風(fēng)機(jī)振蕩擾動(dòng)源切除的方法
【專利摘要】PMU等數(shù)據(jù)顯示，新疆哈密三塘湖地區(qū)風(fēng)電功率多次出現(xiàn)25Hz左右的振蕩，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成了一定的威脅。經(jīng)觀察，該功率振蕩具有如下特點(diǎn)：即在風(fēng)電功率較大的時(shí)候，振蕩出現(xiàn)的概率明顯提高。根據(jù)這種現(xiàn)象，可以在檢測(cè)振蕩并且風(fēng)電功率較大時(shí)，分輪次切除一部分風(fēng)電。本發(fā)明綜合利用了電網(wǎng)多點(diǎn)功率振蕩信息，在監(jiān)測(cè)電網(wǎng)關(guān)鍵線路振蕩相對(duì)幅值、頻率、衰減情況的基礎(chǔ)上，找到擾動(dòng)源的位置并切除，其思路清晰，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說明】
風(fēng)機(jī)振蕩擾動(dòng)源切除的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)振蕩領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)機(jī)振蕩擾動(dòng)源切除的方法。應(yīng)用 于振蕩檢測(cè)以及對(duì)風(fēng)機(jī)振蕩源的切除。
【背景技術(shù)】
[0002] 受限于風(fēng)能資源與負(fù)荷中心的逆向分布，我國(guó)大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電普遍采用"集中式 開發(fā)、遠(yuǎn)距離輸送"的發(fā)展模式。風(fēng)電匯集系統(tǒng)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)多為輻射型連接，匯集線路較長(zhǎng)， 并且少有或沒有負(fù)荷接入，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)弱聯(lián)接送端電網(wǎng)，且風(fēng)電外送多采用串補(bǔ)交流輸 電和高壓直流輸電2種方式，由此引起的次同步振蕩問題勢(shì)必?zé)o法避免。
[0003] 因風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、并網(wǎng)方式與傳統(tǒng)火力發(fā)電機(jī)組相比均有本質(zhì)的區(qū)別，而 且風(fēng)電場(chǎng)/場(chǎng)群又是由多種類型風(fēng)電機(jī)組構(gòu)成，導(dǎo)致大規(guī)模風(fēng)電基地外送的次同步振蕩問 題變得十分復(fù)雜。且在火力發(fā)電機(jī)組及外送系統(tǒng)中比較成熟的次同步振蕩建模、機(jī)理分析 與抑制對(duì)策的研究成果還不能直接應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中。
[0004] 同時(shí)，PMU等數(shù)據(jù)顯示，新疆哈密三塘湖地區(qū)風(fēng)電功率多次出現(xiàn)25Hz左右的振蕩， 對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成了一定的威脅。為此，新疆中調(diào)已經(jīng)組織相關(guān)科研和試驗(yàn)單位，開 展振蕩特性和振蕩治理方法等研究。
[0005] 目前風(fēng)電機(jī)組側(cè)次同步振蕩機(jī)理、抑制措施等研究尚不夠透徹，同時(shí)風(fēng)電振蕩特 性研究復(fù)雜且耗時(shí)較長(zhǎng)，針對(duì)當(dāng)前現(xiàn)狀，本發(fā)明著重關(guān)注電網(wǎng)側(cè)風(fēng)機(jī)振蕩擾動(dòng)源的切除方 法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的目的：針對(duì)現(xiàn)有風(fēng)機(jī)次同步振蕩機(jī)理及抑制措施等研究尚不夠透徹的情 況，提供一種風(fēng)機(jī)振蕩擾動(dòng)源切除的方法，尤其適用于大規(guī)模風(fēng)電弱送端電網(wǎng)，能夠在振蕩 發(fā)生早期，快速地定位并切除風(fēng)機(jī)擾動(dòng)源，平息振蕩。
[0007] 本發(fā)明提供一種風(fēng)機(jī)振蕩擾動(dòng)源切除的方法，當(dāng)監(jiān)測(cè)到功率振蕩并且振蕩幅值大 于Ps< qd時(shí)，按振蕩相對(duì)幅值排序分輪次切除風(fēng)電，包括步驟：
[0008] 步驟一：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各測(cè)量點(diǎn)是否發(fā)生功率振蕩，給出振蕩幅值dPk、振蕩周期T以 及衰減程度；
[0009] 步驟二：計(jì)算各測(cè)量點(diǎn)線路功率振蕩幅度占其功率中間值的比例大小，得到振蕩 相對(duì)幅值，判斷振蕩是由哪個(gè)地區(qū)的風(fēng)電引起的，采取切除風(fēng)電措施；
[0010] 步驟三：切除風(fēng)電采取分輪次切除，第一輪切除監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)風(fēng)電，第二輪及后續(xù)輪 次切除振蕩相對(duì)幅值最大的線路側(cè)風(fēng)電。
[0011] 上述方案中：發(fā)生功率振蕩的振蕩幅值dPk需大于設(shè)定值P set_dz，振蕩周期T需在 最小周期T_、最大周期T_之間，振蕩計(jì)數(shù)器需大于等于設(shè)定值NS_dz。
[0012] 上述方案中：對(duì)所監(jiān)測(cè)的風(fēng)機(jī)出線設(shè)置"允許切"功能，控制對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)是否可切，對(duì) 各輪次要切區(qū)域設(shè)置切除風(fēng)電的比例系數(shù)，控制各輪次的切機(jī)量。
[0013] 本發(fā)明的有益效果：
[0014] (1)本發(fā)明從電網(wǎng)側(cè)切除振蕩擾動(dòng)源，避免了風(fēng)機(jī)側(cè)振蕩機(jī)理及抑制措施研究不 透徹的影響；
[0015] (2)本發(fā)明結(jié)合振蕩幅值、振蕩周期及振蕩衰減程度進(jìn)行風(fēng)機(jī)切除條件判別，提高 了風(fēng)機(jī)振蕩切除的可靠性；
[0016] (3)本發(fā)明可通過調(diào)整監(jiān)測(cè)的線路動(dòng)態(tài)跟蹤電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化，同時(shí)還可根據(jù)"允許 切"功能靈活調(diào)整可切風(fēng)機(jī)，靈活性高，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0017] 圖1新疆哈密三塘湖地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)及220kV網(wǎng)架
[0018] 圖2麻黃溝東、山北站功率振蕩檢測(cè)裝置與麻黃溝東站穩(wěn)控裝置通道
【具體實(shí)施方式】
[0019] 如圖1所示，以新疆哈密三塘湖地區(qū)風(fēng)電為例，對(duì)本發(fā)明提出的風(fēng)機(jī)振蕩擾動(dòng)源 切除方法進(jìn)行說明，本發(fā)明提出的風(fēng)機(jī)振蕩擾動(dòng)源切除方法由下文提到的功率振蕩檢測(cè)裝 置實(shí)現(xiàn)。該地區(qū)風(fēng)電振蕩檢測(cè)裝置的控制原則如下：
[0020] (1)新疆哈密三塘湖地區(qū)風(fēng)電在風(fēng)電功率較大的時(shí)候，振蕩出現(xiàn)的概率明顯提高。 根據(jù)這種現(xiàn)象，可以在檢測(cè)振蕩并且風(fēng)電功率較大時(shí)，分輪次切除一部分風(fēng)電。
[0021] (2)為了提高切機(jī)措施的有效性，盡量按照"誰出問題誰負(fù)責(zé)"的原則進(jìn)行控制。 計(jì)算各地區(qū)線路功率振蕩幅度占其功率中間值的比例大小，判斷振蕩是由哪個(gè)地區(qū)的風(fēng)電 引起的，優(yōu)先切除該地區(qū)風(fēng)電，然后再考慮整體切除風(fēng)電。
[0022] (3)裝置動(dòng)作分為四個(gè)輪次，第一輪直接由功率振蕩檢測(cè)裝置出口切除麻黃溝東 或山北的110kV和35kV線路，第二、三、四輪由功率振蕩檢測(cè)裝置發(fā)命令至麻黃溝東站穩(wěn)控 裝置組織切機(jī)，功率振蕩檢測(cè)裝置與穩(wěn)控裝置的通信如圖2所示。
[0023] 本發(fā)明所提供的具體判別方法如下：
[0024] (1)振蕩的確認(rèn)條件
[0025] 1.振蕩周期T滿足：Τ_< T彡T_，用來確定次同步振蕩的振蕩周期范圍
[0026] 2. P_-P_> P set，避免因功率正常波動(dòng)導(dǎo)致的誤判
[0027] (2)等幅、增幅、減幅振蕩的計(jì)數(shù)方法
[0028] -> Η判為增幅振蕩，起振判別計(jì)數(shù)器+2 ; Ci!'k I (fpr cjpt_
[0029] g< Μ判為減幅振蕩，減幅振蕩時(shí)若<0-95貝1J起振判另U計(jì)數(shù)器一 2,否 則起振判別計(jì)數(shù)器一1 ;
[0030] 否則，判為等幅振蕩，起振判別計(jì)數(shù)器+1。
[0031] 其中：dPk= P_-P_，為當(dāng)前周期的振蕩幅度；dPk為前一個(gè)周期的振蕩幅 度，dPk 2為再前一個(gè)周期的振蕩幅度。
[0032] (3)振蕩動(dòng)作條件
[0033] 1.振蕩周期T滿足：Τ_< T彡Τ ΜΧ
[0034] 2·Ρ_-Ρ_彡 Pset dz
[0035] 3.振蕩計(jì)數(shù)器彡NS_dz
[0036] 通過以上3個(gè)條件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電次同步振蕩切機(jī)的防誤措施，即振蕩周期需 在次同步振蕩周期范圍內(nèi)，該振蕩必須是會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成較大危害的等幅或增幅振蕩，同時(shí) 若線路振幅未滿足振蕩動(dòng)作的振幅則該線也不會(huì)被切除。
[0037] (4)可切風(fēng)機(jī)篩選方法
[0038] 1.對(duì)所監(jiān)測(cè)地區(qū)風(fēng)電機(jī)組35kV及110kV出線，由穩(wěn)控裝置設(shè)置"允許切"功能， "允許切"功能投入代表該出線在系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)可切。
[0039] 2.當(dāng)監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)發(fā)生振蕩時(shí)，第一輪首先切除本地可切風(fēng)電機(jī)組，在振蕩不能平 息的情況下，再考慮分輪次切除遠(yuǎn)方機(jī)組。
[0040] 3.當(dāng)振蕩需要分輪次切除遠(yuǎn)方多個(gè)區(qū)域的機(jī)組時(shí)，對(duì)各個(gè)可切區(qū)域設(shè)置"*輪切* 區(qū)域系數(shù)"，可實(shí)現(xiàn)各區(qū)域切機(jī)的靈活分配。
[0041] 麻黃溝東振蕩檢測(cè)裝置擾動(dòng)源切除方法：
[0042] ?裝置接入220kV黃麻線、220kV山黃線、110kV上黃一線、110kV唐黃一線、110kV 投黃一線、110kV國(guó)黃一線、35kV線路三相電壓、三相電流，判別線路振蕩信息。
[0043] ?裝置與220kV麻黃溝東穩(wěn)控裝置通信，將本站振蕩信息送220kV麻黃溝東穩(wěn)控 裝置。
[0044] 魯檢測(cè)本站線路的振蕩情況，并根據(jù)振蕩的幅度與周期發(fā)出振蕩告警、動(dòng)作等信 號(hào)。
[0045] ?當(dāng)檢測(cè)出本站220kV、110kV或35kV線路振蕩動(dòng)作后，第一輪在110kV或35kV 線路中選切振幅與平均功率比值較大的線路。
[0046] 魯振蕩第二輪、第三輪、第四輪動(dòng)作時(shí)，根據(jù)黃麻線、山黃線振蕩幅度與平均功率 的比值大小向穩(wěn)控裝置發(fā)切麻黃溝東或麻黃溝西電源進(jìn)線的命令，麻黃線振幅比值大則切 麻黃溝西電源進(jìn)線，否則切麻黃溝東電源進(jìn)線。
[0047] ?進(jìn)行裝置動(dòng)作的事件記錄、事故過程的數(shù)據(jù)記錄并將記錄結(jié)果打印。
[0048] 山北振蕩檢測(cè)裝置擾動(dòng)源切除方法：
[0049] ?裝置接入220kV哈山I線、220kV哈山II線、220kV山黃線、220kV山淖線、110kV 山巴I線、110kV山巴II線、110kV山馬線三相電壓、三相電流，判別線路振蕩信息。
[0050] ?裝置與220kV麻黃溝東穩(wěn)控裝置通信，將本站振蕩信息送220kV麻黃溝東穩(wěn)控 裝置。
[0051] 魯檢測(cè)本站線路的振蕩情況，并根據(jù)振蕩的幅度與周期發(fā)出振蕩告警、動(dòng)作等信 號(hào)。
[0052] ?當(dāng)檢測(cè)出本站220kV、110kV或35kV線路振蕩動(dòng)作后，第一輪在110kV或35kV 線路中選切振幅與平均功率比值較大的線路。
[0053] 魯振蕩第二輪、第三輪、第四輪動(dòng)作時(shí)，根據(jù)山黃線、山淖線振蕩幅度與平均功率 的比值大小向穩(wěn)控裝置發(fā)切麻黃溝東或淖毛湖電源進(jìn)線的命令，山淖線振幅比值大則切淖 毛湖電源進(jìn)線，否則切麻黃溝東電源進(jìn)線。
[0054] ?進(jìn)行裝置動(dòng)作的事件記錄、事故過程的數(shù)據(jù)記錄并將記錄結(jié)果打印。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種風(fēng)機(jī)振蕩擾動(dòng)源切除的方法，其特征在于：當(dāng)監(jiān)測(cè)到功率振蕩并且振蕩幅值大 于Ps< qd時(shí)，按振蕩相對(duì)幅值排序分輪次切除風(fēng)電，包括步驟： 步驟一：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各測(cè)量點(diǎn)是否發(fā)生功率振蕩，給出振蕩幅值dpk、振蕩周期τ以及衰 減程度； 步驟二：計(jì)算各測(cè)量點(diǎn)線路功率振蕩幅度占其功率中間值的比例大小，得到振蕩相對(duì) 幅值，判斷振蕩是由哪個(gè)地區(qū)的風(fēng)電引起的，采取切除風(fēng)電措施； 步驟三：切除風(fēng)電采取分輪次切除，第一輪切除監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)風(fēng)電，第二輪及后續(xù)輪次切 除振蕩相對(duì)幅值最大的線路側(cè)風(fēng)電。2. 由權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)振蕩擾動(dòng)源切除的方法，其特征在于：發(fā)生功率振蕩的振 蕩幅值dPk需大于設(shè)定值P Mt_dz，振蕩周期T需在最小周期T_、最大周期T_之間，振蕩計(jì) 數(shù)器需大于等于設(shè)定值NS_dz。3. 由權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)振蕩擾動(dòng)源切除的方法，其特征在于：對(duì)所監(jiān)測(cè)的風(fēng)機(jī)出 線設(shè)置"允許切"功能，控制對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)是否可切，對(duì)各輪次要切區(qū)域設(shè)置切除風(fēng)電的比例系 數(shù)，控制各輪次的切機(jī)量。
【文檔編號(hào)】H02J3/24GK105990840SQ201510056719
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月3日
【發(fā)明人】王新寶, 白楊, 常喜強(qiáng), 張鋒, 王衡, 郭小龍, 高玉喜
【申請(qǐng)人】南京南瑞繼保電氣有限公司, 國(guó)網(wǎng)新疆電力公司