山西北部电网安全稳定控制系统配置方案研究.docx

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山西北部电网安全稳定控制系统配置方案研究

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候媛媛张友民

摘要：为了使山西北部电网可以安全、稳定的运行，对规划的平鲁500kV变电站工程投产后的山西北部电网进行安全、稳定方面的计算，校核现有安全稳定控制系统能否满足电网的运行要求，并据此提出了修改配置方案的建议。该方案对类似电网安全稳定控制系统的设计有一定参考作用。

关键词：安全稳定控制系统；潮流计算；暂态稳定；动态稳定

：TM76：A：2095-6835（2014）16-0014-02

紧急控制的基本思想就是当电网受到大扰动而出现紧急情况时，通过执行切机、切负荷等紧急控制措施，使系统恢复正常的运行状态。在电力系统装设安全稳定紧急控制装置，是提高电力系统的安全性、稳定性，防范电网稳定事故，防止发生大面积停电事故的有效措施。

山西北部电网包括大同、朔州和忻州3个供电区，其中，朔州、忻州220kV电网联系紧密，通常以忻朔电网划分。除了以雁同、朔州、忻州3个500kV站为支撑的省内电网外，山西北部向外送电的通道有：大同二电厂至房山3回500kV线路、神头二电厂至保北2回500kV线路。目前，山西北部电网分别配置了山西北部外送和忻朔地区2套安全稳定控制系统。

为了保障山西北部电网和相关华北电网的安全、稳定运行，本文主要对规划500kV平鲁变电站工程投产后北部电网安全稳定控制系统的控制策略进行校验，并提出相应的修改建议。

1山西北部电网安全稳定计算分析

平鲁500kV变电站本期规划建设主变容量2×1000MVA，500kV进出线本期3回，即至五寨500kV变电站2回、至雁同500kV变电站1回。待平鲁变电工程及部分电源陆续投产后，北部电网负荷和网络结构将发生较大的变化。山西北部电网规划地理接线图如图1所示。

本文主要对目标年（2015年）北部正常开停机和大发方式下山西北部电网进行故障潮流、暂稳和动稳计算。通过计算发现，系统发生任意N-1或检修N-1故障时，系统都能保持暂态稳定，但是，部分故障会存在主变或线路过载、动态失稳的现象，需要调整运行方式，采取相关的切机等措施，具体分析如下。

1.1计算边界

1.1.1潮流计算条件

潮流计算的条件是：①按五寨—兴县双回500kV通道投产前、后相关数据进行计算。②北部大发方式。如果考虑五寨至兴县西通道，在满足朔云、忻侯双等北电南送通道输送容量限制的前提下，北部电网水、火电需配合停机比例至少控制在44%以上（北部总装机23378MW，不含京隆）；如果五寨至兴县西通道未投，则北部电网水、火电需配合停机比例至少控制在56%以上。③为了完整、有效地讨论稳定计算结果，各种方式都要依据断面潮流极限在北部大发方式上进行调整。

1.1.2稳定计算条件

该设计暂态稳定计算采用三相短路不重合故障方式检验电力系统的稳定情况。采用BPA暂态稳定程序进行计算，其中，发电机采用Eq变化模型，负荷采用感应马达模型。

500kV线路保护动作时间（含开关动作时间）为0.1s，220kV线路保护动作时间为0.12s。如果变压器发生故障，变压器500kV侧开关0.1s切除故障，220kV侧开关0.12s切除故障。

1.2过载切机

五寨—兴县通道投产：当平鲁1台1000MVA的主变500kV侧发生故障时，0.1s跳500kV、0.12s跳220kV；另1台主变过载76%，需切除安太堡电厂2×350MW机组，以满足电网故障的运行要求。

五寨—兴县通道未投：五朔线路输送潮流2200MW，发生五寨—朔州1回故障，2回同时跳开时，系统稳定但平鲁—雁同线路过载47%，需要切除河曲2×600MW、安太堡1×350MW

机组，以满足电网故障的运行要求。

五寨—兴县通道未投：五朔线路输送潮流2200MW，发生五寨—朔州2回500kV线路1回检修，另1回故障后跳开，系统稳定但平鲁—雁同线路过载29.6%.切除了河曲2×600MW机组后，可以满足电网故障的运行要求。

五寨—兴县通道未投：发生朔州—云顶山500kV线路故障，朔州—云顶山、朔州—忻州500kV线路跳开时，系统稳定但朔州—神二线路过载34%.切除神电2×600MW、河曲1×600MW机组后，可以满足电网故障的运行要求。

1.3动态失稳切机

五寨—兴县通道投产：发生平鲁—五寨双回500kV线路1回故障，双回同时跳开时，平鲁站附近神头二期电厂、木瓜界电厂、右玉热电、安太堡电厂和附近的风电机组动态失稳。仅切除安太堡1×350MW机组后，系统恢复稳定，但平鲁—雁同线路过载49%.如果切除神头二期电厂1×1000MW、木瓜界1×660MW机组后，则系统稳定且无过载线路。

五寨—兴县通道投产：发生雁同—神二2回500kV线