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            安全管理网

            分布式安全稳定控制装置的应用

            文档作者: 曹晓梅 陈熙        文档来源: 1.国网江苏省电力公司海安县供电公司 2.南京师范大学
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            更新时间: 2020年12月28日
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            文档格式: PDF       
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            第l8卷(2016年第ll期) 电力安全技术 分布式安全稳定控制装置的应用 曹晓梅 , 陈 熙 (1.国网江 芎=省电力公司海安县供电公司,江苏南通226600; 2.南京师范大学,江苏南京210000) [摘要]介绍了分布式安全稳定控制装置的基本原理和控制策略,结合实例阐述了具体的系 统配置方案与控制策略的设置。结果表明,合理的控制策略可以有效提高安全稳定控制装置的运行 可靠性,确保信号采集的正确性,进而保障电网安全、稳定地运行。 [关键词]安稳装置;控制策略;通道配置;稳控策略 0 引言 近年来,为了优化能源结构、推动节能减排, 实现经济可持续发展,国家大力推广特高压骨干电 网以及光伏电源建设,我国的电网结构因此发生了 很大变化。因多个区域电网的联 系加强,一旦特高 压骨干电网发生故障,将波及多个区域电网,增加 了电网稳定特性的复杂度。 安全稳定控制装置(以下简称“安稳装置”) 是能够快速切除系统故障、确保系统稳定运行的装 置。电力系统发生短路或异常运行称为电力系统的 一次事故,而把可能导致电力系统失步的称为二次 事故。为了防止二次事故产生的严重后果,必须装 设安稳装置。当电网受到大扰动而出现紧急状态时, 安稳装置能够迅速执行紧急控制措施,维持系统功 角稳定、电压稳定和频率稳定,使系统恢复到正常 运行状态。装设安稳装置是提高电力系统稳定性、 防范电网稳定事故、防止大面积停电事故的有效措 施,目前已广泛应用在全国各级目 网和电厂。 1 分布式安稳装置基本原理 分布式安稳装置是在多年研制开发安稳装置经 验的基础上,为了满足特高压互联电网稳定运行要 求而研发的新一代安稳装置。分布式安稳装置既可 用于特高压电网的稳定控制和大区互联电网的安全 稳定控制,又可适用于区域电网和单个厂站的稳定 控制,满足电力系统安全稳定控制的需要,提高对 电网的驾驭能力。 分布式安稳装置要采集交流电流、交流电压等 模拟量信息和开关、刀闸等位置信号以及?;ぬ?信号;并且为实现协调控制,还需要采集异地的线 路、元件、装置等运行信息,通过采集的信息自动 识别电网当前的运行方式。当系统故障时,根据判 断出的故障类型(包括远方送来的故障信息)、事 故前电网的运行方式及主要送电断面的潮流大小, 查找存放在装置内的预先经离线稳定分析制定的控 制策略表,确定应采取的控制措施及控制量,如切 机、切负荷、解列、直流功率紧急调制、调机组出 力、投切电抗器/电容器等。 2 安稳装置控制策略 以某供电公司辖区内110kV光伏电站并网为 例,对安稳装置控制策略进行具体分析研究。各个 变电站均采用SCS-500E型安稳控制装置,通过 通信设备联络、多套装置相互配合,组成分布式安 稳控制系统,实现对该区域电网的稳定控制。其一 次主接线如图1所示。 2.1 安稳控制系统一次主接线运行方式 220 kV仲洋变1/2号主变分列运行供110 KV 正、副母线,1 10 kV仲戚I/ Ⅱ线分供戚庄变 110 kV正、副母线,l10 kV戚坝线/戚港线分供 老坝港变110kV I/ Ⅱ段母线,l10kV海东光伏 经过110 kV港海线上老坝港变110 kV I段母线与 系统并列,l10kV建海光伏经过110kV港建线上 一 一 电力安全技术 第18卷(2016年第1l期) 710 710 图1 一次主接线 老坝港变1 10 kV Ⅱ段母线与系统并列。 2.2 通道配置及通道数据交换 结合安稳装置的基本原理及图1可以看出,系 统一次接线方式复杂,运行方式灵活多变,这给制 定切实有效的控制策略带来一定难度。为了能正确、 及时地传输各类信息,自动识别电网运行方式,通 过研究分析,安稳系统对通道进行了配置,并采取 了通道数据交换。通道配置如图2所示,通道数据 的交换方式如图3所示。 图2 通道配置示意 该区域安全稳定控制系统控制策略表总的配置 原则,就是防止l10kV海东光伏(建海光伏)电站 孤岛运行。当光伏电站并网通道上的某一断路器跳 闸后,若安稳装置判断海东光伏(建海光伏)电站 为孤岛运行时,则向海东光伏(建海光伏)电站端 的安稳装置发送跳闸命令,由其跳开海东光伏(建 一 一 ①切光伏 海光伏)电站110kV高压侧开关。当仲洋变701开 关跳开后,稳控策略应能自动识别跳开海东光伏或 建海光伏,或者同时跳开。该区域安全稳定控制系 统控制策略表的难点就在于任一通道受阻后,稳控 策略如何能自动识别跳开海东光伏还是建海光伏, 或者两者都跳。 2.3 控制策略表信息 根据总的配置原则,系统控制策略表采集了如 下信息。 (1)仲洋变侧。电气量输入:2台主变中压侧 三相电压和三相电流;开关量输入:仲戚I/Ⅱ线 HWJ和正、副母刀闸位置信号,2台主变中压侧 HWJ和正、副母刀闸位置信号,母联开关HWJ; 输出:本地输出无。 (2)戚庄变侧。电气量输入:仲戚I/Ⅱ线三 相电压和三相电流;开关量输入:仲戚I/Ⅱ线 HWJ和正、副母刀闸位置信号,戚坝线/戚港线 HWJ和正、副母刀闸位置信号,母联开关HWJ; 输出:本地输出无。 (3)老坝港变侧。电气量输入:戚坝线/戚港 线、港建线/港海线三相电压和三相电流;开关量 输入:戚坝线/戚港线、港建线/港海线HwJ, 分段开关HWJ;输出:本地输出无。 (4)建海光伏侧。电气量输入:港建线三相电 压和三相电流;开关量输入:港建线HwJ;输出: 建光伏海 —————一_.. ②戚肭 坝线’ //』戚 ~ 港线输?出?通日道 受 ② 一中戚 I/Ⅱ线输出通 【道受 阻信息 I 咀信息 ①切光伏 l10kV 一 2M 110kV 220 kV 出线命令 老坝港 戚庄 、 2M 仲洋 海东 ——一 光伏 ————+ 图3 稳定控制系统通道数据交换示意 =星 ~ 运I.藿 Y 第l8卷(2016年第l1期) 电力安全技术 跳港建线开关出口。 (5)海东光伏侧。电气量输入:港海线三相电 压和三相电流;开关量输入:港海线HWJ;输出: 跳港海线开关出口。 根据上述采集的信息以及预先经离线稳定分析 制定的控制策略表,安全稳定系统就能自动判别仲 洋变、戚庄变110 kV母线的结排方式,以及并网 通道上相关断路器的分、合闸状态。 3 实例说明及分析 若判断出光伏电站接人系统的并网通道上有某 一断路器处在分闸位置(使得该光伏电站所有并网 通道全部断开),则可得出该光伏电站将孤岛运行 的结论,如此,装置发出将光伏电站解列的跳闸命 令。现取以下2个实例予以说明。 3.1 实例1方式 老坝港变l10 kV分段开关打开;戚庄变 l10kV母联打开,戚坝线和仲戚Ⅱ线挂一段母线, 戚坝线和仲戚线挂另一段母线;仲洋变110kV母 联打开,仲戚I线和2号主变中压侧挂一段母线, 仲戚Ⅱ线和l号主变中压侧挂二.蛩母线,实例1的 运行方式如图4所示。 建海 — 罕I 哮 I I 一』 誉—— 山臻 根据挂母线的情况,戚庄变侧稳控装置判别出 戚坝线和仲戚Ⅱ线属于同一串,戚港线和仲戚I线 属于同一串。仲洋变判别出仲戚I线和2号主变中 压侧属于同一串,仲戚Ⅱ线和1号主变中压侧属于 同一串。 当仲洋变装置判出1号主变中压侧跳闸,则同 时判定同串元件仲戚Ⅱ线输出通道受阻,并将此信 息发送给戚庄变。戚庄变收到仲戚Ⅱ线输出通道受 阻的信息,则同时判定同串元件戚坝线输出通道受 阻,并将此信息发送给老坝港变。老坝港变收到戚 坝线输出通道受阻的信息,执行本地该方式下的策 略,切除海东光伏。 当仲洋变装置判出2号主变中压侧跳闸,则同 时判定同串元件仲戚I线输出通道受阻,并将此信 息发送给戚庄变。戚庄变收到仲戚I线输出通道受 阻的信息,则同时判定同串元件戚港线输出通道受 阻,并将此信息发送给老坝港变。老坝港变收到戚 港线输出通道受阻的信息,执行本地该方式下的策 略,切除建海光伏。 3.2 实例2方式 老坝港变110 kV分段开关闭合;戚庄变 1 1O kV母联打开,戚坝线和仲戚双线挂一段母线, 戚港停运;仲洋变110kV母联打开,仲戚I/ Ⅱ 线和1号主变中压侧挂一段母线,2号主变中压侧 单挂另一段母线,实例2的运行方式如图5所示。 戚庄 仲洋 图5 实例2运行方式 1号 主变 2号 主变 根据挂母线的情况,戚庄变装置判别出戚坝 线和仲戚I/Ⅱ线属于同一串。仲洋变判别出仲戚 I/Ⅱ线和1号主变中压侧属于同一串,2号主变 中压侧与仲戚I/Ⅱ线没有任何联系。 当仲洋变装置判出1号主变中压侧跳闸,则同 时判定同串元件仲戚I/Ⅱ线输出通道受阻,并将 此信息发送给戚庄变。戚庄变收到仲戚I/Ⅱ线输 出通道受阻的信息,则同时判定同串元件戚坝线输 出通道受阻,并将此信息发送给老坝港变。老坝港 变收到戚坝线输出通道受阻的信息,执行本地方式 下的策略,切除建海光伏和海东光伏。 当仲洋变装置判出2号主变中压侧跳闸,则同 时判定没有仲戚I/Ⅱ线输出通道受阻,不向戚庄 变发送任何信息,装置决策到此结束。 3.3 实例分析 由上述实例可以看出,任一运行方式下的判别 均遵循上述原理,安稳装置均能正确识别。因仲洋 变、戚庄变l10kV为双母线接线方式,为确保正、 副刀闸位置采集信号的可靠,后期试验调试过程中, 在仲洋变、戚庄变侧增加了所有正、副母刀闸位置 采集的强制压板、检修压板及刀闸位置异常的告警 一 一 S 电力安全技术 第18卷(2016年第l1期) 600 MW机组炉膛总风量低?;の蠖?分析及改进 贺治国 (国电电力大同发电有限责任公司,山西大同037043) [摘要]介绍了一起炉膛总风量低?;ごシFT?;ざ鞯氖鹿?。根据ABB Symphony系统 的控制柜电源结构以及PFI信号的产生机理与作用,分析了炉膛总风量低?;の蠖鞯脑?,并提 出了针对性的整改措施,对该系统控制柜的电源结构进行改进,以避免同类事故的发生。 [关键词]总风量低?;?;控制柜电源;PFI信号;PFI电压 0 引言 某公司7号机组是我国首台采用直接空冷的 600 MW 机组。其锅炉为DG2026/17.35Ⅱ型亚临 界、自然循环、一次中间再热、固态排渣汽包炉。 DCS(分布式控制系统)采用ABB Symphony系 统。炉侧风量取样装置为机翼式,风量变送器型号 为EJA110A差压变送器。其中,6台磨煤机的一、 二次风量与燃烬风量模拟量信号都送入MCS02机 柜,然后在MCS02机柜的控制器中将以上风量求 和后得出炉膛总风量,并判断低限值(小于460 t/ h),得出3个开关量DI(数字量输入)信号,再通 过3个独立的模件输出3个开关量DO(数字量输出) 信号,送人FSSS(锅炉炉膛安全监控)系统经过“三 取二”逻辑判断后作为MFT(主燃料跳闸)?;ぬ?信号,有效确保信号采集的正确性,提高安稳装置 的可靠运行水平。 4 结束语 电力市场结构改革增加了电力系统稳定性控制 的难度,要充分发挥特高压电网以及光伏电源的优 势,需要更先进可靠的安全稳定系统,对稳定控制 技术和控制策略也提出了更高的要求。 通过对分布式安稳装置控制策略的分析研究, 合理地配置信息通道与正确地制定控制策略,能有 一 一 阐条件之?。 1 事故概况 2012-05-07T03:09,7号机组DCS画面显示 锅炉总风量从1 900 t/h突降至140 t/h,锅炉 总风量低?;ごシFT?;ざ?,机组负荷由 394 MW 降为0,7号机组跳闸。 03:20,在运行人员启动A磨煤机时,锅炉重 新点火。 03:40,锅炉总风量低?;ぴ俅未シET保 护动作,此时DCS画面显示锅炉总风量从929 t/h 突变为0。在更换MCS02机柜的电源??楹湍<?后,经运行值长同意,将锅炉总风量低?;ね顺?。 03:54,启动B磨煤机,锅炉再次重新点火。 效确保安稳装置信号采集的正街I生,提高安稳装置 运行的可靠性水平,从而为电网安全稳定运行提供 有力的保障。 收稿日期:2016—03—06;修回日期:2016-06—06。 作者简介: 曹晓梅(1980一),女,工程师,主要从事继电?;ぷㄒ倒芾砉?作,email:54421 3477@qq.COIn。 陈熙(1994一),男,本科在读,主要学习有关电气工程及自 动化的课程。
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