[发明专利]一种小地区弱受端电网受电极限的整定方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种小地区弱受端电网受电极限的整定方法。

背景技术

受端电网是以负荷集中地区为中心，包括区内和邻近电厂在内，用较密集的电力网络将负荷和这些电源联接在一起的电力系统。受端电网接受外部及远方电源输入的有功和电能，以实现供需平衡。随着电力工业的快速发展，受端电网的规模在不断扩大，近年来国内外许多受端电网都出现了用电负荷迅猛增长、最高用电负荷占全网比重逐渐增加的情况。而受端电网内部主力电厂建设不足，大量的电能需要远距离传输，因此对外来电力的依赖程度不断提高。然而局部电网故障、自然灾害或人为操作失误等偶然事故可能导致小地区弱受端电网联络线解列，造成其脱网运行。对于小地区弱受端电网，“受端”决定了联络线故障形成孤网后必然会出现电压和频率稳定问题；“弱电网”表明孤网网架单薄，机组少、调压调频能力差，在相同的不平衡功率扰动下电压和频率的波动幅度比大电网要大。

电压稳定是指系统在受到小的或者大的扰动后，系统电压能够保持或恢复到允许的范围内，不发生频率崩溃的能力。《电力系统安全稳定导则》中规定：电力系统中经较弱联系向受端系统供电或受端系统无功电源不足时，应进行电压稳定性校验。导致暂态电压失稳的原因主要有三类：1、发生大扰动后，网络特性(如P-V曲线)急剧变化从而不再与负荷特性相交，失去了系统稳定运行的平衡点；2、机端电压降低时，感应电动机对于无功的需求量增加，形成电压下降的正反馈机制。3、发电机励磁、并联电容器、SVC等对受端系统的电压支撑不足。

频率稳定是指电力系统受到严重扰动后，发电和负荷需求出现大的不平衡情况下，系统频率能够保持或恢复到允许的范围内，不发生频率崩溃的能力。频率稳定可能是一种短期或长期现象。《国家电网公司电力系统安全稳定计算规定》对频率稳定判据具体描述如下：1、发生《国家电网公司电力系统安全稳定导则》中第一级安全标准规定的故障时，要求系统频率降低的最小值不低于电网的第一轮低频减载启动值，频率升高的最大值不应超过51Hz；2、自动低频减负荷装置动作后，应使运行系统稳态频率恢复到不低于49.5Hz的水平，系统运行频率不应长期悬浮在低于49.0Hz的水平；3、系统事故后频率升高或因切负荷引起恢复时的频率过调，其最大值不应超过51Hz。

在小地区弱受端电网中，与频率调节相关的因素有发电机调速器、负荷频率因子以及低频减载和高周切机自动装置等。制定低频减载方案的原则主要有三条：1、能在各种运行方式和过负荷情况下有效地防止系统频率下降至危险点之下，并且不引起高周切机动作；2、能使系统频率尽快回升至49.5～50Hz之间，无超调和悬停现象；3、切除的负荷总量尽可能少。传统的低频减载采用依据频率下降分级断开负荷功率并逐渐修正的方法，在电力系统发生事故，系统频率下降的过程中，将接至低频减载装置的总功率分配在不同启动频率值来分批地切除，以适应不同功率缺额的需要。

小地区弱受端电网的受电比例越大，发生联络线故障时越难以满足电压、频率和热稳定要求，容易造成小地区弱受端电网垮网。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种小地区弱受端电网受电极限的整定方法，指导电网的运行控制，保证受端电网的安全稳定运行，具有重要意义。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种小地区弱受端电网受电极限的整定方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：确定考虑事故后维持联网的受电极限；

步骤2：确定考虑三相永久性短路解列的受电极限；

步骤3：确定考虑无故障解列的受电极限。

所述步骤1中，考虑事故后维持联网的受电极限满足电压稳定约束和热稳定约束；

考虑小地区弱受端电网在事故后仍能够维持联网，根据联络线回数不同考虑以下两种不同的限制故障：

1)小地区弱受端电网经单回联络线受电时，限制故障为单相瞬时性故障；

2)小地区弱受端电网经两回联络线受电时，限制故障为三相永久性短路N-1故障。

所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤1-1：确定小地区弱受端电网在事故后联网情况下的电压稳定约束；

步骤1-2：确定小地区弱受端电网在事故后联网情况下的热稳定约束。

所述步骤1-1具体包括以下步骤：

步骤1-1-1：在正常受电比例下设置小地区弱受端电网联络线的限制故障，如果事故后电压能够维持稳定，则表明电压稳定约束高于正常受电比例，相反则低于正常受电比例；正常受电比例用ACC％表示，有：