弱联络自备电网的安全稳定分析与控制

摘要

文章阐述了电网安全稳定控制技术的发展现状，总结了其在大电网安全稳定控制的应用情况并提出其一般控制架构。在此背景下，以某大型电解铝企业自备电网为例，根据其电网网架结构，分析其电网安全稳定特性、用电负荷的特殊需求，为保证企业自备电网的安全稳定运行并提高其供电可靠性，减少因停电对企业造成的损失，提出了针对自备电网的安全稳定分析与控制课题。
　　本文首先建立了自备电网网架模型，分析与主网弱联络自备电网的架构以及负荷特性，提出其在孤网以及与主网小潮流联络的前提下，网内线路、机组、负荷以及外部联络线故障等一系列不利因素条件下，可能存在的网内元件过载问题或者电网频率电压稳定问题，以及联络线热稳定和潮流越限问题。为了提高电网抵御事故扰动的能力，根据工程实践的基础上建立的自备电网设备如发电机组及负荷模型，运用FASTEST电力系统软件计算及动态仿真，进行系统的安全稳定性评估，分析在不同的运行方式下主要运行元件的N-1故障、N-2故障及严重故障下的系统安全稳定特性，对存在的安全稳定问题进行量化分析，研究相关安全稳定控制策略，制定自备电网安全稳定紧急控制策略、事故后补偿及校正控制策略并进行校核。
　　根据自备电网安全稳定特性分析结论，并结合基于分析提出的经过校核的控制策略，结合自备电网的网架及负荷特性，合理的建立离线安全稳定控制系统。其控制系统按照常规大电网安全稳定控制系统配置逻辑，按分层概念，分别设置企业自备电网控制主站，子站，切机执行站和切负荷执行站，经过合理安排，在相应站点进行稳控装置布点。在功能实现上，控制主站、子站、执行站布点装置对上述关键节点元件进行运行状态监测，实时判断相关主要元件的投停、异常、故障状态，通过光纤互联的稳控装置，将上述信息在控制主站对故障进行汇总，为保证策略执行的统一协调及控制时序，防止因过控或欠控造成电网新的稳定问题，统一由主站按照预定策略从整体判别自备电网在该状态下存在的问题，并按照分析得到的稳定控制策略进行决策判断，得到保持稳定状态需要采取的相关切机或者切负荷措施，通过装置间光纤通道将命令发送至执行站执行切机或者切负荷，完成整个控制过程。同时，该控制系统整合了大电网第三道防线控制思路，若自备电网发生严重故障或者实际运行工况差异，导致安全稳定紧急控制措施无法匹配策略执行，还可以通过安全稳定控制装置制定事故后补偿控制措施，依靠低周减载、高周切机等措施来防止系统稳定破坏，避免造成企业因网内大范围停电造成较大经济损失。
　　文章最后对电解铝自备电网的安全稳定控制系统进行了总结，提出了其对类似自备电网的借鉴意义，并对下一步研究内容进行了展望。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1．背景和意义

1．2．电网安全稳定控制技术现状

1．3．自备电网运行现状

1．4．本论文的主要内容

第二章 电网模型及计算条件

2．1．电网模型

2．2．电网运行方式

2．3．负荷控制方法

2．4．安全稳定计算条件

2．5．本章小结

第三章 自备电网安全稳定特性分析

3．1．孤网运行方式

3．2．联网运行方式

3．3．低频低压及高周控制

3．4．本章小结

第四章 自备电网安全稳定控制系统解决方案

4．1．总体方案

4．2．稳控系统架构

4．3．系统总体功能

4．4．控制主站功能

4．5．控制子站功能

4．6．执行站功能

4．7．本章小结

第五章 结论和展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况