柴油机发电厂承担独立小电网与大电网联系过程的研究

摘要

珠江三角洲地区近年来工业的高速发展，带来了对电力能源供应的迫切需求。而广东由于历史上的原因，造成了电力能源供应的紧缺。另一个方面，电网建设为了适应总体经济环境的发展，一直在扩建、改建当中。如何在施工期间减少对用户供电的中断现象，是电网目前的一个重要考虑事项。在这种客观历史条件下，建设周期短，可以在短期内见效的小型电厂，主要是大功率柴油机发电厂大量出现。很多时候，特别是在经济发展迅速，而电网建设相对滞后的地区，为减小电网建设给用户带来的损失，短时间内，可以使用柴油机发电厂作为电源、或在弱联系的情况下独自承担一个小的局部电网供电。柴油发电机组的固有优点：起动迅速、升降负荷快速灵活、多台机组互为备用等优点得以充分发挥。如何保证这种特殊的发电运行方式和正常情况下发电运行方式进行顺利转换，这就是本文要研究的课题。 本文以ABB公司生产的同步发电机HSG1600K12为例，全面介绍了同步发电机的结构、工作原理、励磁控制系统、转速控制系统等相关技术。又对相关设备，如：升压变压器、出线开关等一次设备及其控制、保护系统进行了一般性介绍。以单一电源的局部独立简单小电网为例，分析了相关电网技术。主要有：1、频率的控制和调节、有功功率保持平衡的方式和意义。将负荷和电源两个环节的功率频率特性综合起来，分析了电力系统的频率静态特性。介绍了系统在正常工况和异常及故障工况下，单一电力系统的频率调整方法和原理。2、电压的控制和调节，无功功率的产生、稳定运行的方式和意义。介绍了控制中枢点的电压在规定范围内变化，从而使网络各处的电压都达到规定的范围标准的几种调压措施。具体分析了南沙电力有限公司所处的电网实际运行环境和电网连结情况。介绍了大电网对该发电厂所应承担的“单独供电工作”的要求，并分析了相关解决问题的方法和过程中会出现的各种问题和经验。针对脱网和并网所带来的冲击和以特殊方式运行期间所要经受到的各种扰动，如何采取应对措施，保持系统稳定。在总结了各项经验之后，找出一个比较稳妥的解决途径，使这种特殊的发电运行方式和正常情况下的发电运行方式之间，在保证电网和发电厂双方面安全的大前提下，能够进行顺利转换。最后，对结论进行总结。介绍其在实践当中的应用情况。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章柴油发电机组

2.1柴油机发电厂介绍

2.1.1一般发电运行

2.1.2特殊情况下的供电保障工作

2.2柴油机

2.3发电机

2.3.1凸极同步发动机的基本结构

2.3.2 工作原理

2.4一次设备

2.4.1主变压器

2.4.2 10KV母线及各种开关柜

2.4.3 110KV主出线开关

2.4.4互感器

2.5控制系统

2.5.1总体结构

2.5.2可编程逻辑控制器(PLC)

2.6本章小结

第三章柴油机发电厂相关技术分析

3.1柴油发电机组一般正常情况下的开机、运行和停机过程概述

3.2柴油机发电机组有功功率—频率(转速)调节

3.2.1调速器

3.2.2超速保护装置

3.2.3发电机组的有功功率—频率静态特性

3.3柴油机发电机组无功功率—电压调节

3.3.1励磁系统概述

3.3.2发电机的灭磁措施

3.3.3无刷励磁同步发电机的励磁方式

3.3.4有复励基波励磁方式

3.3.5自动电压调节器

3.4同步发电机并列运行的条件

3.5电磁功率

3.6静态稳定条件

3.7静态过载能力

3.8动态补偿

3.9同步发电机的振荡

3.10同步发电机的稳态不对称运行

3.11同步发电机突然短路

3.12柴油发电机组的主要设计要求

3.13发电机的继电保护

3.13.1发电机的差动保护

3.13.2发电机的定时限过电流保护

3.14本章小结

第四章电网相关技术分析

4.1频率调节

4.1.1单一电力系统负荷的频率特性

4.1.2单一电力系统的频率静态特性

4.1.3单一电力系统的频率动态特性

4.1.4单一电力系统的频率突然下降及崩溃

4.1.5单一电力系统的频率控制及调整

4.2电压调节

4.2.1单一电力系统的负荷的电压静态特性

4.2.2单一电力系统的无功功率平衡

4.2.3单一电力系统的电压控制及调整

4.3电网运行环境分析

4.3.1具体电网连结情况

4.3.2发电厂和电网的连结和分断

4.4本章小结

第五章顺利转换供电方式的措施

5.1局部小电网和大电网解列

5.2局部小电网单独运行

5.3局部小电网和大电网并网

5.4本章小结

结论

参考文献

在学期间发表与学位论文内容相关的学术论文

致谢