电力系统控制与调度自动化第六章电力系统安全控制课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《电力系统控制与调度自动化第六章电力系统安全控制课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力系统 控制 调度 自动化 第六 安全 课件
- 资源描述:
-
1、第六章 电力系统安全控制第一节第一节 概述概述电力系统安全运行的目的:充分合理地利用能源和设备能力,连续不断地向用户提供电能,并且数量充足、质量合格、价格便宜。即要可靠、安全、优质、经济可靠、安全、优质、经济地运行。第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制电力系统安全性和电力系统可靠性在概念上是有所区别的。电力系统安全性和电力系统可靠性在概念上是有所区别的。电力系统可靠性电力系统可靠性 是一个长时间连续正常供电的概率,属于电力系统规划设计的范畴。例如说某设计方案可靠性为99.9。电力系统的安全性电力系统的安全性 是表征电力系统短时间内的抗干扰能力(在事故情况下维持电力系统连续供电的能力)
2、,是在电力系统实时运行中要解决的问题。第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 根据我国“电力系统安全稳定导则”的规定,针对五种不同的情况,对电力系统的安全性提出了不同的要求 二、电力系统在扰动下的安全稳定标准二、电力系统在扰动下的安全稳定标准(一)小扰动下的安全稳定标准 小扰动指由于负荷正常波动、功率及潮流控制、变压器分接头调整和联络线功率突然波动等引起的扰动。(二)大扰动下的安全稳定标准 大扰动指系统元件短路、切换操作和其他较大的功率或阻抗变化引起的扰动。一、对电力系统安全性的要求一、对电力系统安全性的要求第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 随着电力系统规模的不断扩大,单
3、凭人来判断和处置事故,已十分困难。由调度计算机承担复杂的分析计算任务的自动化安全控制系统,已进入实用化阶段。电力系统安全控制的主要任务,包括对各种设备运行状态的连续监视;对能够导致事故发生的参数越限等异常情况及时报警并相应进行调整控制;发生事故时进行快速检测和有效隔离;以及事故时的紧急状态控制和事故后恢复控制等。主要功能可以分为以下几个层次:1、安全监视 2、安全分析(静态、动态)3、安全控制三、电力系统安全控制的几个层次三、电力系统安全控制的几个层次第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 现代控制理论与计算机技术及电力电子技术相互融合,使电力系统稳定性的研究领域大为扩展,经典电力系统
4、稳定性理论已发展为现代电力系统稳定性与控制理论。(一)日益严重的电力系统稳定性问题(二)应尽力采用控制手段提高系统稳定性 经济观点上看,对于提高系统稳定性,采用控制手段要优于加强一次设备。控制理论、计算机控制及通信技术、电力电子技术以及基于GPS的电力系统相量测量等新技术的迅速发展,使得采用控制手段来提高系统稳定性的效益大为增加。四、现代电力系统稳定性与控制理论四、现代电力系统稳定性与控制理论第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 提高电力系统稳定性的控制措施,按照装置安装的地点可以分成以下三类:(1)发端的控制措施 (2)线路上的控制措施 (3)受端的控制措施 随着基于GPS的广域相
5、量测量技术的实现和电力通信系统的完善和更加可靠,电力系统的稳定控制技术将有大的突破。分层分布的、可以在局部以及全局实现协调的电力系统安全稳定控制系统,将开辟电力系统控制的新局面。(三三)提高电力系统稳定性的各种控制措施提高电力系统稳定性的各种控制措施第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制第二节第二节 电力系统的运行状态及其安全稳定控制电力系统的运行状态及其安全稳定控制 电力系统的安全控制与电力系统的运行状态是相关的。电力系统的运行状态可以用一组微分方程组描述。方程组包含电力系统状态变量、运行参数和结构参数。方程组除要满足等式约束条件外,还要满足不等式约束条件。N-1准则 判定电力系统安
6、全性的一种准则。又称单一故障安全准则。按照这一准则,电力系统的N个元件中的任一独立元件(发电机、输电线路、变压器等)发生故障而被切除后,应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电;不破坏系统的稳定性,不出现电压崩溃等事故。当这一准则不能满足时,则要考虑采用增加发电机或输电线路等措施。第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制1、正常运行状态、正常运行状态 正常运行状态是电力系统能够保持充裕性和安全性的一种运行状态。电力系统满足全部的约束条件:即有功功率和无功功率都保持平衡;给所有负荷正常供电;电压、频率均在正常的范围内;各种电力设备都在规定的限额内运行。系统有供给用户需求总电力和总电量的能
7、力,并有足够的备用裕度。这样的系统可以承受各种可预计的(n-1)扰动,而不会产生任何有害的后果。一、电力系统的运行状态一、电力系统的运行状态第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 电力系统受到严重的扰动或者一系列小扰动(如负荷持续升高等)逐步积累,使电力系统总的备用裕度减少、安全水平降低,就有可能进入警戒状态。在警戒状态下,表面上与正常运行状态毫无区别,各种约束条件也都满足。但是在警戒状态下,承受不了某种(n-1)扰动,假如该种(n-1)扰动真的发生,就会产生十分有害的后果。因而处于警戒状态的电力系统是欠安全的,应及时采取预防性控制措施,使系统恢复到正常状态。2、警戒状态、警戒状态第六
8、章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 如果系统发生了一个严重故障,使运行极限被破坏,系统就进入了紧急状态。这时系统频率、电压和某些线路潮流都可能严重越限。如果不及时采取有效的控制措施,系统可能失去稳定,导致大量发电机组跳闸或甩掉大量负荷,使有功平衡、无功平衡的等式约束条件也遭严重破坏。3、紧急状态、紧急状态第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 紧急状态时如采取电网解列、切除部分负荷或电源等有效措施,就可能使频率、电压等运行参数恢复稳定,回到正常限值之内,重新满足不等式约束条件,从而进入了恢复状态。这时整个系统可能已分成了若干个独立的部分,在失去了许多负荷的条件下,等式约束条件也
9、得到了满足。但大量停电负荷急待恢复,系统也急待重新并列,以恢复到完全正常状态。4、恢复状态、恢复状态第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 1正常运行状态下的安全稳定控制 由系统一次设施、继电保护和安全稳定预防性控制措施等,组成保证电力系统安全稳定的第一道防线第一道防线。保证一定的安全裕度,保证在常见的适度故障下(承受第类大扰动时)保持稳定和不损失负荷。2紧急状态下的安全稳定控制 由各种防止稳定破坏和参数严重越限的紧急控制措施,构成保证电力系统安全稳定的第二道防线第二道防线,保证在较严重故障下(承受第类大扰动时)不致破坏稳定和扩大事故。二、
10、安全稳定控制的三道防线二、安全稳定控制的三道防线第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 3极端紧急状态下的安全稳定控制 第三道防线第三道防线是在极端严重故障情况下(承受第类大扰动时),保证电力系统不致崩溃及发生大面积停电。4系统停电后的黑起动黑起动 部分或大范围停电时,为使系统恢复正常运行和供电,各区域系统应配备必要的全停后起动(黑起动,black start)措施,并采取必要的恢复控制(包括人工控制和自动控制)。第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 系统稳定破坏可能导致系统瓦解和大面积停电等灾难性事故,造成巨大损失。电力系统稳定
11、性包括三种:角度稳定、频率稳定、电压稳定。1、电力系统角度稳定性、电力系统角度稳定性 电力系统中同步运行的发电机在受到扰动后,发电机组的机械输入和电功率输出之间产生短时不平衡,使并列运行的各发电机组转速发生不同的变化,因而出现发电机转子间角度的相互摆动,以及电压、电流、功率等电气量的周期性变化。如果这种摆动逐渐衰减直至消失,则称系统保持了角度稳定性。三、电力系统运行稳定性分类三、电力系统运行稳定性分类第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制2、电力系统频率稳定性、电力系统频率稳定性 运行频率在其允许极限值以内是频率稳定的。如果电力系统或被解列后的局部系统,出现较大有功功率缺额时,频率会大
12、幅度下降,如不能采取紧急措施,则可能导致频率崩溃,失去频率稳定性。3、电力系统电压稳定性、电力系统电压稳定性 电力系统在正常情况下或遭受扰动后,能否在所有节点维持可接受的电压的能力。因为扰动、负荷增加或系统状态变化,引起电压损耗不断增加,系统就有可能进入电压不稳定状态,甚至引发电压崩溃。第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制第三节第三节 电力系统静态安全分析电力系统静态安全分析 要使调度运行人员预先了解电网运行存在的些危险,目前可以应用的有效工具就是静态安全分析程序。静态安全分析主要包括预想故障分析和安全约束调度。一、预想故障分析一、预想故障分析 预想故障分析是对一组可能发生的假想故障
13、进行在线的计算分析,校核这些故障后电力系统稳定运行方式的安全性,判断出各种故障对电力系统安全运行的危害程度。预想故障分析可分为三部分:故障定义、故障筛选和故障分析(快速潮流计算)。第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 1、故障定义、故障定义 通过故障定义可以建立预想故障的集合通过故障定义可以建立预想故障的集合。一一个运行中的电力系统,假想其中任意一个主要元件损坏或任意一台开关跳闸,都是一次故障。预想故障集合也可由离线仿真或调度经验确定。2、故障筛选、故障筛选 预想故障数量可能比较多,应当把这些故障按其对电网的危害程度进行排队和筛选,然后再由计算机按此队列逐个进行快速仿真潮流计算。首先
14、需要选定一个“系统性能指标”如全网各支路运行值与其额定值之比的加权平方和,作为衡量故障严重程度的尺度。当在某种预想故障条件下系统性能指标超过了预先设定的门槛值时,该故障即应保留,否则即可舍弃。第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 故障分析是对预想故障集合里的故障进行快速仿真潮流计算,以确定故障后的系统潮流分布及其危害程度。仿真计算时依据的网络模型,除了假定的开断元件外,其他部分则与当前运行系统完全相同。3、故障分析(快速仿真潮流计算)、故障分析(快速仿真潮流计算)第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 仿真计算所采用的算法有直流潮流法、PQ分解法和等值网络法等。简要说明如下:
15、(一一)直流潮流法直流潮流法 直流潮流法的特点是将电力系统的交流潮流(有功功率和无功功率)用等值的直流电流代替,用直流电路的解法来分析电力系统的有功潮流,不考虑无功分布对有功的影响。这样加快了计算速度,但精度较差。实时安全分析时采用的是半小时或一小时后的预测负荷进行计算,所以算法也没有必要很准确。二、快速仿真潮流计算二、快速仿真潮流计算第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 P-Q分解法占用计算机的内存少,计算速度快,精度比较高。所以不仅在离线的计算中占主导地位,而且也适应实时分析的需要。与直流法相比,P-Q分解法不仅可以解出在预想故障下各联络线的潮流分布,用以估计是否过负荷,而且还能
16、求出各节点的电压幅值,用以估计是否过电压。(二二)P-Q分解法分解法第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 安全分析的重点是系统较为薄弱的负荷中心。而远离负荷中心的局部网络在安全分析中所起的作用较小,在安全分析中可把系统分为两部分:待研究系统和外部系统。待研究系统就是感兴趣的区域,即要求详细计算模拟的电网部分,而外部系统则不需要详细计算。安全分析时要保留“待研究系统”的网络结构,而将“外部系统”化简为少量的节点和支路。等值网络法可以大大降低安全分析中导纳方阵的阶数和状态变量的维数,从而使计算过程大为简化。(三三)等值网络法等值网络法第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 1)待
17、研究系统的网络结构尽量予以完整保留;而外部系统对待研究系统的影响,不论是正常状态或者是预想事故状态,经过简化后也都能得到足够的反映。2)系统运行状态变化时,也就是系统实时数据正常变化时,等值外部系统的修正量应当很小,且很容易进行。3)在满足上述条件的情况下,等值网络所包含的节点数越少越好。等值化简原则:等值化简原则:第六章第六章 电力系统安全控制电力系统安全控制 它的基本任务就是通过系统中可控变量的再安排(rescheduling)来移去潜在的(即因预想事故而引起的)约束条件越限现象,通常称之为预防性再安排或预防性控制(简称预防控制)。如果系统已经存在约束条件的越限现象,也可以通过可控变量的再
展开阅读全文