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申请/专利权人：三峡金沙江云川水电开发有限公司

申请日：2024-05-23

公开（公告）日：2025-01-17

公开（公告）号：CN119324440A

专利技术分类：

专利摘要：本发明公开了一种暂态频率评估指标F的高周切机优化方法，涉及电气工程技术领域。该暂态频率评估指标F的高周切机优化方法，采用提出的基于参数聚合和模型辨识的分段线性化单机等值模型，整定得到高周切机基本方案，采用提出的暂态稳定性评估指标可以方便地实现方案优化，从而得到优化方案，在此基础上，考虑发电厂侧具有丰富量测信息的特点，提出基于dfdt判据的高周切机加速动作策略，分析了dfdt加速的理论依据，计算了送端电网dfdt判据反映有功不平衡量的特征，确定了加速动作的整定值，得到了加速动作高周方案，同时，考虑了机端短路、负荷反馈、量测环节异常所造成频率突变引起的误动作，引入了频率突变闭锁，使加速动作策略更完善。

专利权项：1.一种暂态频率评估指标F的高周切机优化方法，其特征在于：包括以下步骤，S1送端频率稳定紧急控制措施协调配置原则三级安全稳定控制措施配置原则电网运行安全稳定性按照满足《电力系统安全稳定导则》三级稳定标准进行计算分析。当送端电网与主网解列而孤网运行时，作为解决孤网运行的安全稳定控制措施，首先考虑采取连锁或远方切机措施，快速切除机组，使系统恢复稳定；在连锁切机正常动作不能满足有功功率平衡或连锁切机部分或全部拒动的情况下，考虑采取高周切机措施，当频率达到定值时，经过一定延时切除发电机，最终到达有功功率平衡，系统频率恢复到可接受范围之内。此外，还必须考虑系统远方连锁切机、高周切机与火电机组103％等超速限制保护功能的协调配合，避免导致103％超速限制保护动作引起电网频率骤降的事故；S2高周切机配置原则频率紧急控制的措施主要包括连锁切机、高周切机、低频减载、发电机组超速保护和低频保护，在严重功率不平衡下，这些措施的协同配合尤为重要，高周切机轮次的安排、延时的设置受系统频率最大偏差、稳态偏差、和保护整定值的限制，同时切机的选择也往往决定了系统的事故后的表现；S3高周切机方案协调配置与优化，高周切机方案整定稳态频率计算，高周切机的动作应使系统稳态频率恢复到50Hz至50.5Hz之间，以某地区电网为例，考极端端严重情况，该地区电网孤网后，若安控未能正确动作，总的功率余额6686.5MW，剩余功率占总发电出力的72.99％，利用单机等值模型计算系统频率稳态响应，根据终值定理可得图1；由此，根据单机等值参数得到不同切机量对应的稳态频率如图2所示，由表中计算结果可以看出，周切机所有轮次切机量总和应接近总发电功率的70％，考虑安控切机不充分和高周切机某一轮次机组拒动的情况，还应适当增加一定的切机量作为后备；在安控正确动作切机3600MW的情况下，同样计算系统频率恢复到允许运行范围的切机量计算结果如图3所示，因此在安控正确动作的情况下高周切机量总和应接近总发电功率的30％。考虑不同的运行方式和切机拒动的情况，还应适当增加一定的切机量作为后备；S4高周切机方案优化在确定了基础方案后，根据频率稳定性指标F，对级差、切机量、切机选择进行优化；级差优化保持首末轮整定值、各轮次延时和切机量不变，比较级差均等、级差先小后大和级差先大后小对，值的影响，方案1：采用均等级差，级差均未0.2Hz，方案2：前三轮级差0.15Hz，后两轮级差0.25Hz，方案三前三轮0.25Hz，后两轮0.15Hz。在三种情况下计算指标F，结果如图7所示，从结果可以得出，三种级差方案都能满足要求，方案2的级差设置更有利于频率稳定；S5机组切机顺序的优化；S6基于dfdt判据的加速策略对于大装机、小负荷、高送出的地区，一旦发生孤网，其有功不平衡量都非常严重，频率上升非常迅速，高周切机方案为保证适应性，各轮次之间通常需要预留一定的级差和延时，这使得在某些极端情况下高周切机控制不及时，另一方面，考虑到高周切机装置安装在发电厂，与执行装置安装在lOkV或35kV变电站的低频减载相比，高周切机动作装置有丰富的电气量特别是频率信息可供分析判断，因此提出基于dffdt判据的高周切机加速动作方案，改进送端地区频率动态响应；S7频率突变闭锁短路故障、负荷反馈、测量环节异常等非正常情况可能造成频率突变，引起dfdt判据误动作，因此还应考虑装置闭锁。以发电机机端三相金属性短路接地为例，故障瞬间，发电机转子加速，使频率短时上升过快，仿真结果如图17所示：从图17可以看到，系统短时的频率变化率为图18；这如果发生在系统孤网高频率期间，可能引起基于dfdt判据的加速动作策略误动作。根据上述分析以及系统可能产生的最大频率变化率，设dfdt闭锁的门槛值为5Hzs，由此可以得到考虑闭锁的的高周切机加速动作策略图19；采用此加速动作策略，对高周切机优化进行自适应配置，得到采用dfdt加速的高周切机优化方案。其控制策略表同优化方案。计算加速动作策略控制下，系统频率稳定性指标可以得到F＝O.0007远小于基础方案和优化方案的指标。

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