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。