低频减载装置研究

论文摘要

大电网、大机组和高电压是现代电力系统的重要特征,其可靠性和经济性得到显著提高。但是,频率崩溃的危险是始终存在的,并对电力系统的安全稳定运行造成了很大的影响。目前,防止电力系统频率崩溃事故的措施之一就是采用低频减载和解列装置。电力系统“三道防线”概念的提出,更增强了低频减载设备的地位。我国在五十年代就使用了低频减载设备。近年来随着电力技术和微机技术的发展,微机型低频减载设备在电力系统中得到越来越广泛的应用。其中集中式微机低频减载装置的发展势头更迅猛,市场十分看好。本文研究了电力系统频率特性和频率偏差的影响。有功功率和频率是相互影响的关系,而频率偏离了合理范围后对电力系统和用户的危害是很严重的。低频减载装置正是利用切除有功负荷来达到稳定频率的目的。本文设计了一种基于数字信号处理器(DSP)和微处理器(MCU)的集中式低频减载装置,详细说明了该装置的软硬件方案和低频减载控制逻辑。其中,频率计算是本装置的核心部分。本文采用了过零点测频。由于本装置采样间隔是固定的,因此计算的相量势必受到频率变化的影响。为了消除这种影响,本文提出了一种自适应相量算法,并进行了Matlab仿真。仿真结果说明该算法是满足工程需要的。本文所开发的装置在国家继电器质量监督检验中心(NCQTR)通过了静模测试,在华北电科院(NCEPRI)通过了实时数字仿真系统(RTDS)试验测试,并已在现场获得应用。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的意义
• 1.1.1 电力系统频率稳定性问题
• 1.1.2 低频减载的意义
• 1.2 低频减载技术发展现状
• 1.2.1 传统法
• 1.2.2 半适应法
• 1.2.3 自适应法
• 1.2.4 计算机辅助算法
• 1.3 低频减载产品评价
• 1.4 本文研究的内容和主要工作
• 第二章 电力系统频率特性分析及偏差影响
• 2.1 电力系统频率静态特性
• 2.2 电力系统频率动态特性
• 2.3 电力系统频率允许偏差标准
• 2.4 频率下降的影响
• 2.4.1 频率下降对发电设备的影响
• 2.4.2 频率下降对输电设备的影响
• 2.4.3 频率下降对互联电力系统的影响
• 2.4.4 频率下降对负荷的影响
• 2.5 频率上升的影响
• 2.6 本章小结
• 第三章 低频减载方案设计
• 3.1 低频减载方案的提出
• 3.1.1 基本要求
• 3.1.2 基本方案
• 3.1.3 df/dt 的应用
• 3.1.4 闭锁措施
• 3.1.5 与其它装置的配合
• 3.2 本章小结
• 第四章 测频算法及其改进
• 4.1 频率计算
• 4.1.1 频率定义
• 4.1.2 测频方法概述
• 4.1.3 软件测频算法
• 4.1.4 频率计算
• 4.1.5 自适应相量算法
• 4.2 本章小结
• 第五章 低频减载装置的硬件和软件系统设计
• 5.1 硬件系统设计
• 5.1.1 硬件系统总体概述
• 5.1.2 采样计算模块
• 5.1.3 逻辑处理模块
• 5.1.4 监控模块
• 5.1.5 EMC 措施
• 5.2 软件系统设计
• 5.2.1 软件系统整体设计
• 5.2.2 监控平台软件
• 5.2.3 控制软件
• 5.3 本章小结
• 第六章 低频减载装置的测试
• 6.1 RTDS 简介
• 6.2 RTDS 试验项目及结果
• 6.2.1 试验项目
• 6.2.2 试验接线图
• 6.2.3 装置无加速设置时动作录波图
• 6.2.4 装置设定加速时动作录波图1
• 6.2.5 装置设定加速时动作录波图2
• 6.2.6 频率回升时动作录波图
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢