基于广域量测信息的自适应低频减载策略研究电气工程毕业论文

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1、第1章绪论第1章绪论1.1课题研究的目的及意义目前电力系统正呈现出以大机组、区域互联、超高压、远距离输电为主要发展趋势[1]，目前我国已经形成东北—华北—华中电网的大区域性电网互联其范围涵盖了12个省及4个直辖市[2]，这种大规模的互联电网在带来显著经济效益的同时其更为复杂的运行特性同时对电力运行部门带来了新的挑战而且当其遭受大扰动时其保持频率稳定的能力却在不断下降，主要由以下几方面原因造成的[3]：1.随着新建电厂单机容量的日益增大，可能使系统遭受的扰动冲击也增大。2.大容量机组的运行要求往往比较

2、严格，系统在发生扰动后频率过高或过低均可导致大容量机组退出运行，从而导致更大规模的功率缺额。3.随着大型能源基地就地发电所提供的功率占总功率比重的增大也同时增加了系统遭受大规模扰动的可能性。4.-85-第1章绪论如今随着风电的大规模并网，如果系统遭受大规模扰动，系统频率下降时，很可能导致风电厂退出运行，从而导致更大规模的功率缺额。国内外连续发生的大停电事故诸如美加8.14大停电事故、南方电网事故、欧洲11.4大停电事故、2009年11.10巴西电网大停电等事故[4~7]也以事实说明了互联电网存在着频

3、率崩溃的可能，从而电力系统频率稳定问题仍然不能忽视。当系统发生了较为严重有功缺额故障，例如几台大容量发电机跳闸退出运行；大型能源基地向大负荷送电的高压输电线路跳开；系统发生大规模连锁性故障等均会导致系统频率快速下降，当发生上述较为严重的有功缺额故障时作为电力系统三道防线最后一道防线的低频减载（UnderFrequencyLoadShedding-UFLS）[8,9]将通过切除一定量的负荷，使系统的有功重新获得平衡，避免频率的过低降低进而影响到系统的安全运行。传统低频减载方案是一种基于频率响应的控制方

4、案，其特点是一种离线制定、断续动作、试探性的控制方案，当系统遭受大扰动时由于其简单、就地动作等特点会一定程度减轻系统的有功功率不平衡，但是其基于经验整定的离散、断续的控制方案很容易造成负荷的过多切除和切除负荷量过少，使频率的恢复水平高于额定频率或低于额定频率从而造成过多的经济损失和频率恢复水平不达标。然而随着广域测量系统（WideAreaMeasurementSystem-WAMS-85-第1章绪论）在电力系统中的不断应用[10]并且随着卫星授时技术、信号处理技术、高速网络通讯技术及计算机技术的迅猛

5、发展广域测量系统的测量精度、数据周期、通讯延时等性能已经能够满足电力系统在线控制的要求为电力系统动态安全分析与控制从“离线”到“在线、实时”奠定了基础。因此如何利用广域测量系统的在线实时数据判断系统所发生功率缺额的大小，如何针对所估计的较为准确的缺额量进行针对性的减载控制弥补传统减载方案的不足，使系统在受到大规模扰后能够达到频率的恢复要求，满足系统安全稳定运行要求，因此具有重要的理论意义和现实意义。1.2低频减载问题的国内外研究现状及进展二十世纪四十年代，传统低频减载最早应用于前苏联的电力系统中，其

6、在二十世纪五十年代在我国电力系统中开始投入使用，随着六十年代北美及其他地区发生了频率崩溃事故的经验教训，在世界范围内低频减载做法才逐渐被大规模应用。自四十年代开始至今，在电力系统发生大的功率缺额事故情况下低频减载已经成为防止系统频率崩溃的最后一道防线，其作为抑制频率下降的主要手段，对恢复系统频率，，保障系统安全稳定运行起到了至关重要的作用。根据近五十年以来专家学者对国内外对低频减载问题的研究，可-85-第1章绪论按照低频减载方案中不同的切负荷方法将减载方案归类为四类：传统法、半适应法、自适应法、以及

7、人工智能方法。1．传统法低频减载传统法[11,12]将系统频率作为整定值，一般其整定的准则以系统发生最严重事故，系统遭扰动后所遭受的最大功率缺额来确定所有低频减载装置需要切除的总负荷功率，并且考虑到负荷的重要程度将此功率按等比例分配至各减载装置所在位置，当该处频率低于装置启动值并持续一定时间，则此处减载装置第一轮次动作，切除预先设定负荷量，此时如果频率继续下降，说明前一轮次的切负荷量不足，没有抑制频率的下降趋势，此时如果频率达到第二轮设定的减载装置启动值并持续一段时间，则第二轮次继续动作，重复上述步

8、骤直至频率不再下降并通过延长时间来设定减载恢复级，防止频率悬停于较低水平，经过几个轮次动作使频率恢复到允许水平。传统法中减载装置继电器多依靠于运行人员的经验在离线状态下进行整定，实际电网中在设置传统低频减载方案时分别设定若干级基本级和级数较少的恢复级。基本级设置一般带0.2~0.5秒的延时-85-第1章绪论，基本级每轮设定一个频率值作为启动判据，每轮所切除的负荷量基于经验离线整定。恢复级一般通过设置较长时限如15~20秒来划分每级，其主要是为了在基本级动作并已经制止频