电力系统自动解列低周减载装置的研究

论文摘要

当互联电力系统间发生振荡时，如果没有有效的方法来进行识别和控制，将会导致事故的蔓延，最终造成大面积停电事故的发生。失步解列作为保证系统安全运行的重要措施，是防止电网崩溃的重要手段之一。当主系统发生稳定性破坏后，关键问题在于如何能合理而快速地平息振荡，快速地使系统恢复正常。将系统在适当的地点解列可以有效地将失步系统分开，从而保证各子系统的稳定运行。本文通过对电力系统的失步振荡过程进行分析，在分析各种已有的失步解列判据的基础上，提出了本装置的解列判据，使多种判据复用，充分发挥各个判据的优点，尽量避免其缺点，互为补充。本装置适用于自备发电机组的中小企业。它采用性价比较高ATmega16L单片机为核心，并采用双CPU冗余系统保证系统能稳定可靠运行。它能检测电网的频率、电压、联网电流方向等参数并进行综合判断，来实现对失步电网的解列控制。对参数的采集采用软件滤波方法，并实现解列、三轮减载及闭锁保护、密码保护等功能。能排除电网短路、采样断路等异常情况而产生的误动作，确保重要设备的正常运行，减少损失。设计时充分考虑装置的可靠性、适应性、开放性和可扩展性，以适应不同功能的要求和电网发展的需要。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出及其意义
• 1.2 我国失步解列装置研究的难点
• 1.3 国内外研究情况综述
• 1.3.1 双阻抗型失步判据
• 1.3.2 视在阻抗角失步解列判据
• 1.3.3 u cosφ失步解列判据
• 1.3.4 同步相量测量技术失步判据
• 1.3.5 传统大型系统解列方案的选取
• 1.3.6 电网振荡解列判据的发展趋势
• 1.4 本论文的主要工作
• 第二章 电力系统失步过程分析
• 2.1 引言
• 2.2 电力系统失步原因分析
• 2.2.1 电力系统失步的特点
• 2.2.2 电力系统失步的原因
• 2.3 异步运行状态的特性
• 2.3.1 等值双机系统异步运行状态
• 2.3.2 等值三机系统异步运行状态
• 第三章 电力系统失步解列装置的研究现状
• 3.1 概述
• 3.2 失步解列装置的分类
• 3.2.1 间接反映功角的判据
• 3.2.2 直接测量功角或转速的判据
• 3.2.3 基于能量原理的判据
• 3.3 本装置失步解列判据
• 3.3.1 解列点的设置原则
• 3.3.2 振荡中心的位置
• 3.3.3 振荡解列判据
• 3.3.4 自动解列低周减载的部分条件
• 第四章 电力参数的采集
• 4.1 电压的采集
• 4.1.1 电压转换电路
• 4.1.2 电压采集的软件设计
• 4.1.3 电压采集的滤波方法
• 4.2 频率的采集
• 4.2.1 频率采集的转换电路
• 4.2.2 频率采集的软件设计
• 4.2.3 频率采集的滤波方法
• 4.3 相位角θ的检测
• 第五章 自动解列低周减载装置的设计
• 5.1 装置的结构和主电路图
• 5.1.1 系统硬件框图
• 5.1.2 双 CPU电路系统
• 5.1.3 闭锁、解列减载控制电路
• 5.1.4 电力参数测量模块
• 5.1.5 键盘组合模块
• 5.1.6 通讯模块
• 5.1.7 显示模块
• 5.2 系统软件设计
• 5.2.1 控制模块软件设计的要求
• 5.2.2 系统软件流程图
• 5.3 装置的抗干扰措施
• 5.3.1 硬件抗干扰措施
• 5.3.2 软件抗干扰措施
• 5.4 装置性能分析
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录