电力系统低频减载自动装置——控制电路文献综述

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1、文献综述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，

2、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

3、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

4、负荷损失。12针对上述三种情况所采取的措施，即所谓保证安全稳定的三道防线。其中第三道防线就是要保证电力系统在严重复杂的故障下，防止事故扩大，防止导致长时间的大范围停电，以免造成巨大经济损失和社会影响。这也是设置第三道防线的意义。调节系统功率不平衡主要有两种措施：增加功率输入或裁切负荷。如果事故发生出现功率缺额时，系统旋转备用容量将积极、尽可能快的阻止系统崩溃，这一方案称为低频调速控制(UFGC)。UFGC必须在系统频率刚开始下降时动作，并且是一种独立于能量管理系统((EMS)地区性的控制。但当系统发生严重事故，旋转备用容量不足以弥补系统功率缺额时，就应该有选择地切掉一部分负荷，从而阻止

5、频率下降，这一方案称为低频减载控制(UFLS)。由于现代电网经济运行的要求，系统的备用容量偏低，低频减载成为严守第三道防线，防止系统崩溃的主要手段。电网事故暴露的问题包括：低频减载切除容量严重不足;低频减载方案同机组低频跳闸定值不协调;电网结构不合理等。根据故障严重程度的不同，有必要加强电网防止稳定破坏和大面积停电的三道防线：第一道防线，电网快速保护及预防控制;第二道防线，稳定控制;第三道防线，就是在主系统发生稳定破坏时的电压及频率紧急控制，有计划、合理地实施解列的自动装置或手动方案，以及解列后为防止小系统崩溃而设置的低频减载装置，以维持整个电网的稳定运行。［2］二、主题频率是电力系统

6、运行参数中最重要的参数之一，电力系统时间与切负荷量通常因地区而异，不能一概而论。频率变化过大会对发电机和系统的安全运行带来严重影响。因此，将电力系统频率变化控制在很小的范围内是电力系统安全稳定运行的主要目标之一。当系统中的有功功率电源不足或负荷增大时，将会出现有功功率不平衡，进而引起系统频率下降。随着电力系统的不扩大，系统结构及运行方式不断复杂化，在电力系统中任何一处发生故障或误操作，如处理不当，极易影响系统的有功平衡，发生频率过低甚至频率崩溃的恶性事故，导致全系统频率的瓦解，进而扩大为大规模的停电事故。为防止严重事故状态下系统频率的大幅度下降，保证系统的频率稳定，各国电网已普遍采用低

7、频减载(UnderFrequencyLoadSheddingUFLS)措施作为保障系统安全的第三道防线。［3］121、低频减载轮次整定与配置原则电力系统频率特性分为静态频率特性和动态频率特性。静态频率特性是指稳定状态下功率和频率之间的关系。电力系统动态频率特性是指有功功率平衡遭到破坏而引起的频率变化，频率从正常状态过渡到另一个稳定值所经历的时间过程。面对不同的事故时应该如何切除负荷，在不同频率下应该对哪些负荷进行切除，在主回路中我们应该有对应的