低頻低壓減載方案調(diào)整探析

1、低頻低壓減載方案調(diào)整探析 摘 要 供電質(zhì)量的改善， 對(duì)提升重要用戶供電的可靠 性具有積極意義。低頻低壓減載裝置的設(shè)置，不僅能夠有效 地保證重要用戶的穩(wěn)定供電，而且還能夠及時(shí)地避免因頻率 和電壓下降所引起的供電系統(tǒng)安全事故。本文基于低頻低壓 減載的基本理論，重點(diǎn)分析了江西省某電網(wǎng)低頻低壓減載方 案的調(diào)整情況，以期為促進(jìn)電力系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行提供一 定的指導(dǎo)意義。Abstractthe power quality improvement is of positive significance to improve the reliability of power supply. Low frequ

2、ency load shedding device ， not only can effectively ensure the stability of important users power supply ， but also can avoid the frequency and the voltage drop of power supply system safety accidents caused by the. In this paper， the basic theory of low frequency low voltage load shedding based ，

3、focusing on analysis of Jiangxi province a low-frequency undervoltage load shedding scheme adjustment， in order to provide some guidance for the safe and stable operation of electric power system to promote. 關(guān)鍵詞 低頻低壓；調(diào)整方案；探究inquiry ；0.引言現(xiàn)階段，供電系統(tǒng)的規(guī)模逐漸增大，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)置 也日益復(fù)雜。尤其是負(fù)荷和機(jī)組容量的漸漸增大、交流超高 壓線路的出現(xiàn)以及新型的

4、電力控制裝置的不斷呈現(xiàn)等，既給 電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了良好機(jī)遇，同時(shí)又帶來一定挑 戰(zhàn)?，F(xiàn)代互聯(lián)電力系統(tǒng)的發(fā)展，使得傳統(tǒng)的低頻低壓減載技 術(shù)難以適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)發(fā)展的要求，因而需要對(duì)傳統(tǒng)的方 案進(jìn)行不斷地調(diào)整，才能夠更好地促進(jìn)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定 和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。1. 低頻低壓減載的基本理論分析 低頻低壓減載作為整個(gè)電力系統(tǒng)中的最后一道防線，能 夠有效保證電網(wǎng)不會(huì)受到干擾，且還能夠避免大面積停電事 故的發(fā)生 1 。通常，低頻低壓減載方案分為傳統(tǒng)法、半適應(yīng) 法、自適應(yīng)法以及計(jì)算機(jī)輔助算法。其中，傳統(tǒng)法主要是電力系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)和預(yù) 想事故，然后找出切負(fù)荷點(diǎn)，提出時(shí)延和切負(fù)荷量的相關(guān)科 學(xué)方案。因

5、此，低頻低壓減載傳統(tǒng)法的設(shè)定較為簡單，不需 要配備較為復(fù)雜的繼電器，應(yīng)用較為廣泛。系統(tǒng)的頻率處于 整定值時(shí)，系統(tǒng)中的繼電器就會(huì)相應(yīng)地切除一部分負(fù)荷。此 時(shí)，系統(tǒng)的頻率會(huì)繼續(xù)低于第二輪整定值，且繼電器也會(huì)相 應(yīng)地重復(fù)相關(guān)操作， 直到頻率恢復(fù)正常。 經(jīng)過多次實(shí)踐證明， 傳統(tǒng)法能夠良好地保證切負(fù)荷裝置的運(yùn)行。然而，這種方法 往往會(huì)疏忽對(duì)具體運(yùn)行環(huán)境的考慮，從而極易造成過切現(xiàn) 象，以出現(xiàn)不必要的資源浪費(fèi)。半適應(yīng)法則主要是隨著某一頻率點(diǎn)的頻率變化速度來 確定具體的切負(fù)荷量。如果頻率變化的速度越快，那么系統(tǒng) 需要切除的負(fù)荷就越多。一般而言，半適應(yīng)法的頻率變化率 的測(cè)量點(diǎn)選擇的頻率下降，繼電器的整定方法與傳

6、統(tǒng)法大致 相似。相關(guān)人員可以根據(jù)頻率的變化率來掌握系統(tǒng)功率的缺 額情況，并確定減載量的大小。因此，加強(qiáng)對(duì)頻率變化的測(cè) 量在半適應(yīng)法中顯得非常關(guān)鍵。自適應(yīng)法是根據(jù)簡化的系統(tǒng)頻率響應(yīng)模型，得出頻率變 化的初始值與導(dǎo)致電力系統(tǒng)頻率下降的擾動(dòng)負(fù)荷值的關(guān)系2 。從理論的角度來看，自適應(yīng)法能夠較為準(zhǔn)確地計(jì)算出切 負(fù)荷的值，但是自適應(yīng)法是在簡化系統(tǒng)頻率響應(yīng)模型的基礎(chǔ) 上進(jìn)行計(jì)算的，因而需要乘以相關(guān)的修正系數(shù)。雖然自適應(yīng) 法能夠極大地改善電力系統(tǒng)的低頻減載性，但是由于無法預(yù) 知簡化頻率響應(yīng)模型對(duì)切負(fù)荷的影響，且系統(tǒng)發(fā)電機(jī)在退出 時(shí)，電力系統(tǒng)的慣性系數(shù)常常會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致計(jì)算的 結(jié)果與實(shí)際情況不相符合。計(jì)算

7、機(jī)輔助算法是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的成果?；ヂ?lián)網(wǎng)環(huán) 境下信息數(shù)據(jù)的采集速度不斷加快，從而顯著地提高了電力 系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化程度。工作人員通過對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 中的信息進(jìn)行全面地分析，并采用科學(xué)的算法，從而可以選 擇最優(yōu)化的負(fù)荷方案。比如，遺傳算法、模糊控制算法以及 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等，是常見的輔助算法。2. 低頻減載方案的調(diào)整具體探究2.1 低頻減載的基本要求 經(jīng)過長期的電壓運(yùn)行試驗(yàn)，我國已經(jīng)出臺(tái)了與頻率電壓 相關(guān)的詳細(xì)指導(dǎo)規(guī)則。其中， 電力系統(tǒng)自動(dòng)低頻減負(fù)荷技 術(shù)規(guī)定 3 ，中提出，當(dāng)自動(dòng)低頻減負(fù)裝置啟動(dòng)后，系統(tǒng)穩(wěn) 定運(yùn)行的頻率恢復(fù)至少要超過 50Hz 水平。如果系統(tǒng)所承擔(dān) 的負(fù)荷過大，那么極易出現(xiàn)

8、系統(tǒng)頻率過調(diào)的現(xiàn)象。在實(shí)際的 運(yùn)行過程中， 如果因?yàn)楦鞣N因素的影響， 出現(xiàn)功率缺額現(xiàn)象， 可能會(huì)對(duì)負(fù)荷進(jìn)行相應(yīng)地切除，并對(duì)系統(tǒng)部分的功能進(jìn)行保 留。同時(shí)，在特定的情況下，系統(tǒng)的頻率出現(xiàn)下降時(shí)，則應(yīng) 該盡量地保證系統(tǒng)低頻值所經(jīng)歷的時(shí)間大小。其中，機(jī)組中 的自動(dòng)低頻保護(hù)會(huì)與電網(wǎng)間的聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行調(diào)解，并及時(shí)地保 證機(jī)組的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該保證最高運(yùn) 行的電壓不能超過系統(tǒng)的額定電壓，最低電壓不能對(duì)電力系 統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境造成一定影響。空載線路在充電的過程中，衰 減后線路末端的電壓會(huì)自動(dòng)地降低。此時(shí)，整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn) 行的持續(xù)時(shí)間應(yīng)該要小于 20 分鐘。低頻減載方案的整體原則應(yīng)該是：當(dāng)外部的電源

9、輸入電 網(wǎng)之后，省網(wǎng)內(nèi)部的低頻減載動(dòng)作會(huì)自動(dòng)地恢復(fù)到頻率運(yùn)行 的正常狀態(tài)，同時(shí)也會(huì)適當(dāng)?shù)乇Ａ粢欢ㄔ６取Ｕ麄€(gè)省內(nèi)區(qū)域 的電網(wǎng)事故在解列之后，低頻減載動(dòng)作會(huì)繼續(xù)恢復(fù)正常運(yùn)行 狀態(tài)。 2.2 低頻減載方案探究通常來說，電力系統(tǒng)傳統(tǒng)的低頻減載方法會(huì)存在一些缺 陷。如，整個(gè)系統(tǒng)中的負(fù)荷模型沒有考慮電壓對(duì)負(fù)荷的影響。 因?yàn)樵陔娏ο到y(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程中，有功功率會(huì)對(duì)電力系統(tǒng) 的頻率造成一定的干擾，從而容易出現(xiàn)偏移的現(xiàn)象，同時(shí)也 會(huì)對(duì)電壓產(chǎn)生不利影響。此時(shí)，在動(dòng)態(tài)的過程中， ZIP 負(fù)荷 模型的使用，都會(huì)對(duì)系統(tǒng)發(fā)生故障后的負(fù)荷水平造成負(fù)面影 響，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)頻率的動(dòng)態(tài)過程。傳統(tǒng)的大多數(shù)低頻 減載方案都沒有將

10、發(fā)電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)列入研究對(duì)象中，多采 用的是切負(fù)荷量和負(fù)荷調(diào)節(jié)對(duì)缺額的功率進(jìn)行補(bǔ)償。電力系 統(tǒng)在頻率的下降過程中的有功出力會(huì)隨著時(shí)間的變化而不 斷地增加 4 。因此，在對(duì)低頻減載方案進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候，系 統(tǒng)各個(gè)動(dòng)作的運(yùn)行不僅要考慮負(fù)荷頻率的調(diào)節(jié)因素，而且還 要卡了發(fā)電機(jī)對(duì)電力系統(tǒng)頻率的調(diào)節(jié)作用。如果電力系統(tǒng)要 正常運(yùn)行，就應(yīng)該根據(jù)實(shí)際運(yùn)行環(huán)境對(duì)低頻減載方案進(jìn)行不 斷地優(yōu)化。目前，大多數(shù)的發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)所采用的改善方法為單 機(jī)模型分析法（如下圖 1 所示）。電力系統(tǒng)中頻率的主要特征與負(fù)荷的功率息息相關(guān)。在 對(duì)低頻減載進(jìn)行整定的過程中，需要保持首輪動(dòng)作頻率和最 低頻率以及級(jí)差等保持一致，且在對(duì)每一輪

11、的減載量進(jìn)行計(jì) 算的過程中，應(yīng)該從仿真的角度對(duì)系統(tǒng)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)系 統(tǒng)自動(dòng)地低頻減負(fù)裝置的動(dòng)作在運(yùn)行時(shí)，需要對(duì)不同級(jí)差的 啟動(dòng)負(fù)荷進(jìn)行切除。系統(tǒng)需要引入恢復(fù)級(jí)，以保證整個(gè)電力 系統(tǒng)的頻率能夠恢復(fù)到正常水平。同時(shí)，恢復(fù)級(jí)可以依照實(shí) 際的時(shí)延情況，劃分為若干不同的等級(jí)。簡單地說來，電力 系統(tǒng)的啟動(dòng)頻率相同，但是系統(tǒng)的動(dòng)作時(shí)延可以出現(xiàn)不同。 當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障之后，工作人員要考慮分區(qū)頻率特性差 異對(duì)低頻減載方案的影響。低頻減載方案的設(shè)計(jì)應(yīng)該與當(dāng)?shù)?全網(wǎng)頻率的安全和片網(wǎng)頻率的安全性相聯(lián)系。因此，在實(shí)際 的低頻減載方案的調(diào)整過程中，應(yīng)該要對(duì)能夠滿足全網(wǎng)頻率 安全的低頻減載方案進(jìn)行分析和計(jì)算。同時(shí)，根據(jù)

12、各個(gè)片網(wǎng) 的運(yùn)行頻率特征，計(jì)算出相應(yīng)的能夠滿足片網(wǎng)頻率安全的低 頻減載方案。其次，工作人員還要從全網(wǎng)低頻減載的調(diào)整角 度出發(fā)，對(duì)各個(gè)片網(wǎng)的低頻減載方案進(jìn)行調(diào)整，并能夠最大 程度地滿足系統(tǒng)的良好運(yùn)行。最后，工作人員還應(yīng)該將調(diào)整 后的低頻減載方案進(jìn)行仿真校核，以考察該方案是否會(huì)對(duì)實(shí) 際的電力系統(tǒng)運(yùn)行造成不利影響。3. 結(jié)語綜上所述，低頻低壓減載是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行 的有效手段。因此，在實(shí)際的電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，各地區(qū)要充分地結(jié)合本地的實(shí)際情況，制定科學(xué)的調(diào)整方案，以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。同時(shí)，低頻低壓減載調(diào)整方案的制定需要從整體著眼，且兼顧局部，才能夠有效地提升供 電質(zhì)量?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1王研 .寧東電網(wǎng)低頻低壓減載方案調(diào)整分析 .寧夏電 力.2011，12（06）.2楊衛(wèi)東，莊侃沁，徐泰山，曹路，宋曉芳，黃志龍， 董宸，尹玉君 .華東電網(wǎng)低頻低壓減載方案研究 .華東電 力.2009，10（06）.3 周霞，羅凱明，李威