大规模新能源接入电网连锁故障预防控制策略研究.pdf

第 34卷 第 3期 电 工 电 能 新 技 术 Vo1．34．NO．3 2015年 3月 AdvancedTechnologyofElectricalEngineeringandEnergy Mar．2Ol5 大规模新能源接入电网连锁故障预防控制策略研究 王维洲 ，刘 茜 ，但扬清 ，王 耿 ，刘文颖 (1．国网甘肃省电力公司，甘肃 兰州 730050；2．国家知识产权局专利局 ，北京 100088； 3．华北电力大学电气与电子工程学院，北京 102206) 摘要：本文着眼于大规模新能源接入 的电网连锁故障预 防控制策略研究，在深入分析大规模新能 源接入对 电网连锁故障影响机理的基础上 ，提 出了适应含大规模新能源的电网连锁故障预 防控制 策略 。该控制策略采用直流灵敏度法甄选 出高危线路 ，并计算出发 电功率转移分布 系数矩阵 ，继而 采用反向等量配对法，根据发电功率转移分布 系数调整发电机组的出力，使得高危线路的负载率得 到有效下降，同时保证其他线路负载率维持在重载阈值 以下，改善潮流分布，起到预防连锁故障发 生的作用。最后通过甘肃酒泉地 区电网的仿真分析 ，进一步揭示了大规模新能源接入对 电网连锁 故障的影响机理 ；验证 了本文提 出的连锁故障控制策略的有效性。 关键词 ：电网连锁故障；大规模新能源接入 ；潮流熵 ；直流灵敏度 ；反向等量配对原则 中圈分类号：TM71 文献标识码 ：A 文章编号 ：1003．3076(2015)03-0012—06 1 引言 连锁故障发生的可能性。 2 风 电接入对连锁故障的影响机理 随着电网互联程度的加深和大规模新能源的接 入 ，在取得较大经济效益的同时，电网的整体安全性 2．1 连锁故障发展过程 却受到 了严重的影响。大规模新能源的随机性和波 典型的由连锁故障引发的电力系统崩溃事故 ， 动性对局部电网的某些故障可能起到推波助澜的作 一 般分为连续故障阶段 、快速连锁故障阶段 、停电阶 用 ，从而诱发连锁故障，导致大面积停电事故甚至是 段和恢复阶段 四个阶段 在整个演变过程 中， 电网的崩溃。因此 ，如何预防连锁故障的发生成为 系统在连续故障阶段时仍处于一种可控状态 ，而且 当前 国内外学者广泛关注的研究课题。 相继故障之间的时问间隔较长，是连锁故 障预警及 但是 ，目前关于连锁故 障的预防控制策略的研 控制的关键阶段。如果能在该阶段 ，快速筛选 出连 究，大部分都基于传统电网(不含新能源)进行。然 锁故障的高危线路并采取行之有效 的控制措施 ，就 而 ，近年来随着节能减排和气候变化压力的增大 ，各 可以防止连锁故障的发生。 国开始着力发展新能源 ，其 中风 电尤其受到青 2．2 连锁故障与潮流熵 睐…。由于新能源具有波动性和随机性 的特点，其 连锁故障的发展过程 中，潮流分布的变化是关 对连锁故障的影响机理 尚不 明确 ，对基于大规模新 键因素。正是某一元件 的故障导致潮流大范 围转 能源接人的复杂电网的连锁故障预防控制方法进行 移 ，致使其他元件的潮流发生改变 ，潮流分布随之改 研究具有重要的现实意义。因此 ，本文从潮流熵 的 变 ，若元件的潮流增加至其动作区域内，则会导致这 角度考察了大规模风 电并 网运行对连锁故 障的影 些元件的相继跳 闸。研究表明，潮流分布均匀的电 响；基于风电出力特性提出了适合含大规模风电的 网发生连锁故障的风险远小于潮流分布不均匀的电 电网连锁故障预防控制策略，旨在改善潮流分布 ，抑