基于在线负荷检测的智能低频减载研究

摘要

低频减载作为电力系统的第三道防线，是抑制系统频率下降乃至崩溃的有效手段。现代电力系统日益成长为以大机组，大电网，高电压为特征的庞大系统，大容量机组和发电站削弱了系统在严重故障情况下维持频率稳定的能力，容易发生大停电事故，对整个社会造成巨大的经济损失。因此，研究低频减载对电力系统安全稳定运行具有重要意义。现有的低频减载方法属于信息就地处理系统，预先设定好每轮减载量，通过安装在各地区变电站中的低频减载装置采集本地信息并断开相应的负载线路实现减载。各地区变电站独立减载会造成低频减载失去选择性，一些地区重要程度较高的负荷可能被提前切除。现有减载方法没有考虑到减载线路实际负荷量，当减载线路实际负荷量较小时，切除该线路不能满足系统预先设定好的减载量，造成欠切，影响了频率恢复速度，对电网安全不利。为了使减载量与功率缺额相匹配，本文提出在线负荷检测进行低频减载的思路，完成了以下工作：
　　介绍了低频减载研究对电力系统的重要意义，结合国内外研究现状与电力系统自动化技术的发展水平提出了研究基于在线负荷检测的智能低频减载的必要性与可行性。
　　分别研究了电力系统频率静态特性与频率动态特性，得出了系统功率缺额与频率变化率之间的关系，探讨了减载量不同对电力系统频率动态特性的影响。
　　研究了基于功率缺额动态计算的减载量分配并提出了基于在线负荷检测的智能低频减载方案。根据频率变化率计算出了系统的实际功率缺额，按照各个变电站不同重要等级负荷的组成情况将其分为七种类别，通过判断减载量的大小来选择相应类别的变电站进行减载并按照变电站各级负荷量的实际大小智能的分配减载量。
　　提出了基于在线负荷检测的变电站低频减载方案。该方案以满足每轮减载为目标，设定减载线路门槛值，利用变电站自动化系统所获得的线路实时负荷量来判断线路是否加入减载队列，从而保障每轮减载量，提高频率恢复速度与恢复程度。采用此思路，还可避免切除轻载线路，提高供电可靠性指标。现有减载方法将开闭所负荷作为一个整体切除，可能造成其内部重要负荷被切，因此，提出了将低频减载装置下放于重要开闭所的思想。分别对变电站和开闭所减载方案进行了MATLAB仿真，结果表明了本方法的有效性。
　　从在线负荷信息的获取与变电站减载量的下达两个方面讨论了本文所提方案在电力系统中的实现问题。重点分析了通过SCADA/EMS系统获取在线负荷信息以及通过广域保护系统或者安全稳定系统下达减载量在时效性上的可行性。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1课题的提出及意义

1.2国内外研究现状

1.3 本论文主要工作

2 电力系统频率特性分析

2.1 引言

2.2 电力系统频率静态特性

2.3 电力系统频率动态特性

2.4不同的减载量对频率动态特性的影响

2.5 本章小结

3 基于功率缺额动态计算的减载量分配

3.1 引言

3.2 负荷等级的分类

3.3 基于功率缺额动态计算的减载量分配

3.4 本章小结

4 基于在线负荷检测的变电站低频减载方案

4.1 引言

4.2保证每轮减载量的重要意义

4.3基于在线负荷检测的变电站低频减载方案

4.4开闭所低频减载

4.5 本章小结

5 基于在线负荷检测智能低频减载的实现

5.1 引言

5.2 在线检测信息获取方式

5.3 变电站减载量下达方式

5.4 本方案的信息流程

5.5 本章小结

6 结论及展望

6.1 本文主要结论

6.2 后续研究及展望

致谢

参考文献

附 录