低频减载

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电力系统自动低频减载

电力系统自动低频减载

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装置动作顺序
2019/11/2
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装置动作顺序
f 2f ft f y f-最大误差频率0.15 ~ 0.015Hz ft-对应于t的频率变化0.15Hz f y-频率裕度0.05Hz
★一般0.5Hz,对于微机式装置,可达0.2~0.3Hz
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★负荷的频率调节效应系数:衡量调节效应的大小。
PL*

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标么值K L*

tan

dPL* df*

PL* f*
有名值K L

PL f
换算关系K L*

KL
*
fN PLN
f* f P P fN * P
KL
K
L*
*
PLN fN
K L* * PLN
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电力系统自动低频减载
内容 一、低频减负荷原理 二、最大功率缺额及切除功率计算 三、装置动作顺序 四、各轮最佳断开功率 五、低频减负荷相关问题 六、低频减负荷装置简介
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一、电力低系频统减低频负减荷负原荷理的重要性
Pt
A
B
★情况1:B系统负荷突然增加 ★情况2:A系统电源突然减少 ★情况3:系统间一条联络线突然切除 ★结果:出现功率缺额,系统频率降低,可能失稳
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二、电低力频系统减频负率荷控原制理的基本方法
m
m
m
PTi PGi PLi
1
1
1
一次调频
☆控制频率
★发电侧:控制 原动机出力
二次调频 经济运行

第三章第四节--电力系统低频减载

第三章第四节--电力系统低频减载

第四节电力系统低频减载一、概述1)事故情况下,系统可能产生严重的有功缺额,因而导致系统频率大幅度下降。

2)所缺功率已经大大超过系统热备用容量,只能在系统频率降到某值以下,采取切除相应用户的办法来减少系统的有功缺额,使系统频率保持在事故允许的限额之内。

3)这种办法称为按频率自动减负荷。

中文简拼为“ZPJH”,英文为UFLS(Under Frequency Load Shedding)。

二、系统频率的事故限额(1)系统频率降低使厂用机械的出力大为下降,有时可能形成恶性循环,直至频率雪崩。

(2)系统频率降低使励磁机等的转速也相应降低,当励磁电流一定时,发送的无功功率会随着频率的降低而减少,可能造成系统稳定的破坏。

发生在局部的或某个厂的有功电源方面的事故可能演变成整个电力系统的灾难。

(3)电力系统频率变化对用户的不利影响主要表现在以下几个方面:①频率变化将引起异步电动机转速的变化,有这些电动机驱动的纺织、造纸等机械产品的质量将受到影响,甚至出现残、次品。

②系统频率降低将使电动机的转速和功率降低,导致传动机械的出力降低。

③国防部门和工业使用的测量、控制等电子设备将因为频率的波动而影响准确性和工作性能,频率过低时甚至无法工作。

“电力工业技术管理法规”中规定的频率偏差范围为±0.2~±0.5Hz。

(4)汽轮机对频率的限制。

频率下降会危及汽轮机叶片的安全。

因为一般汽轮机叶片的设计都要求其自然频率充分躲开它的额定转速及其倍率值。

系统频率下降时有可能因机械共振造成过大的振动应力而使叶片损伤。

容量在300MW 以上的大型汽轮发电机组对频率的变化尤为敏感。

例如我国进口的某350MW机组,频率为48.5Hz时,要求发瞬时信号,频率为47.5Hz时要求30s跳闸,频率为47Hz时,要求0s跳闸。

进口的某600MW机组,当频率降至47.5Hz时,要求9s跳闸。

(5)频率升高对大机组的影响。

电力系统因故障被解列成几个部分时,有的区域因有功严重缺额而造成频率下降,但有的区域却因有功过剩而造成频率升高,从而危及大机组的安全运行。

电力系统自动装置第六章低频减载

电力系统自动装置第六章低频减载
每级切除的负荷功率值
i1
i
PL*i 1 PLk*KL*fi*1 PLk*KL*fh*
k1
k1
1ki11PLk*KL1*K fi*L*fhf*h*
〔5〕自动减载装置的延时与防止误动作
系统发生事故
电压急剧下降 增加一个时限
频率继电器可 能会误动作
自动低频减载装置采用一个的延时
地区变电站短时供电中断
•确定系统事故情况下最大的可能功率缺额,以及接入自动低频减 载装置的功率值,是系统平安运行的重要保证。
•一般应该根据最不利的运行方式下发生事故时,实际可能发生的 最大功率缺额来考虑。例如:按系统中断开最大机组,或者某一 电厂来考虑。
•一般希望系统切除负荷后的恢复频率要小于系统额定频率 fh fN
•自动低频减载装置的最大可能断开的功率PL.max要小于最大功率
f
1 KL
Ph
系统功率缺额 负荷的频率调节特性
f 50 Ph KL*PLN
系统功率缺额
ห้องสมุดไป่ตู้ 2、电力系统频率的动态特性
B系统
i
PAi
PBi
Uii
在系统稳态运行情况下
A系统 u i U m siiin ti
全电网统一的角频率
•当系统受到微小扰动时,系统频率仍然维持 f X ,PAi PBi 发生
变化, i 也发生变化。此时,母线电压的瞬时角频率为
i d dtXtiXdditXi
fi fXfi
•由于在扰动过程中,各母线电压的相角不可能具有相同的变化
率,因此,系统中各母线电压频率变化并一致。 f i
变化情况。
取决于
i

2、电力系统频率的动态特性
•电力系统由于有功功率的平衡遭到破坏,引起系统频率发生变 化,频率从正常状态过渡到另一个稳定值所经历的时间过程—

电力系统低频减载自动装置——控制电路【文献综述】

电力系统低频减载自动装置——控制电路【文献综述】

毕业设计开题报告电气工程及其自动化电力系统低频减载自动装置——控制电路一、前言电力系统的频率是电能质量的重要指标之一,在稳定状态下电力系统的频率一般是一个全系统统一的运行参数,在正常运行的情况下电力系统能够通过热备用容量来调节正常的有功缺额带来的频率的变化。

但是在系统出现事故的情况下,有可能产生严重的有功缺额,出现系统频率的大幅度下降。

在这个时候系统所缺少的有功功率已经远远大于系统的热备用容量,只能在系统的频率下降到某一预定值的时候,采取切除相应用户来减少系统的缺额,维持系统的频率稳定,这一方法我们称之为电力系统的低频减载。

1、低频减载的发展概况现代电力系统不断通过建设新型大规模变电站、大容量机组不断并入网内,使得电力系统的规模不断扩大,但同时也削弱了系统在大动下维持频率稳定的能力,极易发生恶性频率事故,导致全系统的瓦解。

国内外近些年来发生了一系列频率异常事故以及因此而导致大规模停电时事故,使得频率控制特别是极端事故下的频率控制成为近年来电力系统研究的热点问题之一。

如2007年欧盟“11。

4”停电事故和我国河南电网发生的“7。

1”事故等,故障分析表面都和频率调整有较大的联系。

面对这种严峻的局面,各国电力系统都把研究频率稳定作为十分重要的研究课题。

电力系统的频率稳定一般规划为电力系统的长期动态分析,主要研究电力系统受到扰动后同步稳定过程已基本结束时电力系统的频率动态行为。

与电压的稳定和功角的稳定相比,频率稳定的研究显的很不够。

事实上功角失稳、电压崩溃和频率崩漏的发生许多情况下都是同时存在、相互关联并且相互激发的。

显然不能只重视前两者而忽略第三者。

近些年多次惨痛的大停电事故表明电力系统的频率稳定已经成为相当严重问题。

[1]2、电力系统低频减载的意义《电力系统安全稳定导则》将电力系统的扰动分为三类:第一类为常见的普通故障,要求系统在承受此类故障时能保持稳定运行与正常供电;第二类故障为出现概率较低的较严重的故障,要求系统在承受此类故障时能保证稳定运行,但允许损失部分负荷;第三类故障为罕见的严重复杂故障,电力系统在承受此类故障时,如不能保持系统稳定运行,则必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。

第二节 低频减载及低压减载

第二节 低频减载及低压减载

第二节低频减载及低压减载一、自动低频减载的基本原理这部分我们将要介绍自动低频减载的基本原理:低频减载又称自动按频率减负载,或称低周减载(简称为AFL),是保证电力系统安全稳定的重要措施之一。

当电力系统出现严重的有功功率缺额时,通过切除一定的非重要负载来减轻有功缺额的程度,使系统的频率保持在事故允许限额之内,保证重要负载的可靠供电。

图11-7 自动低频减载(负载)的工作原理基本级的作用是根据系统频率下降的程序,依次切除不重要的负载,以便限制系统频率继续下降。

例如,当系统频率降至f1时,第一级频率测量元件启动,经延时△t1后执行元件CA1动作,切除第一级负载△P1;当系统频率降至f2时,第二级频率测量元件启动,经延时△t2后元件CA2动作,切除第二级负载△P2。

如果系统频率继续下降,则基本级的n级负载有可能全部被切除。

当基本级全部或部分动作后,若系统频率长时间停留在较低水平上,则特殊级的频率测量元件fsp启动,以延时△tsp1后切除第一级负载△Psp1;若系统频率仍不能恢复到接近于fn,则将继续切除较重要的负载,直至特殊级的全部负载切除完。

基本级第一级的整定频率一般为47.5-48.5Hz,最后一级的整定频率一般为46-46.5 Hz,相领两级的整定频率差取0.4-0.5 Hz。

当某一地区电网内的全部自动按频率减负载装置均已动作时,系统频率应恢复到48-49.5 Hz以上。

特殊级的动作频率可取47.5~48.5Hz,动作时限可取15~25s,时限级差取5s左右。

1. AFL的基本要求:能在各种运行方式和功率缺额的情况下,有效地防止系统频率下降至危险点以下。

切除的负载应尽可能少,无超调和悬停现象。

应能保证解列后的各孤立子系统也不发生频率崩溃。

变电站的馈电线路故障或变压器跳闸造成失压,负载反馈电压的频率衰减时,低频减负载装置应可靠闭锁。

电力系统发生低频振荡时,不应误动。

电力系统受谐波干扰时,不应误动。

2. 对自动低频减载闭锁方式的分析:(1)时限闭锁方式。

低频减载及其它安全自动装置

低频减载及其它安全自动装置

综合应用案例分析
案例二
某大型水电站
背景
应用
结果
该水电站采用多种安全自动装 置,包括低频减载装置、安全 门、紧急停机程序等,以确保 大坝和机组的安全运行。
低频减载装置在检测到电网频 率异常时自动切除部分负荷; 安全门在检测到大坝水位过高 时自动开启泄洪;紧急停机程 序在检测到机组异常时自动停 机。
该水电站成功避免了多次因自 然灾害或设备故障而引发的事 故,保障了大坝和机组的安全 运行,确保了电力供应的稳定 性。
02
CATALOGUE
安全自动装置
定义与重要性
定义
安全自动装置是指在电力系统出现异常情况时,能够自动地、迅速地切除故障部分或降低系统出力, 以保障整个电力系统的安全稳定运行的设备。
重要性
随着电力系统的规模不断扩大,安全自动装置在保障电力系统的安全稳定运行中发挥着越来越重要的 作用。它能够有效地防止系统崩溃、大面积停电等严重事故的发生,减少损失,提高电力系统的可靠 性。
低频减载及其它安 全自动装置
目录
• 低频减载装置 • 安全自动装置 • 低频减载与安全自动装置的关系 • 实际应用案例分析 • 维护与保养建议
01
CATALOGUE
低频减载装置
定义与工作原理
定义
低频减载装置是一种用于电力系统安全自动装置,用于防止电力系统出现低频 振荡或功率振荡,从而保护电力系统的稳定运行。
挑战
随着可再生能源的大量接入和分布式电源的普及,电力系统的结构和特性将发生深刻变化,对低频减载和安全自 动装置提出了更高的要求和挑战。如何适应这些变化,提高装置的性能和可靠性,是未来需要重点关注和研究的 问题。
04
CATALOGUE

低频减载

低频减载

频率降低对电力系统的影响
3、发生电压崩溃现象
励磁机、发电机转速下降 频率降低
电压水平下降
2012-10-10
加剧无功不足
电动势下降
3
1、电力系统频率的静态特性
•在电力系统出现较大的功率缺额时,如能在较低的频率维持运 行,主要是依靠负荷频率特性的调节作用。
•当频率降低时,负荷按照自身的频率特性自动地减少了从系统 中所吸收的功率,使之与发电机发出的功率尽可能的保持平衡。 此时,系统所减少的功率就是系统的功率缺额。
低电流 整定 控制整定 电路 整定值 输入电路
i 1
P
k 1 Lk *
i 1
Lk *
K
L*
f i*
1
P
k 1
i
Lk *
K
L*
f h*
P
k 1
K L * f i* f h * 1 K L* f h*
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(5)自动减载装置的延时与防止误 动作 电压急剧下降
(1)系统缺额功率 Pi 1
Pi 1 PLN
i 1
fi f N fi
fi fN
K L*

PLk
系统缺额由负荷调节 效应来补偿
k 1
Pi 1*
1

i 1
k 1
P Lk * K
L*
f i*
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6
2、电力系统频率的动态特性
以单机单负荷为例:
研究电力系统频率的动态过程
J d dt M

第三章第四节 电力系统低频减载

第三章第四节  电力系统低频减载

第四节电力系统低频减载一、概述1)事故情况下,系统可能产生严重的有功缺额,因而导致系统频率大幅度下降。

2)所缺功率已经大大超过系统热备用容量,只能在系统频率降到某值以下,采取切除相应用户的办法来减少系统的有功缺额,使系统频率保持在事故允许的限额之内。

3)这种办法称为按频率自动减负荷。

中文简拼为“ZPJH”,英文为UFLS(Under Frequency Load Shedding)。

二、系统频率的事故限额(1)系统频率降低使厂用机械的出力大为下降,有时可能形成恶性循环,直至频率雪崩。

(2)系统频率降低使励磁机等的转速也相应降低,当励磁电流一定时,发送的无功功率会随着频率的降低而减少,可能造成系统稳定的破坏。

发生在局部的或某个厂的有功电源方面的事故可能演变成整个电力系统的灾难。

(3)电力系统频率变化对用户的不利影响主要表现在以下几个方面:①频率变化将引起异步电动机转速的变化,有这些电动机驱动的纺织、造纸等机械产品的质量将受到影响,甚至出现残、次品。

②系统频率降低将使电动机的转速和功率降低,导致传动机械的出力降低。

③国防部门和工业使用的测量、控制等电子设备将因为频率的波动而影响准确性和工作性能,频率过低时甚至无法工作。

“电力工业技术管理法规”中规定的频率偏差范围为±0.2~±0.5Hz。

(4)汽轮机对频率的限制。

频率下降会危及汽轮机叶片的安全。

因为一般汽轮机叶片的设计都要求其自然频率充分躲开它的额定转速及其倍率值。

系统频率下降时有可能因机械共振造成过大的振动应力而使叶片损伤。

容量在300MW 以上的大型汽轮发电机组对频率的变化尤为敏感。

例如我国进口的某350MW机组,频率为48.5Hz时,要求发瞬时信号,频率为47.5Hz时要求30s跳闸,频率为47Hz时,要求0s跳闸。

进口的某600MW机组,当频率降至47.5Hz时,要求9s跳闸。

(5)频率升高对大机组的影响。

电力系统因故障被解列成几个部分时,有的区域因有功严重缺额而造成频率下降,但有的区域却因有功过剩而造成频率升高,从而危及大机组的安全运行。

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(1)发电厂容量很大,大型发电厂在系统中所占容量比例很高;
(2)发电区域与用电区域的距离加长,形成各局部电力系统内发电容量与用电容量严重不平衡。
因此,一个大型发电厂或一条超高压输电线的切除,将导致各局部电力系统功率严重失衡,受电区电力系统功率缺额很大,造成系统频率下降,严重时将导致全网频率崩溃。
同时,现代电力系统调节频率的能力在下降,其原因为:
Tutor:LiAng
Abstract:With the enlargement of power system scale, power system economy has gained remarkable improvement. At the same time, the ability of resisting disturbance is weakened. This paper introduces primary characteristic of modern power system, expounds the concept of frequency and enumerates the influence of frequency deviation on every aspect in power system. Accordingly, it is indicated that frequency is an important index of modern power system, and frequency control is necessary to power system operation. Then, this paper explains the meaning of Under Frequency Load Shedding (UFLS) and development actualities. Besides, traditional method, semi-adaptive method, self-adaptive method are compared. Under-frequency load shedding, as the third defensive line of power system, is one of the most effective methods to mitigate the frequency collapses. This paper analyses the faults at different running conditions, in accordance with Hanzhong power system, to make the right stability control strategy suitable to Hanzhong power system. In the basis introduction of under-frequency load shedding, with the study of Hanzhong power system, considering the distribution of power network after the operation of 3# transformer we put forward a theory of different stations make a teamwork to condense the reaction time, aiming to optimize the stability control strategy in order to raise the security and economics ofHanzhong power system.
电力系统的频率稳定一般规划为电力系统的长期动态分析,主要研究电力系统受到扰动后同步稳定过程已基本结束时电力系统的频率动态行为。与电压的稳定和功角的稳定相比,频率稳定的研究显的很不够。事实上功角失稳、电压崩溃和频率崩漏的发生许多情况下都是同时存在、相互关联并且相互激发的。显然不能只重视前两者而忽略第三者。近些年多次惨痛的大停电事故表明电力系统的频率稳定已经成为相当严重问题。
[关键词]负荷频率特性 低频减载 地区电网 稳定控制策略
Studyonstability control strategy for district power network
Li Chenguang
(Grade05,Class052,MajorElectrical Engineering and Automation,Electrical EngineeringDept,ShaanxiUniversityof TechnologyHanzhong, 723003,Shaanxi)
111电力系统长期稳定的研究概述112电力系统频率稳定问题的提出113低频运行对电力系统的影响114频率控制措施121低频减载方案整定的内容和要求122低频减载方案整定的主要原则123低频减载装置的控制方式及其要求124低频减载的研究现状14低频减载方案的设计要求15本文主要研究工作1122电力系统动态频率特性1531汉中电网的运行特征15311汉中电网季节特点15312汉中电网当前规模15陕西理工学院毕业设计313汉中电网主变压器中性点接地方式1532汉中地区2007年电网负荷电量统计表1633汉中电网运行方式和存在的问题16331汉中电网的运行方式16332汉中电网各阶段存在的问题及建议19343联变投运后汉中电网的运行现状2341稳定极限2342n1原则分析23421正常方式24422汉勉线检修方式24423洋周线检修方式24424汉洋线检修方式24425汉马线检修方式254262543
Keywords:loadfrequency regulation factor ,under-frequency load shedding , district power network,stability control strategy
引言
现代电力系统不断通过建设新型大规模变电站、大容量机组不断并入网内,使得电力系统的规模不断扩大,但同时也削弱了系统在大动下维持频率稳定的能力,极易发生恶性频率事故,导致全系统的瓦解。 国内外近些年来发生了一系列频率异常事故以及因此而导致大规模停电时事故,使得频率控制特别是极端事故下的频率控制成为近年来电力系统研究的热点问题之一。如2007年欧盟“11.4”停电事故和我国河南电网发生的“7.1”事故等,故障分析表面都和频率调整有较大的联系。面对这种严峻的局面,各国电力系统都把研究频率稳定作为十分重要的研究课题。
地区电网稳定控制策略研究
李晨光
(陕理工电气工程系电气工程及其自动化专业052班,陕西汉中723003)
******
[摘要]随着电力系统规模的不断扩大,电力系统经济性得到了显著提高,但同时也削弱了系统抗大扰动的能力。本文首先介绍了现代电力系统的主要特征,阐述了电力系统频率的重要概念,举出了频率偏差对电力系统各方面的影响,从中说明电力系统频率是现代电力系统运行的一个重要指标,以及频率控制的重要性。然后介绍低频减载的意义和发展现状,并对传统法、半适应法、自适应法进行了介绍和比较。频减载作为电力系统的第三道防线,是一种有效地防止频率崩溃的手段。本文结合汉中电网的实际情况,分析在各种不同的运行方式下的故障调闸,制定适应汉中电网的稳定控制策略,并以汉中电网为研究对象,在对低频减载理论介绍的基础上,考虑到汉中电网在3#联变投运后的网络分布情况,提出了各个站点协调动作配合后加速动作来优化调整低频减载策略,以使汉中电网获得更高的安全性和经济性。
在电力系统远距离输电容量不断增加、输电网络重载问题日益突出的情况下,电力系统在暂态稳定之后的长过程动态稳定性将逐步成为电力系统安全稳定运行的主要问题,威胁电力系统的安全稳定运行。
近几十年以来,世界各地的多次大停电都是由于长过程功率不平衡恶性发展的结果。因此,分析电力系统的长期过程动态稳定性问题,避免发生大面积停电事故(如1996年美国西部联合电网发生的两次大面积停电事故,2003年8月14日美国大停电事故),以及研究防止事故扩大的有效措施(即第3道防线),必将成为电力系统计算分析的一项重要内容。在我国电网迅速发展和电力系统厂网分开体制改革的进一步深化的同时,也带来了发生大面积停电的可能性。
(1)大容量机组惯性时间常数M减小。
(2)为安全起见,核电机组不参加调节,因此随核电机组所占比例的增加,将导致电力系统调节频率的能力下降。
(3)大机组对频率质量要求较高,为了保护机组本身,一些大型汽轮发电机配置了频率保护,运行频率过高或过低都可能引起大机组保护动作,从而导致破坏系统频率稳定事故的连锁发生。
电力系统频率反映了系统中有功功率的供需平衡情况,它不仅是电力系统运行的重要质量指标,也是影响电力系统安全稳定运行的重要因素。低频运行无论对电力系统的发电设备和系统安全运行还是对电力用户都存在着广泛的影响。例如,在频率下降时,汽轮机的叶片震动会变大,轻则影响寿命,重则可能产生裂纹。对于额定频率为50Hz的电力系统,当频率降低到45Hz左右时,某些汽轮机的叶片可能因为产生共振而断裂,造成重大事故。对于电力用户来说,电力系统的频率变化会引起异步电动机的转速发生变化,这会使得电动机所驱动的加工工业产品的机械转速发生变化。有些产品对加工机械的转速要求很高,转速不稳定会影响产品质量,甚至会出现次品和废品。另外电力系统的频率波动会影响某些测量和控制用的电子设备的准确性和性能,频率过低有些设备甚至无法工作。电力系统的大机组对频率质量要求也相当高,为了保护机组本身,一些大型汽轮发电机配置了频率保护,运行频率过高或过低都会引起大机组频率保护动作,从而导致破会系统频率稳定的事故的连锁发生。
长期稳定分析假定发电机之间的同步功率振荡已经被阻尼,并具有统一的系统频率,集中研究的是伴随大规模的系统扰动而产生的较慢和长期的现象,以及所造成的大的持续的发电和用电消耗有功功率和无功功率的不平衡问题。长期稳定分析有利于对低频减载实施情况和策略进行评估。
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