电网供电能力评估研究.pdf
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1、研 究与应 用电网供电能力评估研究Evaluation of Power Supply Capacity for the Power Syste m杜贵和1,王正风1,赵?新2(1.安徽省电力公司,安徽?合肥?230022;2.沈阳供电公司,辽宁?沈阳?110811)摘要:可靠的电网供电能力是电网公司运行管理者关注的重要问题。提出从 2个方面对电网的供电能力进行评估。首先根据当前网架、负荷需求以及电源建设基础数据对电网网架的合理性进行评估,指出在电网规划时针对受端电网应考虑事故后的用户的供电能力,以避免由于事故后热稳定原因可能引起的对用户供电不可靠问题,从而增强对用户供电的可靠性。提出利用电网
2、调度广域测量系统(WAMS)的高级计算功能,并在获得工作票系统、稳定控制装置、母线负荷预测、发电计划安排以及保护系统的相关数据基础上,实现对电网一次运行方式的合理安排。指出电网网架的供电能力是电网运行方式合理安排的前提和基础。通过对电网网架供电能力的评估和对电网一次运行方式的评估可提高电网的供电能力和供电可靠性。关键词:网架;运行方式;供电能力;广域测量系统;事故中图分类号 TM 744;TM 711?文献标志码 B?文章编号 1004-7913(2011)01-0008-04?确保电网的安全稳定运行和对用户的可靠供电是电网生产运行管理部门最关注的内容 1-2,也是电网公司承担的重要社会职责,
3、而电网的供电能力是电网公司对社会责任的最终表现形式之一。在?电力系统安全稳定导则?3中将电力系统承受大扰动能力的安全稳定标准分为三级。第一级标准为保持稳定运行和电网的正常供电;第二级标准为保持稳定运行,但允许损失部分负荷;第三级标准为当系统不能保持稳定运行时,必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。由此可见,电网的供电能力评估至关重要,是电网运行管理者必须关注的问题。特别是随着智能电网的建设,电网公司的供电能力是建设智能电网成败的关键之一 4-8。电网的供电能力评估包括电网网架的供电能力评估和电网运行方式安排供电能力评估两个部分。电网网架供电能力是实现对用户供电需求的前提和保证,是电网运行规划部门
4、进行电网规划和改造所考虑的重要因素,只有坚强的电网网架才能满足对用户的可靠供电,因此坚强的电网网架是电网运行方式安排合理的前提和基础。而电网运行方式供电能力评估是电网调度运行管理人员安排电网运行方式合理与否的?试金石?,合理的电网运行方式安排应能保证对用户的供电、N-1元件事故下不出现限电、不损失负荷。1?电网安全稳定第一级标准?电力系统安全稳定导则?是电网运行管理者遵循的规范,电网运行必须满足其规定的要求。?电力系统安全稳定导则?规定电网第一级安全稳定标准必须满足对用户的正常供电,电网第一级安全稳定标准是指电网扰动在下述元件受到扰动后,保护、开关及重合闸正确动作,不采取稳定控制措施,必须保持
5、电力系统稳定运行和电网正常供电,其他元件不超过规定的事故过负荷能力,不发生联锁跳闸 3。这些扰动具体如下。a.任何线路单相瞬时接地故障重合成功。b.同级电压的双回线或环网,任一回线单相永久故障重合不成功及无故障三相断开不重合。c.同级电压的双回线或环网,任一回线三相永久故障断开不重合。d.任一发电机跳闸或失磁。e.受端系统任一台变压器故障退出运行。.f任一大负荷突然变化。g.任一交流联络线路故障或无故障断开不重合。h.直流输电线路单极故障。供电能力评估是指电网运行能否满足事故后对用户的可靠供电,即满足电网运行的第一级安全稳定标准。特别是随着电网公司承担社会责任的增大,保障对社会和用户的供电可靠
6、性已愈加重要,因此对电网事故后的供电能力评估至关重要。需要强调指出的是,在供电能力评估中,设置故障集,必须要包含?电力系统安全稳定导则?所包含的8东北电力技术?2011年第 1期各种故障,特别需要对受端系统的发电机跳闸和变压器故障退出故障进行供电能力评估。2?电网网架供电能力评估应用当前系统的电网结构、负荷预测系统以及电源建设的相关数据,实现对电网的供电能力评估。电网网架的评估流程如图 1所示。图 1中各流程框的含义如下。a.电网正常方式网架。电网全接线方式的电网网架结构,也包括对未来电网的发展规划结构,通常采用典型高峰运行方式和最大高峰运行方式。b.机组及负荷数据。包括当前电网机组和未来电网
7、机组的发电数据,当前电网的最大高峰负荷、典型高峰负荷数据,未来电网的最大高峰负荷、典型高峰负荷数据。c.稳定计算分析。针对电网的网架、发电机数据和负荷数据进行电网安全稳定分析,目前根据?电力系统安全稳定导则?的要求,对电网的安全要求包括 3方面的稳定计算,即功角稳定、热稳定和电压稳定。对于功角稳定和热稳定,目前电网运行人员采用电网控制断面来进行稳定计算分析,通常这种控制断面包括热稳定和暂态稳定 2个方面,图 1?电网网架供电能力评估流程以二者严重的作为稳定控制断面的潮流极限,便于电网调度运行人员控制电网潮流分布。由于电压稳定更多地与无功功率相关,同时由于无功电源的多样性,电压稳定可以采用就近安
8、装无功电源的办法来解决,包括就地安装并联电容器、静止补偿器SVC等,目前无论从电网规划还是从电网实际调度运行来说,在电网网架结构中并没有将电压稳定作为决定性的因素进行考虑。在制定电网规划时,最主要的考虑是暂态稳定和热稳定,因此电压稳定对电网结构和规划造成的影响在此不作详细讨论。d.热稳 or暂稳限额 传输功率。输电网目前多数是环网形式,因此对于稳定计算给出的限额包括输电向受电区的限额,也包括环网之间或区域之间的输电断面传输功率。若给出的稳定限额不满足传输功率的要求,则是网架存在问题,应该调整网架,转 a,否则转 e。e.受端电网+热稳定限额。若给出的是受端电网,并且其给出的是热稳定限额,则需要
9、继续考虑电网是否存在结构问题,转;f 给出的暂态稳定限额,或非受端电网,表明电网已满足限额大于输电功率要求,电网网架是合理的,转 j。.f热稳定限额/1?3 负荷。当是对受端电网给出的热稳定限额时,需要判断将限额除以 1?3获得的传输功率限额能否大于负荷,这主要是因为热稳定限额是考虑了电力设备事故后 30 m in过负荷能力。若传输限额大于用电负荷,则网架结构合理,转;j 若传输限额小于用电负荷,则需要判断受端电网是否存在调节手段,如倒负荷、低一级电网的网架结构能否调整等,转 i。g.电网网架不足信息。当给出的热稳定限额/1?3后仍小于受端电网用电负荷,并且受端电网不存在调节手段,则表明受端电
10、网不能满足事故30m in后的用电需求,电网网架存在不足,需要重新调整网架。h.优化电网网架。根据电网规划优化软件进行电网网架的优化,优化后转 a。.i采取控制措施。主要是指在受端通过电网调节手段,如倒负荷、低一级电网的网架结构至满足受端电网用电需求。.j网架合理。满足了上述的条件,则认为电网网架是合理的,能满足对用户的正常供电需求。3?电网运行方式安排供电能力评估3?1?WAM S系统及其在电网运行方式安排中应用92011年第 1期?东北电力技术近些年随着同步相量测量单元(PMU)的出现,以及在此基础上建立的 WAMS系统,实现了对电网的动态监测和在线稳定计算分析,从而为电网调度运行人员提供
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