電力系統遭受雷擊,由于保護裝置未能正確動作,調度中心掌握實時信息不足等原因,致使事故擴大,造成系統瓦解,全市停電。事故發生及處理前后延續25小時,影響到900萬居民供電。據美國能源部最保守的估計,這一事故造成的直接和間接損失達3.5億美元。60~70年代,世界范圍內多次發生大規模停電事故,促使人們更加關注提高電力系統的運行質量,完善調度自動化水平。
3 安全穩定控制裝置的應用
3.1 安全穩定控制裝置的發展歷程
隨著國家經濟的高速發展,用戶負荷的不斷增長,電網作為輸送和分配電能的中間環節,亦在不斷的發展、不斷的改進,以滿足用戶的需求。
20世紀80年代,我國以行政區劃分為基礎逐步發張,開始形成區域電網。安全穩定控制裝置僅具有簡單的低頻、低壓等功能作為第3道防線。2003年形成全國聯網的基本框架,兼具第2道、第3道防線的大區域穩定控制裝置開始應用。
3.2 安全穩定控制裝置的分類
安全穩定控制裝置可分位就地型、區域型、混合型。
就地型:根據電力系統中某一地方的就地信息進行判別,一旦滿足設定的啟動、動作值時發出動作命令;在切除部分負荷后,再次對就地信息進行判別,如有需要繼續切除負荷,直至系統正常運行,實現電力系統的第3道防線。
區域型:電力系統第2道防線是允許切除電源或負荷,以保證系統的穩定運行。要實現這個功能,首先要根據控制范圍,收集控制范圍內電網網架結構的實時運行信息,根據實時運行情況,與目前情況下能保證系統正常運行的參數進行比較,根據比較結果做出相應的選擇,通常通過區域型安全穩定控制裝置實現。區域型安全穩定控制裝置,能通過預先設置好的穩控策略,當發生故障時,及時切除負荷,保證電網的正常運行。隨著電網網架結構的不斷變化,穩控策略需不斷的及時更新,才能更為有效的保證系統運行安全。
混合型:隨著電網網架結構的不斷變化,電力系統的第2道防線和第3道防線,很多情況下,在一個系統或裝置上實現。區域性安全穩定控制裝置具備遠方功能的同時,具備就地聯切功能,可以克服就地型和區域型安全穩定控制裝置單獨使用時的不足。
3.3 安全穩定控制裝置的功能
以廣東電網為例,截止2012年初,廣東電網共設置1個中調管理主站、2個控制主站、12個控制子站及其所屬的59個切機切負荷執行站。
廣東穩定控制主站:在南方電網交直流系統發生嚴重故障時,由南方電網調管的控制站穩控裝置進行判斷和計算切負荷量,通過南網設在廣東的南網控制主站將需要切的負荷量下發廣東控制主站,廣東控制主站根據所帶各控制子站的靈敏度進行分配并下發至各控制子站。
廣東穩定控制子站(500kV變電站):收集控制子站內500kV線路、220kV線路、主變運行狀況及負荷量,并上送廣東穩定控制主站;當站內主變、500kV線路、220kV線路發生故障,或接收到廣東穩定控制主站下發聯切負荷量,穩控子站裝置進行判斷和計算切負荷量,根據收集到的所帶各執行站上傳負荷量,下發聯切負荷只各執行站。
廣東穩定控制執行站(220kV變電站):收集控制執行站內220kV線路、110kV線路、主變運行狀況及負荷量,并上送廣東穩定控制子站;當站內主變、220kV線路、110kV線路發生故障,或接收到廣東穩定控制子站下發聯切負荷量,穩控執行站裝置進行判斷和計算切負荷量,聯切站內各220kV線路、110kV線路、主變變低。
110kV及以下電壓等級電網變電站由低頻低壓減載裝置實現。
3.4 安全穩定控制裝置的安裝配置
就地型:就地型安全穩定控制裝置一般是單套配置,若是重要廠站亦可采用雙套配置。
區域型:區域型安全穩定控制裝置,穩控主站、穩控子站按雙套配置,執行站按單套配置。
1)穩控主站,主機單獨組屏安裝在廠站繼保室或計算機室,復用通信接口屏安裝至通信室。
2)穩控子站,根據廠站繼保室的分布情況,分為集中式和分散式安裝。繼保室集中布置,不設繼保小室,則穩控主機和從機裝置組屏1面、從機裝置組屏1面安裝在繼保室,復用通信接口裝置、通道錄波裝置組屏安裝在通信室。繼保室分散布置,設繼保小室,則穩控主機,單獨組屏安裝至主控樓計算機室,穩控從機,單獨組屏安裝至各繼保小室,復用通信接口裝置、通道錄波裝置組屏安裝在通信室。
3)穩控執行站,執行站一般是安裝在220kV變電站,220kV變電站一般采用繼保室集中布置。穩控主機和從機裝置組屏1面、從機裝置組屏1面安裝在繼保室,復用通信接口裝置組屏安裝在通信室。
混合型:現階段的區域型安全穩定控制裝置,均具備就地及遠方功能,混合型安全穩定控制裝置的配置方式與區域型安全穩定控制裝置一致。
3.5 安全穩定控制裝置的通信連接
就地型:就地型安全穩定控制裝置無需與其它廠站建立通信連接。
區域型:穩控主站與穩控子站建立通信連接,穩控子站與執行站建立通信連接,通信連接通道均采用復用2M通道,穩控系統連接示意。
4 結束語
安全穩定控制裝置在電力系統的應用,為我國各電壓等級電網的安全穩定運行提供了極大的安全保證。下一代的安全穩定控制裝置將繼續朝著網絡化、智能化、廣域化的方向發展,在具有很強的信息處理和分析能力的同時,能與其它裝置有良好的互換性和互操性,協調控制系統的穩定問題。在穩控策略方面,將向多系統協調、有優化能力和自適應控制能力的方向發展。安全穩定控制裝置將發展成為一個理想的“實時計算”、“實施匹配”的廣域、協調穩定控制系統。
5 參考文獻:
[1] 宋錦海,李雪明,姬長安,等.安全穩定控制裝置的發展現狀及展望[J].電力系統自動化,2005,29(23).
[2] 廣東電網電力調度控制中心文件.關于印發《2012年廣東主網穩控系統策略研究、改造方案暨設計聯絡會會議紀要》的通知. 廣電調控方[2012]10號.
[3] 廣東電網電力調度控制中心文件.關于印發《廣東電力系統安全自動裝置標準化設計要求(2010年版)》的通知.廣電調方〔2010〕187號.
[4] 廣東電網公司部門文件. 關于印發《安自裝置二次回路接線設計規范》及《安自裝置及其相關二次回路作業風險控制要求》的通知. 廣電運部〔2011〕23號.
[5] 廣東電網公司部門文件. 關于印發《廣東電力系統安全自動裝置端子排標準化設計》的通知. 廣電運部〔2011〕106號.
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