孤立电网安全稳定控制技术研究

摘要

电力系统孤网运行时，由于其机组数量少，机组容量小，系统稳定性差，各种故障情况下往往会造成系统频率大幅波动，甚至引起机组跳闸，大面积停电，造成严重损失。本文针对中电投集团蒙东能源公司霍煤鸿骏铝电公司的孤立电网，进行了系统安全稳定控制技术的研究。 首先，阐述了孤立电网的网架结构、保护配置、安全稳定控制装置配置和与其他相关专业的配合情况。 其次，针对该公司孤立电网分别进行了在不同风力出电情况下，发生线路故障、火电机组故障、风电全停或风电送出线故障和电解铝负荷故障对系统稳定情况影响的计算分析，对结果进行了总结，发现在发生故障时极易造成频率失稳的问题。对影响该孤立电网系统频率稳定的原因进行了分析，认为孤立电网系统出现故障时，火电机组和风电机组发出的功率与电解铝负荷吸收的功率不平衡是造成频率失稳的根本原因。 最后，对孤立电网运行的频率特点进行了阐述，对孤立电网运行情况下一次调频、二次调频、高频切机和低频减载等频率稳定控制措施进行了分析，并针对该公司孤立电网系统，提出采取切火电机组、切风机、切负荷整流变、切整期负荷等策略解决频率失稳的问题，并提出一系列完善的解决方案。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 频率稳定技术

1．2．2 电压稳定技术

1．2．3 风电场的并入对孤网的影响

1．3 主要研究工作

第二章 孤立电网建设现状

2．1 系统网架结构

2．2 系统继电保护配置现状

2．2．1 500kV落地变电站

2．2．2 铝厂二期

2．2．3 铝厂三期

2．2．4 7～8#机组

2．3 安全稳定控制装置配置原则及方案

2．4 需要相关专业配合

2．4．1、对通信专业的要求

2．4．2、对电气专业的要求

2．5 本章小结

第三章 孤立电网稳定计算分析

3．1 安全稳定计算

3．1．1 系统稳定计算条件

3．1．2 热稳定计算

3．1．3 暂态稳定计算

3．2 暂态计算结果

3．2．1 线路故障

3．2．2 电源故障

3．2．3 负荷故障

3．3 结果分析

3．3．1 安全稳定问题主要是线路过载和频率稳定

3．3．2 频率稳定问题原因分析和应对思路

3．3．3 存在2台50MW小火电机组的分析

3．4 本章小结

第四章 孤立电网频率稳定控制策略

4．1 孤立电网运行频率特点

4．2 孤网运行频率控制

4．2．1 一次调频

4．2．2 二次调频

4．3 高频切机与低频减载

4．3．1 高频切机

4．3．2 低频减载

4．4 安全稳定控制策略

4．4．1 电铝1-3号线发生N-2故障，第三回线过载问题的安全稳定控制策略

4．4．2 局域电网电解铝负荷故障的安全稳定控制策略

4．4．3 局域电网火电机组或风电故障安全稳定控制策略

4．4．4 存在2台50MW小火电机组的分析

4．5 安全稳定控制系统配置原则及方案

4．5．1 配置原则

4．5．2 基本要求

4．5．3 配置方案

4．5．4 装置配置方案

4．5．5 装置功能

4．5．6 装置主要输入输出量

4．5．7 装置运行模式

4．5．8 主要判据

4．5．9 控制策略

4．5．10 通道需求

4．6 本章小结

第五章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

作者简介

附录