电力系统低频减负荷设计 期末作业

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1、课程设计报告书设计目的通过这次的电力系统课程设计，能够熟练应用所学《电力系统自动化》的相关知识，并结合该专业相关专业知识完成此次课题的设计，将进一步培养学生的实践能力及创新能力，锻炼学生分析问题和解决问题的能力，对学生进行电力系统方面设计初步训练。这次的课程设计是对前一部分所学基础课知识的综合运用，也为后续的学习打下良好的基础。引言通常电力系统均具有热备用容量，正常运行时，如系统产生正常的有功缺陷，可以通过对有功功率的调节来保持系统频率在额定值附近。但是在事故情况下，系统可能产生严重的有功缺额，因而导致系统频率大幅

2、度下降。这是因为所缺功率已经大大超过系统热备用容量，系统已无可调输出功率以资利用，因此只能在系统频率降到某值以下时，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。这种方法就称为按频率自动减负荷，其中文简拼为ZPJH，英文简称为UFLS（UnderFrequencyLoadShedding）。在电力系统内装设自动低频减负荷（UFLS）装置是防止电力系统频率在事故状态下大幅度下降，保证系统安全运行的一项有效措施。近十年来，由于大容量机组的广泛采用及负荷的增长使电力系统频率崩溃的危险性加

3、大，UFLS方案设计的重要性尤为突出。设计内容1、低频减负荷的意义低频减负荷是一种防止电力系统出现频率崩溃的安全控制措施。即当电力系统因发电和用电负荷的需求之间出现缺额而引起频率下降时，按照事先整定的动作频率值，依次将系统中预先安排好的一部分次要负荷切除，从而使系统有功功率重新趋于平衡，频率得到回升。迄今为止，这事防止电力系统因频率下降导致崩溃事故的最主要的一种安全措施。2、低频减负荷方案的设计原则低频减负荷方案设计包括对基本轮和特殊轮各轮频率定值、延时、功率切除量的确定。基本轮的任务就是在不过切的情况下尽快制止频

4、率下降，尽可能的使频率恢复到接近正常频率。特殊轮的任务是在已制止频率下降后，避免频率长时间悬停在较低值处，尽快恢复至49.5～50Hz。由于系统运行方式多变，发生有功缺额的大小及实际可供UFLS切除的负荷量的大小都具有随机性，而且系统负荷特性具有未知性，这使提高UFLS方案的适应性具有很高的难度。目前提高UFLS方案的适应能力的主要途径是增多UFLS轮数，采用合理的方案结构和选择正确的设计方法等。UFLS方案设计的主要原则为：（1）在各种运行方式和可能发生的最大功率缺额下有效地防止系统频率下降至危险，不致酿成大型发

5、电机组解列的恶性循环事故；（2）在切除尽可能少的负荷的情况下，使系统尽快恢复至49.5～50Hz之间，无超调和悬停现象；（3）切除的负荷尽可能少；（4）联络线传输功率不过载，结点电压不越限；（5）应能保证解列后的各孤立子系统也不发生频率崩溃。3、低频减负荷方案的设计3.1最大功率缺额和UFLS控制负荷量的确定自动低频减负荷装置所控制的负荷总容量应根据各种运行方式和可能发生的事故情况，找出实际可能出现的最大功率缺额并留有一定的裕度来确定。各地区自动低频减负荷装置切除负荷数值除了满足整个系统按轮按量的要求外，还必须满足

6、本地区电网发生严重事故时的要求。一般最大功率缺额的确定是按系统内同时失去两个最大电源来计算的。UFLS基本轮控制的总负荷量应比系统最大功率缺额稍大些，特殊轮控制的总负荷量应按最严重的情况来考虑，即低频减负荷后系统频率稳定在可能最低的频率值，并且保证足以使系统频率恢复到恢复频率以上。3.2负荷频率调节效应系数的确定系统负荷频率调节效应系数是UFLS方案设计中常用的一个重要概念。其物理意义是在不考虑发电机组的调频能力的情况下，对应于每1%的稳态频降时系统的功率缺额占总功率的百分数。与单机模型下的概念不同，大规模电力系统

7、中系统负荷频率调节效应系数是由一系列因素决定的复杂的非线性函数。其数值与系统参数、运行方式、负荷分布及负荷组成有密切关系，还与扰动发生的地点、扰动的大小及系统维持电压的能力有关。的选取对UFLS方案的整定值有很大影响。从目前条件来看，根据仿真结果给出的的变化范围选取设计用的值，使之兼顾系统的结构特点、多种运行方式及可能的功率缺额情况是比较现实的途径。通常，在实际电力系统中的大致取值范围为1～3。由于的值愈大，负荷功率随系统频率下降也愈多，愈有利于减缓系统频率下降的严重程度。因此，在做系统频率下降的最坏估计时，宜取实

8、际可能的较小的值。通常为防止系统频率超调，基本轮的应取得较小，而特殊轮的则应尽可能接近系统的实际值。3.3基本轮的确定3.3.1UFLS首轮、末轮频率动作值的选择若能在电力系统发生事故初期及早切除负荷，将对延缓频率下降过程有利。在事故的初期，电网扰动大，频率下降迅速，电压发生振荡，负荷下跌且变化大，正是基本轮动作阶段。从这个角度出发，首轮频率动作值宜选择得高