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改进的概率稳定评估方法及其应用

改进的概率稳定评估方法及其应用

点击数:7584 次   录入时间:03-04 12:04:03   整理:http://www.55dianzi.com   经验交流
及其所处L地区220kV网架;L地区的负荷等值到220kV变压器高压侧,其它地方的负荷等值到500kV变压器高压侧;发电机只考虑L地区220kV电厂和主电网500kV电厂额定容量大于100MW的发电机组;线路上只考虑高压电抗器作为无功补偿设备,其它等值到负荷中。整个计算网络包括92个节点,129条线路,54台变压器,49台发电机。

外电网中T核电站及与其相连的J1J2J3节点是研究中主要关注的,故将这几个500kV节点及与这些节点相连的220kV网设为A区,电网其余部分设为B区。
例系统主接线及分区示意图如图3所示。稳定计算中主要考虑的故障类型、故障形态、故障切除时间及故障后的直接后果见表1
T
核电站第一台1GW机组和第二台1GW机组将分别在2005年冬季和2006年夏季投入商业运行,此外,考虑到系统将安排每台核电机组在冬季进行停机检修和更换燃料,冬季有四个月时间只有1台核电机组运行,因此在计算中考虑了4种典型的运行方式:
1
)夏季大负荷方式(简称夏大方式,即系统年峰荷)安排2台核电机组运行,抽水蓄能机组运行于发电工况。
2
)夏季小负荷方式(简称夏小方式)安排2台核电机组运行,抽水蓄能机组运行于抽水工况。
3
)冬季大负荷方式(简称冬大方式)安排1台核电机组运行,1台核电机组检修,抽水蓄能机组运行于发电工况。
4)冬季小负荷方式(简称冬小方式,即系统年谷荷)安排1台核电机组运行,1台核电机组检修,抽水蓄能机组运行于抽水工况。


4.2 稳定计算数学模型
对目标电网500kVL地区220kV电厂的发电机均作了详细模拟,单机100MW以上的发电机均采用变化模型,励磁系统包括EKEGEAEJ 4种类型,所有发电机均考虑调速系统。
4
.3 提高稳定的措施
稳定控制措施对电网稳定计算结果有直接影响,计算中考虑了按《电力系统安全稳定导则》要求,通常需要采用的最基本措施包括:①联切故障线路两端的发电机和直配线负荷;②当发电机出线故障、开关拒动引起稳定破坏时,允许在故障后0.2s切除发电机;③已经失步的发电机,如果不造成T核电站和目标电网发生全网性的稳定破坏,允许切除。
4.4 电网稳定破坏判别标准
在本研究中如果出现下列情况之一,则认为发生电网稳定破坏:①T核电机组与目标电网失去同步;②T核电机组运行频率降低到47周或升高到53.5周,持续时间达到0.1s;③在稳定计算过程中监测主要的母线和发电机电压,如果电压低于0.75pu的持续时间达到1s,则认为系统出现电压失稳。


4.5 计算结果及讨论
采用改进故障枚举法的分区模型后枚举出的系统状态数为9920个,对这9920个系统状态进行暂态稳定计算后,得到导致外部电力系统失稳的事件见表2

在工程实际中,主要对严重故障采用概率方法进行稳定性评估。因为对于频繁发生但后果不很严重的事件,《电力系统安全稳定导则》已给出稳定性要求,并经过确定性方法的校验。由表2可以看出系统满足N 1准则,从而验证了这一论点。因此概率稳定性指标反映的是系统抵御严重故障的能力。
计算中使用的元件可靠性数据[10]包括:500kV线路故障率为0.00114/akm),修复时间为11.22h,计划检修率为0.01005/akm),计划检修时间为93.6h。另外取三相短路占短路种类的15%220kV母线母差保护拒动概率为0.0385
利用表2中结果和前面给出的可靠性数据,按照公式(1)、(3)计算,得到系统的概率稳定性指标如表3所示。

从表3计算结果可以看出,系统的稳定水平是比较高的。
4.6 采用本模型的效果
4给出了采用常规的故障枚举法和采用本文改进模型所需枚举的状态数的对比情况。

故障枚举法的计算量与枚举的状态数成正比。由表4可以看出,采用基于分区模型的改进故障枚举法后,概率稳定评估的计算量仅占常规故障枚举法的0.483%,计算量极大减少,从而使概率稳定评估达到了实用化的要求。
5 结论
本文对现有的概率稳定评估算法模型进行了改进,算例分析表明改进模型是有效可行的。研究中得出如下结论:
1)定量化的概率稳定指标可以明确反映电网的安全水平,能为电网规划方案比较和电网间的安全比较提供量化依据。从而使概率性方法与确定性准则相互补充。
2)本文提出的基于改进故障枚举法的分区概率稳定评估的改进方法已应用于实际大规模电力系统概率稳定评估中,计算结果表明所提方法能显著减少计算量,方法实用可行。
3)对计算产生的失稳事件表进行分析,可以发现电网中的一些薄弱环节。从而可以采取针对性的措施提高电网稳定水平。

参考文献

[1] 郭永基(Guo Yongji.

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