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電力系統(tǒng)平安自動裝置的概念及作用張保會西安交通大學

2006/04/15精選ppt參考教材袁季修編書號:TM712/6題名電力系統(tǒng)平安穩(wěn)定控制中國電力出版社李光琦編書號:TM711/6(95)題名電力系統(tǒng)暫態(tài)分析水利電力出版社王梅義編書號:TM71/1題名大電網(wǎng)系統(tǒng)技術水利電力出版社[蘇]M.A.別爾柯維奇編書號:T664/8題名電力系統(tǒng)平安自動裝置水利電力出版社沈善德編書號:T667/44題名現(xiàn)代電力系統(tǒng)的保護和平安自動裝置水利電力出版社劉笙編書號:TM712/5題名電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的能量函數(shù)分析上海交通大學出版社韓禎祥編書號:TM76/4題名電力系統(tǒng)自動控制水利電力出版社精選ppt學習報告提綱要求:請根據(jù)自己對該課程的學習體會,結(jié)合以下幾個方面,寫出不少于2萬字的讀書報告,并于9月10日前交來。

一、簡述電力系統(tǒng)平安自動裝置的根本概念和分類。二、簡述電力系統(tǒng)同步穩(wěn)定性及提高穩(wěn)定性的措施。三、舉例說明李雅普諾夫直接法及其在暫態(tài)穩(wěn)定性估計中的應用。四、以單機無窮大母線系統(tǒng)為例,說明實時預測暫態(tài)不穩(wěn)定的計算方法及控制量實時算法。五、陳述多機電力系統(tǒng)緊急控制方法及存在的主要困難。精選ppt目錄電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)電力系統(tǒng)平安自動裝置的概念從國際大停電事故看平安自動裝置的重要性目前平安自動裝置的配置及存在的問題我國電網(wǎng)開展對平安自動裝置的要求電力系統(tǒng)廣域運行信息及其可能的應用精選ppt電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)〔1〕電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)

精選ppt電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)〔2〕電力系統(tǒng)異常運行狀態(tài):不等式約束局部不滿足;防止或調(diào)控消除異常狀態(tài);主要依靠平安自動裝置。電力系統(tǒng)故障狀態(tài):局部等式和不等式約束不滿足;切除故障元件消除故障,使系統(tǒng)過渡到正常狀態(tài)。主要依靠繼電保護。精選ppt電力系統(tǒng)平安自動裝置的概念〔1〕概念反響電力系統(tǒng)及其部件運行異常,并能自動控制其在盡可能短的時間內(nèi)恢復到正常運行狀態(tài)的控制裝置或系統(tǒng)??赡艿南到y(tǒng)或元件不正常狀態(tài):因為切除故障或誤動造成的發(fā)電功率與輸用電功率不平衡??刹捎脗溆秒娫椿蛟O備自動投如、事故緊急減出力、抽水改發(fā)電、水輪發(fā)電機自動啟動或調(diào)相改發(fā)電等,快速保持穩(wěn)態(tài)發(fā)輸電能力與用電需求的平衡。精選ppt電力系統(tǒng)平安自動裝置的概念〔2〕1、保持供電連續(xù)性和輸電能力的自動重合閘裝置:母線重合閘、變壓器重合閘、線路重合閘保證供電連續(xù)性的:單側(cè)電源的重合閘保持輸電能力的重合閘:雙側(cè)電源線路重合閘盡快恢復供電、輸電設備的運行,盡量減少網(wǎng)絡拓撲的變化,盡快恢復網(wǎng)絡暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)輸電能力;同時考慮減少重合于永久故障時系統(tǒng)產(chǎn)生的不平衡能量,提高暫態(tài)穩(wěn)定能力。精選ppt電力系統(tǒng)平安自動裝置的概念〔3〕2、保持穩(wěn)態(tài)輸電能力與輸電需求的平衡過負荷控制與報警:根據(jù)離線計算和運行經(jīng)驗某些元件跳開后輸電能力缺乏肯定過負荷時,采用連鎖切機、切負荷,遠方切機、切負荷等。當難于有明顯的唯一措施時,報警由運行人員控制。3、用于保持動態(tài)輸電能力和輸電需求的平衡暫態(tài)穩(wěn)定控制:邏輯式連鎖切機、切負荷;利用局部量的穩(wěn)定性預測與緊急控制裝置;基于離線或在線計算的區(qū)域性穩(wěn)定控制系統(tǒng);精選ppt電力系統(tǒng)平安自動裝置的概念〔4〕4、保持頻率在平安范圍內(nèi)的自動裝置當發(fā)電能力過?;蛉狈r,系統(tǒng)頻率會升高或降低,參見負荷的頻率特性和調(diào)速器的調(diào)頻特性。在動態(tài)過程中,一般采用頻率繼電器控制切負荷和發(fā)電機,如低周減載、高周切機等保持頻率的動態(tài)平衡。通過頻率及其變化率的定值,繼電器執(zhí)行控制。在系統(tǒng)中如何配置和配合頻率繼電器,是主要問題;保安的高周波切機與系統(tǒng)頻率控制的切機是不同的。精選ppt電力系統(tǒng)平安自動裝置的概念〔5〕5、保持無功功率緊急平衡的自動控制裝置防止擾動后無功不平衡、電壓不合格,設置電壓緊急控制裝置。常見的有:強行勵磁、電容器強補;切除并聯(lián)電抗器、切負荷〔低壓減載〕。精選ppt電力系統(tǒng)平安自動裝置的概念〔6〕6、失步解列裝置將失步后的系統(tǒng)解列成幾個獨立的子系統(tǒng),并能讓各子系統(tǒng)盡可能功率平衡,通過控制保持或恢復到穩(wěn)定運行狀態(tài)。失步解列裝置:直接或間接反響失步系統(tǒng)間的功角,當確實失步后,跳開失步系統(tǒng)間的聯(lián)絡線〔斷面〕。配合:低周減載、低壓減載、高周切機等,保持或恢復子系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。精選ppt從大停電事故看平安自動裝置重要性〔1〕國外03年發(fā)生的大停電事故-特大停電事故是現(xiàn)代社會的災難國家發(fā)生時間事故名稱事故后果美國2003.8.14北美東部網(wǎng)損失負荷61.8GW,停電8州1省5000萬人,停電面積24000平方公里,最長停電29小時,損失300億美元。瑞典丹麥

2003.9.23瑞典-丹麥停電1800MW,影響500萬人用電,停6.5小時意大利2003.9.28意大利6,400MW的功率缺額,最后導致頻率崩潰,停電19小時。英國2003.8.28倫敦地鐵停電724MW,影響41萬用戶,50萬乘客被困,停電37分鐘~1小時馬來西亞

2003.9.1馬來西亞馬來西亞北方5個州發(fā)生大停電事故,停電持續(xù)約4個小時。精選ppt從大停電事故看平安自動裝置重要性〔2〕美國發(fā)生的其它大停電事故-預防特大停電事故是對現(xiàn)代科學技術的挑戰(zhàn)事故名稱時間后果美國東北部大停電1965.11.9最長停電時間達13h,影響居民3000萬人,直接經(jīng)濟損失達1億美元。紐約大停電事故1977.7.13停電時間達25h,停電引起貧民區(qū)縱火與搶劫,華爾街計算機停電,損失價值超過百萬人小時。美國西部網(wǎng)大停電1994.12.14系統(tǒng)解列成東西南北四個大島,事故影響到14個州200萬人的用電。美國西部網(wǎng)大停電1996.7.2系統(tǒng)解列成五個孤島,事故影響14個州200萬用戶美國西部網(wǎng)大停電1996.8.10系統(tǒng)解列成四個孤島,事故影響9個州750萬用戶精選ppt從大停電事故看平安自動裝置重要性〔3〕大停電的直接原因分析:在局部元件停運檢修狀態(tài)下,局部發(fā)生故障;故障切除后運行狀態(tài)轉(zhuǎn)移中局部輸電元件運行異?;虮Wo誤動;后備保護和自動裝置切除過載的輸電元件;連鎖過載被切除后的輸電通道轉(zhuǎn)移及系統(tǒng)不穩(wěn)定;輸電網(wǎng)絡被大面積的無序斷開后低周波、低電壓、高周波等自動裝置分散動作使系統(tǒng)崩潰。精選ppt目前平安自動裝置的配置及存在的問題〔1〕精選ppt目前平安自動裝置的配置及存在的問題〔2〕精選ppt目前平安自動裝置的配置及存在的問題〔3〕精選ppt目前平安自動裝置的配置及存在的問題〔4〕精選ppt目前平安自動裝置的配置及存在的問題〔5〕精選ppt目前平安自動裝置的配置及存在的問題〔6〕精選ppt目前平安自動裝置的配置及存在的問題〔7〕精選ppt目前平安自動裝置的配置及存在的問題〔8〕大停電事故的啟示:任意堅強的網(wǎng)絡都存在較薄弱的運行方式和嚴重的運行狀態(tài);跟蹤運行方式和適應運行狀態(tài)的實時控制系統(tǒng)是不可缺或的;分散安裝、獨立動作的自動裝置可能保護電網(wǎng),也可能切跨電網(wǎng);電網(wǎng)主網(wǎng)架結(jié)構的不平安,是大停電事故的直接原因;電網(wǎng)的無序解列、開斷造成了恢復的困難。精選ppt目前平安自動裝置的配置及存在的問題〔9〕可吸取的教訓:元件的故障或擾動,在局部系統(tǒng)內(nèi)部采取措施來消除,影響,不使其擴散到局部系統(tǒng)外;區(qū)域系統(tǒng)之間輸電斷面上的故障,切除故障元件后盡量保持輸電斷面的完整性;反響元件運行異常的保護應與系統(tǒng)的平安自動裝置協(xié)調(diào)動作,保證網(wǎng)絡連接的強壯性,盡量滿足輸電能力與輸電需求的平衡,切不可獨立、無序亂動;互聯(lián)系統(tǒng)失穩(wěn)后,應按功率盡可能平衡的原那么有序解列,防止大面積停電,并有利快速恢復。精選ppt我國電網(wǎng)開展對平安自動裝置的要求〔1〕0200220219.5億千瓦中國:世界第二美國:世界第一精選ppt我國電網(wǎng)開展對平安自動裝置的要求〔2〕2021年西電東送方案京津唐長江三角洲珠江三角洲傳輸功率1.2億千瓦500kv220kv330kv火電廠水電廠核電廠變電站精選ppt我國電網(wǎng)開展對平安自動裝置的要求〔3〕西北華北東北山東川渝華中華東南方福建海南西藏ACBacktobackorDCBacktobackACACDC3DCACDCACBacktobackDCBacktoback

seacable2003.9聯(lián)網(wǎng)新疆中國大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)根本框架精選ppt我國電網(wǎng)開展對平安自動裝置的要求〔4〕第一道防線:高速、準確地切除故障元件的繼電保護和反響被保護設備運行異常的保護被我國超高壓電網(wǎng)普遍采用的裝備利用被保護元件兩端的盡可能簡單的信息;超高壓系統(tǒng)主保護動作速度10-25毫秒;超高壓系統(tǒng)主保護動作正確率99.82%;正在研究、未來可能裝備電網(wǎng)的保護利用被保護元件單端或兩端故障暫態(tài)信息的繼電保護主保護動作速度2-5毫秒以盡可能快的速度、在盡可能小的范圍內(nèi)切除故障,減少系統(tǒng)產(chǎn)生的不平衡能量精選ppt我國電網(wǎng)開展對平安自動裝置的要求〔5〕第二道防線:保障電網(wǎng)平安運行的平安自動裝置自動重合閘裝置:除減少重合于永久故障時系統(tǒng)不平衡能量外,盡量減少網(wǎng)絡拓撲的變化,盡快恢復網(wǎng)絡輸電能力;備自投、事故減出力、自動切負荷、抽水改發(fā)電等:快速保持穩(wěn)態(tài)發(fā)輸電能力與用電需求的平衡。過負荷控制:連鎖切機、切負荷,遠方切機、切負荷等。保持穩(wěn)態(tài)輸電能力與輸電需求的平衡。暫態(tài)穩(wěn)定控制:邏輯式連鎖切機、切負荷;利用局部量的穩(wěn)定性預測與緊急控制裝置;基于離線或在線計算的區(qū)域性穩(wěn)定控制系統(tǒng);用于保持動態(tài)輸電能力和輸電需求的的平衡。精選ppt我國電網(wǎng)開展對平安自動裝置的要求〔6〕第三道防線:失步解列與頻率、電壓控制失步解列:在互聯(lián)電網(wǎng)失去同步后,在預定的地點解列,以求各子網(wǎng)能獨立滿足供電需求。頻率控制:通過低周減載、開啟備用機組等滿足頻率要求,通過高周切機保證頻率穩(wěn)定、機組平安。電壓和無功控制:通過低壓減載和增發(fā)無功維持電壓水平,防止電壓崩潰。爭取各自平衡,盡量減少對用戶的損失,維持各子網(wǎng)的平安,創(chuàng)造并網(wǎng)條件。精選ppt我國電網(wǎng)開展對平安自動裝置的要求〔7〕市-省級電網(wǎng)省大區(qū)電網(wǎng)我國電網(wǎng)規(guī)模升級與穩(wěn)定破壞事故精選ppt我國電網(wǎng)開展對平安自動裝置的要求〔8〕“三道防線〞建設中應該加強的研究:采用最正確重合閘技術,減少第二次故障沖擊、盡可能減少網(wǎng)絡結(jié)構和潮流的變化,維持穩(wěn)態(tài)輸電能力、提高暫穩(wěn)極限。構建輸電斷面或網(wǎng)絡的輸電能力保護,協(xié)調(diào)和優(yōu)化在元件運行異常、特別是線路過負荷后采取的網(wǎng)絡切換,保證網(wǎng)絡的穩(wěn)態(tài)傳輸能力與負荷的平衡,防止元件連鎖過載被切除。研制自適應電力系統(tǒng)模型和參數(shù)的暫態(tài)穩(wěn)定預測與緊急控制系統(tǒng),提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定極限,增加網(wǎng)絡的輸電能力。研究自適應的失步解列與快速恢復控制系統(tǒng),減少停電容量和停電時間。精選ppt電力系統(tǒng)廣域運行信息及其可能的應用〔1〕1、電力系統(tǒng)廣域穩(wěn)態(tài)運行信息電力系統(tǒng)地域的廣袤性、電力設備的眾多性、電能傳輸?shù)目焖傩砸约半娔軐崟r的平衡特性,決定了反響電力設備運行狀態(tài)和電力系統(tǒng)運行方式的實時信息系統(tǒng),是保障電力系統(tǒng)平安、可靠和經(jīng)濟運行的根底系統(tǒng)。經(jīng)過幾十年與電網(wǎng)建設同步的開展,基于五級SCADA靜態(tài)信息采集系統(tǒng)的電力調(diào)度自動化系統(tǒng)已經(jīng)建立,支撐著現(xiàn)代的電力生產(chǎn)。這些信息反響電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運行情況,以分層分布式信息流結(jié)構,數(shù)據(jù)更新周期為秒鐘級。精選ppt電力系統(tǒng)廣域運行信息及其可能的應用〔2〕2、電力市場信息支持系統(tǒng)電力市場化改革后,電能的商品屬性日漸凸現(xiàn),表達電能價值、價格的實時經(jīng)濟信息成為決定電能交易的決定性信息。因為電能在物理上的實時平衡特性,使得電能平安運行與經(jīng)濟交易互相制約、密不可分。同時表征二者特性的信息系統(tǒng),成為市場環(huán)境下電力系統(tǒng)生產(chǎn)運行的根底信息系統(tǒng)。這些信息反響電力市場的交易、電價、電費和電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運行情況,以分層分布式信息流和點到點的信息流結(jié)構,數(shù)據(jù)更新周期為秒鐘級。精選ppt電力系統(tǒng)廣域運行信息及其可能的應用〔3〕3、電力系統(tǒng)廣域動態(tài)運行信息描述電力設備及電力系統(tǒng)動態(tài)行為的信息,利用這些信息可以掌握和預計電力系統(tǒng)的動態(tài)變化規(guī)律,通過施加適當?shù)目刂?,調(diào)控電力系統(tǒng)向預定的目標變化。例如:具有同步時鐘、同時測量的電壓、電流、功率和功角信息及其高速的傳遞網(wǎng)

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