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      安全管理網

      分布式安全穩定控制裝置的應用

      文檔作者: 曹曉梅 陳熙        文檔來源: 1.國網江蘇省電力公司海安縣供電公司 2.南京師范大學
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      更新時間: 2020年12月28日
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      第l8卷(2016年第ll期) 電力安全技術 分布式安全穩定控制裝置的應用 曹曉梅 , 陳 熙 (1.國網江 芎=省電力公司海安縣供電公司,江蘇南通226600; 2.南京師范大學,江蘇南京210000) [摘要]介紹了分布式安全穩定控制裝置的基本原理和控制策略,結合實例闡述了具體的系 統配置方案與控制策略的設置。結果表明,合理的控制策略可以有效提高安全穩定控制裝置的運行 可靠性,確保信號采集的正確性,進而保障電網安全、穩定地運行。 [關鍵詞]安穩裝置;控制策略;通道配置;穩控策略 0 引言 近年來,為了優化能源結構、推動節能減排, 實現經濟可持續發展,國家大力推廣特高壓骨干電 網以及光伏電源建設,我國的電網結構因此發生了 很大變化。因多個區域電網的聯 系加強,一旦特高 壓骨干電網發生故障,將波及多個區域電網,增加 了電網穩定特性的復雜度。 安全穩定控制裝置(以下簡稱“安穩裝置”) 是能夠快速切除系統故障、確保系統穩定運行的裝 置。電力系統發生短路或異常運行稱為電力系統的 一次事故,而把可能導致電力系統失步的稱為二次 事故。為了防止二次事故產生的嚴重后果,必須裝 設安穩裝置。當電網受到大擾動而出現緊急狀態時, 安穩裝置能夠迅速執行緊急控制措施,維持系統功 角穩定、電壓穩定和頻率穩定,使系統恢復到正常 運行狀態。裝設安穩裝置是提高電力系統穩定性、 防范電網穩定事故、防止大面積停電事故的有效措 施,目前已廣泛應用在全國各級目 網和電廠。 1 分布式安穩裝置基本原理 分布式安穩裝置是在多年研制開發安穩裝置經 驗的基礎上,為了滿足特高壓互聯電網穩定運行要 求而研發的新一代安穩裝置。分布式安穩裝置既可 用于特高壓電網的穩定控制和大區互聯電網的安全 穩定控制,又可適用于區域電網和單個廠站的穩定 控制,滿足電力系統安全穩定控制的需要,提高對 電網的駕馭能力。 分布式安穩裝置要采集交流電流、交流電壓等 模擬量信息和開關、刀閘等位置信號以及保護跳閘 信號;并且為實現協調控制,還需要采集異地的線 路、元件、裝置等運行信息,通過采集的信息自動 識別電網當前的運行方式。當系統故障時,根據判 斷出的故障類型(包括遠方送來的故障信息)、事 故前電網的運行方式及主要送電斷面的潮流大小, 查找存放在裝置內的預先經離線穩定分析制定的控 制策略表,確定應采取的控制措施及控制量,如切 機、切負荷、解列、直流功率緊急調制、調機組出 力、投切電抗器/電容器等。 2 安穩裝置控制策略 以某供電公司轄區內110kV光伏電站并網為 例,對安穩裝置控制策略進行具體分析研究。各個 變電站均采用SCS-500E型安穩控制裝置,通過 通信設備聯絡、多套裝置相互配合,組成分布式安 穩控制系統,實現對該區域電網的穩定控制。其一 次主接線如圖1所示。 2.1 安穩控制系統一次主接線運行方式 220 kV仲洋變1/2號主變分列運行供110 KV 正、副母線,1 10 kV仲戚I/ Ⅱ線分供戚莊變 110 kV正、副母線,l10 kV戚壩線/戚港線分供 老壩港變110kV I/ Ⅱ段母線,l10kV海東光伏 經過110 kV港海線上老壩港變110 kV I段母線與 系統并列,l10kV建海光伏經過110kV港建線上 一 一 電力安全技術 第18卷(2016年第1l期) 710 710 圖1 一次主接線 老壩港變1 10 kV Ⅱ段母線與系統并列。 2.2 通道配置及通道數據交換 結合安穩裝置的基本原理及圖1可以看出,系 統一次接線方式復雜,運行方式靈活多變,這給制 定切實有效的控制策略帶來一定難度。為了能正確、 及時地傳輸各類信息,自動識別電網運行方式,通 過研究分析,安穩系統對通道進行了配置,并采取 了通道數據交換。通道配置如圖2所示,通道數據 的交換方式如圖3所示。 圖2 通道配置示意 該區域安全穩定控制系統控制策略表總的配置 原則,就是防止l10kV海東光伏(建海光伏)電站 孤島運行。當光伏電站并網通道上的某一斷路器跳 閘后,若安穩裝置判斷海東光伏(建海光伏)電站 為孤島運行時,則向海東光伏(建海光伏)電站端 的安穩裝置發送跳閘命令,由其跳開海東光伏(建 一 一 ①切光伏 海光伏)電站110kV高壓側開關。當仲洋變701開 關跳開后,穩控策略應能自動識別跳開海東光伏或 建海光伏,或者同時跳開。該區域安全穩定控制系 統控制策略表的難點就在于任一通道受阻后,穩控 策略如何能自動識別跳開海東光伏還是建海光伏, 或者兩者都跳。 2.3 控制策略表信息 根據總的配置原則,系統控制策略表采集了如 下信息。 (1)仲洋變側。電氣量輸入:2臺主變中壓側 三相電壓和三相電流;開關量輸入:仲戚I/Ⅱ線 HWJ和正、副母刀閘位置信號,2臺主變中壓側 HWJ和正、副母刀閘位置信號,母聯開關HWJ; 輸出:本地輸出無。 (2)戚莊變側。電氣量輸入:仲戚I/Ⅱ線三 相電壓和三相電流;開關量輸入:仲戚I/Ⅱ線 HWJ和正、副母刀閘位置信號,戚壩線/戚港線 HWJ和正、副母刀閘位置信號,母聯開關HWJ; 輸出:本地輸出無。 (3)老壩港變側。電氣量輸入:戚壩線/戚港 線、港建線/港海線三相電壓和三相電流;開關量 輸入:戚壩線/戚港線、港建線/港海線HwJ, 分段開關HWJ;輸出:本地輸出無。 (4)建海光伏側。電氣量輸入:港建線三相電 壓和三相電流;開關量輸入:港建線HwJ;輸出: 建光伏海 —————一_.. ②戚肭 壩線’ //』戚 ~ 港線輸?出?通日道 受 ② 一中戚 I/Ⅱ線輸出通 【道受 阻信息 I 咀信息 ①切光伏 l10kV 一 2M 110kV 220 kV 出線命令 老壩港 戚莊 、 2M 仲洋 海東 ——一 光伏 ————+ 圖3 穩定控制系統通道數據交換示意 =星 ~ 運I.藿 Y 第l8卷(2016年第l1期) 電力安全技術 跳港建線開關出口。 (5)海東光伏側。電氣量輸入:港海線三相電 壓和三相電流;開關量輸入:港海線HWJ;輸出: 跳港海線開關出口。 根據上述采集的信息以及預先經離線穩定分析 制定的控制策略表,安全穩定系統就能自動判別仲 洋變、戚莊變110 kV母線的結排方式,以及并網 通道上相關斷路器的分、合閘狀態。 3 實例說明及分析 若判斷出光伏電站接人系統的并網通道上有某 一斷路器處在分閘位置(使得該光伏電站所有并網 通道全部斷開),則可得出該光伏電站將孤島運行 的結論,如此,裝置發出將光伏電站解列的跳閘命 令?,F取以下2個實例予以說明。 3.1 實例1方式 老壩港變l10 kV分段開關打開;戚莊變 l10kV母聯打開,戚壩線和仲戚Ⅱ線掛一段母線, 戚壩線和仲戚線掛另一段母線;仲洋變110kV母 聯打開,仲戚I線和2號主變中壓側掛一段母線, 仲戚Ⅱ線和l號主變中壓側掛二.蛩母線,實例1的 運行方式如圖4所示。 建海 — 罕I 哮 I I 一』 譽—— 山臻 根據掛母線的情況,戚莊變側穩控裝置判別出 戚壩線和仲戚Ⅱ線屬于同一串,戚港線和仲戚I線 屬于同一串。仲洋變判別出仲戚I線和2號主變中 壓側屬于同一串,仲戚Ⅱ線和1號主變中壓側屬于 同一串。 當仲洋變裝置判出1號主變中壓側跳閘,則同 時判定同串元件仲戚Ⅱ線輸出通道受阻,并將此信 息發送給戚莊變。戚莊變收到仲戚Ⅱ線輸出通道受 阻的信息,則同時判定同串元件戚壩線輸出通道受 阻,并將此信息發送給老壩港變。老壩港變收到戚 壩線輸出通道受阻的信息,執行本地該方式下的策 略,切除海東光伏。 當仲洋變裝置判出2號主變中壓側跳閘,則同 時判定同串元件仲戚I線輸出通道受阻,并將此信 息發送給戚莊變。戚莊變收到仲戚I線輸出通道受 阻的信息,則同時判定同串元件戚港線輸出通道受 阻,并將此信息發送給老壩港變。老壩港變收到戚 港線輸出通道受阻的信息,執行本地該方式下的策 略,切除建海光伏。 3.2 實例2方式 老壩港變110 kV分段開關閉合;戚莊變 1 1O kV母聯打開,戚壩線和仲戚雙線掛一段母線, 戚港停運;仲洋變110kV母聯打開,仲戚I/ Ⅱ 線和1號主變中壓側掛一段母線,2號主變中壓側 單掛另一段母線,實例2的運行方式如圖5所示。 戚莊 仲洋 圖5 實例2運行方式 1號 主變 2號 主變 根據掛母線的情況,戚莊變裝置判別出戚壩 線和仲戚I/Ⅱ線屬于同一串。仲洋變判別出仲戚 I/Ⅱ線和1號主變中壓側屬于同一串,2號主變 中壓側與仲戚I/Ⅱ線沒有任何聯系。 當仲洋變裝置判出1號主變中壓側跳閘,則同 時判定同串元件仲戚I/Ⅱ線輸出通道受阻,并將 此信息發送給戚莊變。戚莊變收到仲戚I/Ⅱ線輸 出通道受阻的信息,則同時判定同串元件戚壩線輸 出通道受阻,并將此信息發送給老壩港變。老壩港 變收到戚壩線輸出通道受阻的信息,執行本地方式 下的策略,切除建海光伏和海東光伏。 當仲洋變裝置判出2號主變中壓側跳閘,則同 時判定沒有仲戚I/Ⅱ線輸出通道受阻,不向戚莊 變發送任何信息,裝置決策到此結束。 3.3 實例分析 由上述實例可以看出,任一運行方式下的判別 均遵循上述原理,安穩裝置均能正確識別。因仲洋 變、戚莊變l10kV為雙母線接線方式,為確保正、 副刀閘位置采集信號的可靠,后期試驗調試過程中, 在仲洋變、戚莊變側增加了所有正、副母刀閘位置 采集的強制壓板、檢修壓板及刀閘位置異常的告警 一 一 S 電力安全技術 第18卷(2016年第l1期) 600 MW機組爐膛總風量低保護誤動作 分析及改進 賀治國 (國電電力大同發電有限責任公司,山西大同037043) [摘要]介紹了一起爐膛總風量低保護觸發MFT保護動作的事故。根據ABB Symphony系統 的控制柜電源結構以及PFI信號的產生機理與作用,分析了爐膛總風量低保護誤動作的原因,并提 出了針對性的整改措施,對該系統控制柜的電源結構進行改進,以避免同類事故的發生。 [關鍵詞]總風量低保護;控制柜電源;PFI信號;PFI電壓 0 引言 某公司7號機組是我國首臺采用直接空冷的 600 MW 機組。其鍋爐為DG2026/17.35Ⅱ型亞臨 界、自然循環、一次中間再熱、固態排渣汽包爐。 DCS(分布式控制系統)采用ABB Symphony系 統。爐側風量取樣裝置為機翼式,風量變送器型號 為EJA110A差壓變送器。其中,6臺磨煤機的一、 二次風量與燃燼風量模擬量信號都送入MCS02機 柜,然后在MCS02機柜的控制器中將以上風量求 和后得出爐膛總風量,并判斷低限值(小于460 t/ h),得出3個開關量DI(數字量輸入)信號,再通 過3個獨立的模件輸出3個開關量DO(數字量輸出) 信號,送人FSSS(鍋爐爐膛安全監控)系統經過“三 取二”邏輯判斷后作為MFT(主燃料跳閘)保護跳 信號,有效確保信號采集的正確性,提高安穩裝置 的可靠運行水平。 4 結束語 電力市場結構改革增加了電力系統穩定性控制 的難度,要充分發揮特高壓電網以及光伏電源的優 勢,需要更先進可靠的安全穩定系統,對穩定控制 技術和控制策略也提出了更高的要求。 通過對分布式安穩裝置控制策略的分析研究, 合理地配置信息通道與正確地制定控制策略,能有 一 一 闡條件之?。 1 事故概況 2012-05-07T03:09,7號機組DCS畫面顯示 鍋爐總風量從1 900 t/h突降至140 t/h,鍋爐 總風量低保護觸發MFT保護動作,機組負荷由 394 MW 降為0,7號機組跳閘。 03:20,在運行人員啟動A磨煤機時,鍋爐重 新點火。 03:40,鍋爐總風量低保護再次觸發MET保 護動作,此時DCS畫面顯示鍋爐總風量從929 t/h 突變為0。在更換MCS02機柜的電源模塊和模件 后,經運行值長同意,將鍋爐總風量低保護退出。 03:54,啟動B磨煤機,鍋爐再次重新點火。 效確保安穩裝置信號采集的正街I生,提高安穩裝置 運行的可靠性水平,從而為電網安全穩定運行提供 有力的保障。 收稿日期:2016—03—06;修回日期:2016-06—06。 作者簡介: 曹曉梅(1980一),女,工程師,主要從事繼電保護專業管理工 作,email:54421 3477@qq.COIn。 陳熙(1994一),男,本科在讀,主要學習有關電氣工程及自 動化的課程。
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