水电机组带长线路黑启动仿真分析

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1、2012年O8月吉林电力Aug．2012第4O卷第4期(总第221期)JilinElectricPowerVo1．40No．4(Ser．No．221)水电机组带长线路黑启动仿真分析SimulationAnalysisofHydropowerUnitsBlackStartwithLongLines傅吉悦，徐印东，孙勇，王绍然，李振元，姜成(1．吉林省电力有限公司，长春130021；2．长春工业大学，长春130012)摘要：黑启动过程中避免发电机组的自励磁和过电压问题是决定启动方案成功的关键因素之一。通过研究黑启动过程中产生自励磁的原理和判定方法，提出一种简单有效

2、的自励磁判别方法，以延边电网为例，对两江电站3号机组空充220kV江敦线能否产生自励磁进行了计算分析；在此基础上建立了两江电站的黑启动仿真模型，并利用Matlab软件对黑启动的暂态过程进行仿真，详细地模拟了黑启动的动态过程。关键词：黑启动；自励磁；过电压；仿真分析Abstract：Toavoidselfexcitationandovervoltageofgeneratorduringblackstartisoneofthekeyfactorsforasuccessfulstartup．Basedontheresearchofselfexcitationprin

3、cipleandjudgingmethod，asimpleselfexcitationjudgingcriterionhasbeenadaptedtoanalysisandcalculatesiftheselfexcitationoccurredinLiangjiangPowerStationair220kVJiangdunline．Ablackstartl、upsimulationmodelhasbeenestablishedandthetransientprogressofblackstartupsimulationhasbeencarriedoutbyM

4、atlab．Thedynamicprogressofblackstartuphasbeensimulatedindetail．●Keywords：blackstart；selfexcitation；overvoltage；simulationanalysis中图分类号：TM3l2；TM773文献标志码：A文章编号：1009—5306(2012)04—0005—03随着电力系统规模的不断扩大，系统运行面临构特点和迅速恢复系统的角度考虑，延边电网的每的稳定破坏因素也越来越复杂。由于局部自然灾害个地区应尽可能找到一个具备黑启动能力的发电机引发的局部系统故障，严重威胁

5、电网的运行安全，很组。然而，从延边电网的实际情况看，仅西部的两江可能造成大范围停电事故。成功实施黑启动则能够电站水电机组容量较大，经220kV江敦线与敦化一迅速恢复电网运行，减少由于停电所带来的巨大损次变联结，具备黑启动地区主网的能力。失_l1。]。黑启动是通过系统中具有启动能力的机组或外来电源，带动无启动能力的机组，快速地逐步扩大1自励磁物理过程及判据系统的恢复范围。在路径恢复过程中，经常会出现长距离输电线1．1自励磁物理过程路联系的情况，若此时启动电源容量过小，就很可能同步电机的自励磁实质是定子电感与外电路容发生白励磁现象。因此，校验黑启动过程中发电机是抗

6、参数发生的谐振现象。当发电机与长空载线路相否发生自励磁现象是保证系统恢复供电的关键性问连，相当于带有容性负荷，如发电机有剩磁，则机端题，尤其对于水电容量比例较大的吉林省，对黑启动会产生微小电压。此电压加在容性负荷上，系统将产过程中自励磁问题的研究具有重要的现实意义。生容性电流，该容性电流会对发电机产生助磁效应。以延边电网为例。延边电网位于吉林电网东部，随着励磁电流的增大，助磁效应随之增强，机端电压一次网架薄弱，网内直调主力火电厂2座、水电站1会进一步会升高。系统中容性电流也将增大，助磁效座，且网内小水电较多。延边电网经500kV林平应加强，机端电压继续升高。这

7、样的正反馈效应使机线、平包线、220kV松蛟(江敦)线与主网相连。电网端电压不断升高，理论上可无限增大，从而破坏了系黑启动成功的关键是黑启动电源，从延边电网的结统稳定性。但随着电流的增大，电感线圈逐渐达到磁收稿日期：2012—05—12作者简介：傅吉悦(1980一)，男，硕士，工程师，从事电网调度运行管理工作。·5·2012年08月Aug．2012第40卷第4期(总第221期)Vo1．40No．4(Ser．No．221)饱和状态，电感L迅速变小，使回路自动偏离共振工程实用判据虽然较为粗略，但能满足黑启动条件，从而限制了共振过电压和过电流的幅值，使机中对发电机自

8、励磁判断的要求，且所需参数少，容易端电