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计及负荷频率特性的低频减载在线校核系统研究

作　者: 梁涛
导　师: 张利
学　校: 山东大学
专　业: 电气工程
关键词: 低频减载 负荷频率特性 在线校核
分类号: TM732
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


我国DL755-2001《电力系统安全稳定导则》中将电力系统中的扰动分为三类,第三类故障为罕见的严重复杂故障,电力系统在承受此类故障时,如不能保持系统稳定运行,则必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失,针对上述情况所采取的措施,即所谓保证安全稳定的第三道防线。低频减载是第三道稳定防线的重要组成部分。目前,现代电力系统结构日益复杂,已步入大机组、大容量、高电压、远距离输电的时代。这些特征表明,遭受严重有功功率缺额时电力系统在维持频率稳定方面存在着新的挑战。长期以来,低频减载方案的确定主要靠会议确定和人工计算,再辅以离线仿真校核。随着电网规模不断扩大以及电力用户对供电质量要求的不断提高,亟需开发低频减载在线校核软件,以提供精确计算的工具,实时校核低频减载方案的有效性和可行性,提高制定电网低频减载方案的工作水平,为电网配置可靠的第三道防线。本文研究计及负荷频率特性的低频减载在线校核系统,主要内容有:首先,回顾电力系统低频减载理论与应用的研究发展历程,总结分析已有成果的得失,明确低频减载作为第三道稳定防线的重要组成部分的现实意义。其次,全面地阐述电力系统低频减载研究的原理。详细地分析电力系统频率的静态特性及动态特性、经典的单机无穷大系统分析模型、动态潮流中的频率计算以及低频减载方案校核方法。最后,针对山西晋城地区的工程实例编写了低频减载在线校核软件。软件具有电网低频减载方案的在线校核、基础数据修改、校核结果汇总整理等功能;从EMS调度自动化系统和集中式低频减载装置实时获取观测数据,预设电网“N-1”模式事故集,实时估计出系统遭受扰动的大小,从而预测出扰动后系统的稳定频率,校核现有低频减载方案能否满足稳定运行的要求并进行优化分析。软件界面友好,灵活方便,有较强的计算功能。基于PMU的广域测量系统在电力系统中的实现,为现代电力系统频率稳定紧急控制研究提供了新的数据观测平台。如何利用广域测量系统数据实现全局性的低频减载方案校核,成为当前研究的一个重要课题。

全文目录


中文摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
第1章 概述  10-25
  1.1 研究意义  10
  1.2 电力系统稳定问题概述  10-14
    1.2.1 三道防线的划分及要求  12-14
  1.3 低频运行对电力系统的影响  14-18
    1.3.1 对发电机和系统安全运行的影响  14-15
    1.3.2 对电力用户的影响  15
    1.3.3 华中(河南)"7·1"电网事故分析  15-18
  1.4 低频减载的国内外研究现状  18-23
    1.4.1 低频减载方案的特点及其分类  18-19
    1.4.2 低频减载优化研究及其进展  19-20
    1.4.3 不同的系统、元件模型对UFLS方案研究、设计与控制的影响  20-21
    1.4.4 不同动态变量间的关系及其对UFLS方案设计与实施的影响  21-22
    1.4.5 协调控制技术在UFLS中的应用研究  22
    1.4.6 总结  22-23
  1.5 当前研究存在的问题及本文的工作  23-25
第2章 电力系统低频减载的经典模型  25-37
  2.1 电力系统负荷频率特性  27-29
  2.2 电力系统电源频率特性  29-30
  2.3 电力系统的静态频率特性和频率调节  30-31
  2.4 电力系统动态频率特性  31-33
  2.5 计及调速器的发电机模型  33-34
  2.6 单机无穷大系统的机端频率计算依据  34-35
  2.7 自动低频减载装置  35-37
第3章 基于动态潮流的电网频率计算  37-45
  3.1 概述  37-38
  3.2 低频减载中的频率计算  38-40
  3.3 微分方程求解的处理  40-43
  3.4 频率计算和潮流计算的联合  43-45
第4章 低频减载的在线校核计算  45-51
  4.1 校核计算的目的  45
  4.2 校核计算的基本假定和方法  45-48
  4.3 方案制定  48-49
  4.4 总结  49-51
第5章 山西晋城地区低频减载方案  51-59
  5.1 山西晋城地区电网网架特点与薄弱环节  51-52
  5.2 2009年山西晋城地区低频减载整定原则  52-53
  5.3 山西晋城地区低频减载运行情况分析  53
    5.3.1 低频减载装置配置情况  53
    5.3.2 整定情况  53
  5.4 低频减载在线校核系统  53-55
    5.4.1 前置通讯模块  53-54
    5.4.2 人机操作模块  54-55
    5.4.3 数据分析模块  55
  5.5 算例分析  55-59
第6章 结论  59-60
附录1  60-63
附录2  63-69
参考文献  69-74
致谢  74-75
学位论文评阅及答辩情况表  75

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的调度、管理、通信 > 电力系统的运行
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