严重故障条件下的电网安全稳定分析与策略分析

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1、％白’～4．1分析计算条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l74．2静态安全分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．174．2．1500kV变压器并列运行元件同时故障⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．194．2．2吴庄至华苑双回220kV线路同时故障⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯204．2．3杨柳青电厂全停⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯204．3暂态稳定分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2l4．3．1天津送受电断面的暂态稳定极限⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．244．3．2220kV辐射线路故障的稳定分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．264．3．

2、3220kV电厂联络线故障的稳定分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．274．3．4220kV母线故障的稳定分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。284．3．5220kV开关拒动条件下的稳定分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．364．3．63／2接线站一条母线检修方式下另一条母线故障的稳定分杯0第五章总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。57参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．59发表论文情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯61附图l2010年夏季天津电网结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62

3、附图22010年夏季天津电网潮流图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．63致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．64n◆·细’k第一章绪论1．1课题研究背景和意义第一章绪论电力系统在受到扰动后，凭借系统本身固有的能力和控制设备的作用，回复到原始稳态运行方式，或者达到新的稳态运行方式，表示此系统是稳定的。电力系统稳定与扰动的大小、经受扰动的时间、系统的结构与运行方式、电力系统各元件的参数、各种调节和控制装置的性能等很多因素有关。保证电力系统稳定是电力系统正常运行的必要条件。只有在保持电力系统稳定的条件下，电力

4、系统才能不间断地向各类用户提供合乎质量要求的电能。20世纪20"30年代，自第一批发电机并列运行、以及从远方发电厂到负荷中心长距离输电线路的出现、形成最初的电力系统起，开始出现电力系统稳定问题．此时，电力工作者就已认识到电力系统稳定问题并将其作为系统安全运行的重要方面加以研究。随着电力系统逐步发展，独立系统之间互联在经济上越发具有吸引力，因而稳定问题的复杂性也就增加了。近几十年来，世界各地发生了多起由于电力系统失稳导致的大停电事故，这些事故造成了巨大的经济损失和社会影响，同时也反映出研究电力系统稳定进行电网安全稳定分析工作的重要意义。电力系统稳定是电网安

5、全运行的关键，一旦遭到破坏，必将造成巨大的经济损失和灾难性的后果。近年来，世界范围的电力工业改革日益加快，电网的开放和商业化运营使得电力系统运行越来越接近系统极限。经济性和安全稳定性相互制约，使得系统的安全稳定性越来越突出和越来越复杂。这些都对稳定分析与控制提出了新的挑战。目前，大电网安全稳定分析得到越来越多的关注和重视。然而，通常进行的电网安全稳定分析大多仅侧重于一般故障情况下的暂态稳定情况，对于发生三相永久性故障同时保护拒动等严重情况下的安全稳定情况则较少考虑。随着电力系统的快速发展，电网的规模不断扩大，元件数量逐渐增多，发生重叠故障或多重故障、相继

6、故障的几率不断增加，同时由于负荷水平不断升高。◆加第一章绪论系统的联系越来越紧密，电网各元件之间的关联度进一步加强，电网发生连锁故障的几率也在增加。严重故障情况下，输电走廊或电网结构遭到严重破坏后，大量的有功缺额可能会造成系统频率崩溃，大范围的潮流转移可能引起线路过载、振荡而使事故进一步扩大，威胁到电网的安全。天津电网地处京津唐电网中心，受电比例较大，它的安全和稳定运行直接关系到整个华北地区电网的安全与稳定。天津电网的安全性，就是既要保证不间断的向天津市电力用户提供合格的电能，又要保证支持系统提高抗“干扰”能力，保证系统稳定运行。近年来，随着天津滨海新区

7、开发开放的稳步推进及其所带来的辐射效应，天津电网发展的速度与日俱增，对电网稳定运行的要求也越来越高．因此对天津电网进行严重故障条件下的安全稳定分析具有很重要的意义。1．2本文的主要工作本文以2010年为水平年，计算分析在严重故障条件下，天津500kV及220kV电网的静态安全和暂态安全稳定水平，查找天津220kV及以上电网在电网结构及元器件方面存在的不安全因素，有针对性地提出改善措施，预防发生事故，实现超前控制，保证电网安全稳定运行。本论文的主要工作如下：第一、严重故障条件下天津电网静态安全分析。进行了天津500kV及220kV线路、变压器、发电机的“单

8、一元件故障”及“并列运行的元件同时故障”校验，判断各个元件N-1开断后设备是否过