安全自動(dòng)裝置概念及作用

電力系統(tǒng)平安自動(dòng)裝置的概念及作用張保會(huì)西安交通大學(xué)

2006/04/15精選ppt參考教材袁季修編書號(hào)：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(hào)：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(hào)：TM71/1題名大電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)水利電力出版社[蘇]M.A.別爾柯維奇編書號(hào)：T664/8題名電力系統(tǒng)平安自動(dòng)裝置水利電力出版社沈善德編書號(hào)：T667/44題名現(xiàn)代電力系統(tǒng)的保護(hù)和平安自動(dòng)裝置水利電力出版社劉笙編書號(hào)：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(xué)出版社韓禎祥編書號(hào)：TM76/4題名電力系統(tǒng)自動(dòng)控制水利電力出版社精選ppt學(xué)習(xí)報(bào)告提綱要求：請(qǐng)根據(jù)自己對(duì)該課程的學(xué)習(xí)體會(huì)，結(jié)合以下幾個(gè)方面，寫出不少于2萬字的讀書報(bào)告，并于9月10日前交來。

一、簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)平安自動(dòng)裝置的根本概念和分類。二、簡(jiǎn)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(jì)中的應(yīng)用。四、以單機(jī)無窮大母線系統(tǒng)為例，說明實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)暫態(tài)不穩(wěn)定的計(jì)算方法及控制量實(shí)時(shí)算法。五、陳述多機(jī)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(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)平安自動(dòng)裝置的概念從國際大停電事故看平安自動(dòng)裝置的重要性目前平安自動(dòng)裝置的配置及存在的問題我國電網(wǎng)開展對(duì)平安自動(dòng)裝置的要求電力系統(tǒng)廣域運(yùn)行信息及其可能的應(yīng)用精選ppt電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)〔1〕電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)

精選ppt電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)〔2〕電力系統(tǒng)異常運(yùn)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(dòng)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(hù)。精選ppt電力系統(tǒng)平安自動(dòng)裝置的概念〔1〕概念反響電力系統(tǒng)及其部件運(yùn)行異常，并能自動(dòng)控制其在盡可能短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)的控制裝置或系統(tǒng)。可能的系統(tǒng)或元件不正常狀態(tài)：因?yàn)榍谐收匣蛘`動(dòng)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(shè)備自動(dòng)投如、事故緊急減出力、抽水改發(fā)電、水輪發(fā)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)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(dòng)裝置的概念〔2〕1、保持供電連續(xù)性和輸電能力的自動(dòng)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：?jiǎn)蝹?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(fù)供電、輸電設(shè)備的運(yùn)行，盡量減少網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓M快恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)輸電能力；同時(shí)考慮減少重合于永久故障時(shí)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(dòng)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(fù)荷控制與報(bào)警：根據(jù)離線計(jì)算和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)承┰_后輸電能力缺乏肯定過負(fù)荷時(shí)，采用連鎖切機(jī)、切負(fù)荷，遠(yuǎn)方切機(jī)、切負(fù)荷等。當(dāng)難于有明顯的唯一措施時(shí)，報(bào)警由運(yùn)行人員控制。3、用于保持動(dòng)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(jī)、切負(fù)荷；利用局部量的穩(wěn)定性預(yù)測(cè)與緊急控制裝置；基于離線或在線計(jì)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(dòng)裝置的概念〔4〕4、保持頻率在平安范圍內(nèi)的自動(dòng)裝置當(dāng)發(fā)電能力過?；蛉狈r(shí)，系統(tǒng)頻率會(huì)升高或降低，參見負(fù)荷的頻率特性和調(diào)速器的調(diào)頻特性。在動(dòng)態(tài)過程中，一般采用頻率繼電器控制切負(fù)荷和發(fā)電機(jī)，如低周減載、高周切機(jī)等保持頻率的動(dòng)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(jī)與系統(tǒng)頻率控制的切機(jī)是不同的。精選ppt電力系統(tǒng)平安自動(dòng)裝置的概念〔5〕5、保持無功功率緊急平衡的自動(dòng)控制裝置防止擾動(dòng)后無功不平衡、電壓不合格，設(shè)置電壓緊急控制裝置。常見的有：強(qiáng)行勵(lì)磁、電容器強(qiáng)補(bǔ)；切除并聯(lián)電抗器、切負(fù)荷〔低壓減載〕。精選ppt電力系統(tǒng)平安自動(dòng)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(gè)獨(dú)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(fù)到穩(wěn)定運(yùn)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(dāng)確實(shí)失步后，跳開失步系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)線〔斷面〕。配合：低周減載、低壓減載、高周切機(jī)等，保持或恢復(fù)子系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。精選ppt從大停電事故看平安自動(dòng)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(huì)的災(zāi)難國家發(fā)生時(shí)間事故名稱事故后果美國2003.8.14北美東部網(wǎng)損失負(fù)荷61.8GW，停電8州1省5000萬人，停電面積24000平方公里，最長(zhǎng)停電29小時(shí)，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(shí)意大利2003.9.28意大利6,400MW的功率缺額，最后導(dǎo)致頻率崩潰，停電19小時(shí)。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(shí)馬來西亞

2003.9.1馬來西亞馬來西亞北方5個(gè)州發(fā)生大停電事故，停電持續(xù)約4個(gè)小時(shí)。精選ppt從大停電事故看平安自動(dòng)裝置重要性〔2〕美國發(fā)生的其它大停電事故－預(yù)防特大停電事故是對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的挑戰(zhàn)事故名稱時(shí)間后果美國東北部大停電1965.11.9最長(zhǎng)停電時(shí)間達(dá)13h，影響居民3000萬人，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1億美元。紐約大停電事故1977.7.13停電時(shí)間達(dá)25h，停電引起貧民區(qū)縱火與搶劫，華爾街計(jì)算機(jī)停電，損失價(jià)值超過百萬人小時(shí)。美國西部網(wǎng)大停電1994.12.14系統(tǒng)解列成東西南北四個(gè)大島，事故影響到14個(gè)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(gè)孤島，事故影響14個(gè)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(gè)孤島，事故影響9個(gè)州750萬用戶精選ppt從大停電事故看平安自動(dòng)裝置重要性〔3〕大停電的直接原因分析：在局部元件停運(yùn)檢修狀態(tài)下，局部發(fā)生故障；故障切除后運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移中局部輸電元件運(yùn)行異?；虮Ｗo(hù)誤動(dòng)；后備保護(hù)和自動(dòng)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(luò)被大面積的無序斷開后低周波、低電壓、高周波等自動(dòng)裝置分散動(dòng)作使系統(tǒng)崩潰。精選ppt目前平安自動(dòng)裝置的配置及存在的問題〔1〕精選ppt目前平安自動(dòng)裝置的配置及存在的問題〔2〕精選ppt目前平安自動(dòng)裝置的配置及存在的問題〔3〕精選ppt目前平安自動(dòng)裝置的配置及存在的問題〔4〕精選ppt目前平安自動(dòng)裝置的配置及存在的問題〔5〕精選ppt目前平安自動(dòng)裝置的配置及存在的問題〔6〕精選ppt目前平安自動(dòng)裝置的配置及存在的問題〔7〕精選ppt目前平安自動(dòng)裝置的配置及存在的問題〔8〕大停電事故的啟示：任意堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)都存在較薄弱的運(yùn)行方式和嚴(yán)重的運(yùn)行狀態(tài)；跟蹤運(yùn)行方式和適應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)是不可缺或的；分散安裝、獨(dú)立動(dòng)作的自動(dòng)裝置可能保護(hù)電網(wǎng)，也可能切跨電網(wǎng)；電網(wǎng)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)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(fù)的困難。精選ppt目前平安自動(dòng)裝置的配置及存在的問題〔9〕可吸取的教訓(xùn)：元件的故障或擾動(dòng)，在局部系統(tǒng)內(nèi)部采取措施來消除，影響，不使其擴(kuò)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(yùn)行異常的保護(hù)應(yīng)與系統(tǒng)的平安自動(dòng)裝置協(xié)調(diào)動(dòng)作，保證網(wǎng)絡(luò)連接的強(qiáng)壯性，盡量滿足輸電能力與輸電需求的平衡，切不可獨(dú)立、無序亂動(dòng)；互聯(lián)系統(tǒng)失穩(wěn)后，應(yīng)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(fù)。精選ppt我國電網(wǎng)開展對(duì)平安自動(dòng)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(duì)平安自動(dòng)裝置的要求〔2〕2021年西電東送方案京津唐長(zhǎng)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(duì)平安自動(dòng)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(duì)平安自動(dòng)裝置的要求〔4〕第一道防線：高速、準(zhǔn)確地切除故障元件的繼電保護(hù)和反響被保護(hù)設(shè)備運(yùn)行異常的保護(hù)被我國超高壓電網(wǎng)普遍采用的裝備利用被保護(hù)元件兩端的盡可能簡(jiǎn)單的信息；超高壓系統(tǒng)主保護(hù)動(dòng)作速度10－25毫秒；超高壓系統(tǒng)主保護(hù)動(dòng)作正確率99.82%;正在研究、未來可能裝備電網(wǎng)的保護(hù)利用被保護(hù)元件單端或兩端故障暫態(tài)信息的繼電保護(hù)主保護(hù)動(dòng)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(duì)平安自動(dòng)裝置的要求〔5〕第二道防線：保障電網(wǎng)平安運(yùn)行的平安自動(dòng)裝置自動(dòng)重合閘裝置：除減少重合于永久故障時(shí)系統(tǒng)不平衡能量外，盡量減少網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?，盡快恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)輸電能力；備自投、事故減出力、自動(dòng)切負(fù)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(fù)荷控制：連鎖切機(jī)、切負(fù)荷，遠(yuǎn)方切機(jī)、切負(fù)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(jī)、切負(fù)荷；利用局部量的穩(wěn)定性預(yù)測(cè)與緊急控制裝置；基于離線或在線計(jì)算的區(qū)域性穩(wěn)定控制系統(tǒng)；用于保持動(dòng)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(duì)平安自動(dòng)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(yù)定的地點(diǎn)解列，以求各子網(wǎng)能獨(dú)立滿足供電需求。頻率控制：通過低周減載、開啟備用機(jī)組等滿足頻率要求，通過高周切機(jī)保證頻率穩(wěn)定、機(jī)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(zhēng)取各自平衡，盡量減少對(duì)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(duì)平安自動(dòng)裝置的要求〔7〕市－省級(jí)電網(wǎng)省大區(qū)電網(wǎng)我國電網(wǎng)規(guī)模升級(jí)與穩(wěn)定破壞事故精選ppt我國電網(wǎng)開展對(duì)平安自動(dòng)裝置的要求〔8〕“三道防線〞建設(shè)中應(yīng)該加強(qiáng)的研究：采用最正確重合閘技術(shù)，減少第二次故障沖擊、盡可能減少網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和潮流的變化，維持穩(wěn)態(tài)輸電能力、提高暫穩(wěn)極限。構(gòu)建輸電斷面或網(wǎng)絡(luò)的輸電能力保護(hù)，協(xié)調(diào)和優(yōu)化在元件運(yùn)行異常、特別是線路過負(fù)荷后采取的網(wǎng)絡(luò)切換，保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)態(tài)傳輸能力與負(fù)荷的平衡，防止元件連鎖過載被切除。研制自適應(yīng)電力系統(tǒng)模型和參數(shù)的暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測(cè)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(luò)的輸電能力。研究自適應(yīng)的失步解列與快速恢復(fù)控制系統(tǒng)，減少停電容量和停電時(shí)間。精選ppt電力系統(tǒng)廣域運(yùn)行信息及其可能的應(yīng)用〔1〕1、電力系統(tǒng)廣域穩(wěn)態(tài)運(yùn)行信息電力系統(tǒng)地域的廣袤性、電力設(shè)備的眾多性、電能傳輸?shù)目焖傩砸约半娔軐?shí)時(shí)的平衡特性，決定了反響電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)，是保障電力系統(tǒng)平安、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的根底系統(tǒng)。經(jīng)過幾十年與電網(wǎng)建設(shè)同步的開展，基于五級(jí)SCADA靜態(tài)信息采集系統(tǒng)的電力調(diào)度自動(dòng)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(yùn)行情況，以分層分布式信息流結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)更新周期為秒鐘級(jí)。精選ppt電力系統(tǒng)廣域運(yùn)行信息及其可能的應(yīng)用〔2〕2、電力市場(chǎng)信息支持系統(tǒng)電力市場(chǎng)化改革后，電能的商品屬性日漸凸現(xiàn)，表達(dá)電能價(jià)值、價(jià)格的實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)信息成為決定電能交易的決定性信息。因?yàn)殡娔茉谖锢砩系膶?shí)時(shí)平衡特性，使得電能平安運(yùn)行與經(jīng)濟(jì)交易互相制約、密不可分。同時(shí)表征二者特性的信息系統(tǒng)，成為市場(chǎng)環(huán)境下電力系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行的根底信息系統(tǒng)。這些信息反響電力市場(chǎng)的交易、電價(jià)、電費(fèi)和電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況，以分層分布式信息流和點(diǎn)到點(diǎn)的信息流結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)更新周期為秒鐘級(jí)。精選ppt電力系統(tǒng)廣域運(yùn)行信息及其可能的應(yīng)用〔3〕3、電力系統(tǒng)廣域動(dòng)態(tài)運(yùn)行信息描述電力設(shè)備及電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的信息，利用這些信息可以掌握和預(yù)計(jì)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，通過施加適當(dāng)?shù)目刂?，調(diào)控電力系統(tǒng)向預(yù)定的目標(biāo)變化。例如：具有同步時(shí)鐘、同時(shí)測(cè)量的電壓、電流、功率和功角信息及其高速的傳遞網(wǎng)