胜利油田电力系统安全稳定分析及控制措施

论文摘要

胜利油田电力系统是由山东省网电源和自备电厂、变电站、输配电线路、用电负荷等大量电力设施构成的大型互联系统。系统运行的根本任务就是安全、优质、高效的为油田油气生产、集输、机加工、地面建设和其他用户提供电能。而保证电力系统持续安全稳定运行则是完成这一任务的先决条件。供电可靠性要求高、点多面广、结构复杂、非线性因素众多、干扰随机性强、运行方式多变是油田电力系统的主要特点,这些特点使油田电网的安全、优质、经济运行一直面临着严重的挑战。因此深入研究电力系统各种稳定性问题的产生原因和理论依据,有针对性的采取措施增强电力系统稳定性,对于确保油田电力系统安全稳定运行、为油田油气生产建设保驾护航具有十分重要的作用。与电力系统自身规模的迅速发展和复杂程度的日益增加相比,电力系统安全稳定性理论的发展一直比较落后。也正因为如此,世界上许多国家都发生过因电力系统稳定性破坏而导致的大停电事故。造成电网扰动的因素很多,归结起来主要有：电网结构方面,包括电源配置、网络结构、电磁环网等诸多方面；电力系统的安全稳定控制方面,包括继电保护、过负荷保护、安全稳定自动装置、机组自动控制装置(励磁系统、调速系统);电力系统运行管理方面,包括运行方式、潮流控制、旋转备用、输电线输送能力限制和备用、事故预想和全网分级调度管理等。本文首先对电力系统稳定性问题和安全稳定控制方法进行综述归类,介绍油田电网发展过程中的安全稳定情况和现阶段面临的主要问题。然后,结合油田电网运行实际,从功角稳定和电压稳定两个方面较为系统地分析和总结了油田电力系统在大扰动下的安全稳定情况和归纳了所采取的控制措施、策略,并为提高油田电力系统安全稳定性提出了自己的建议。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 电力系统稳定性问题
• 1.2 电力系统稳定性的分类
• 1.2.1 功角稳定性
• 1.2.2 电压稳定性
• 1.2.3 频率稳定性
• 1.3 电力系统控制
• 1.3.1 基本要求
• 1.3.2 电力系统的运行状态和控制策略
• 1.4 胜利油田电网现状和面临问题
• 1.4.1 现阶段油田电网结构
• 1.4.2 油田电网面临问题
• 1.5 油田电网稳定性分析策略
• 第2章 大扰动条件下油田电网暂态稳定分析
• 2.1 油田电网暂态稳定分析的目的和意义
• 2.2 电力系统暂态稳定分析的基本假设
• 2.3 油田电网暂态稳定分析模型
• 2.3.1 外部电网等值处理
• 2.3.2 油田电网暂态稳定分析模型
• 2.4 特定运行方式下油田电网暂态稳定计算
• 2.4.1 暂态稳定计算基本流程
• 2.4.2 扰动模式的选择
• 2.4.3 计算工具的选择
• 2.4.4 仿真分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 提高油田电力系统功角稳定的措施
• 3.1 油田电力系统小干扰稳定控制
• 3.1.1 利用PSS提高电力系统小干扰稳定性
• 3.1.2 利用SVC附加控制增强小干扰稳定性
• 3.1.3 电力系统次同步振荡的抑制
• 3.1.4 利用电力系统的断路器操作抑制SSR
• 3.2 油田电力系统暂态稳定控制
• 3.2.1 快速切除故障
• 3.2.2 减小输电系统电抗
• 3.2.3 可调节并联补偿
• 3.2.4 动态电气制动
• 3.2.5 投切电抗器
• 3.2.6 断路器的按相操作
• 3.2.7 单相断路器操作
• 3.2.8 汽轮机阀门的快速操作
• 3.2.9 切除发电机
• 3.2.10 受控的系统解列和减负荷
• 3.2.11 快速励磁系统
• 3.2.12 不连续励磁控制
• 3.3 关于提高油田电网功角稳定的建议
• 3.3.1 同步相量测量装置简介
• 3.3.2 基于WAMS的电力系统安全稳定控制
• 3.3.3 油田电网PMU设想
• 3.4 本章小结
• 第4章 提高油田电力系统电压稳定的措施
• 4.1 油田电力系统电压稳定控制及电压崩溃的预防
• 4.2 系统设计措施
• 4.3 系统运行措施
• 4.4 分层协调控制
• 4.5 油田电网三道防线建设
• 4.5.1 油田电网的第一道防线建设
• 4.5.2 油田电网的第二道防线建设
• 4.5.3 油田电网的第三道防线建设
• 4.6 针对面临问题的防范措施
• 4.6.1 针对负荷增长问题所采取的措施
• 4.6.2 针对电网结构问题所采取的措施
• 4.6.3 对无功不足与电压波动甩负荷的解决措施
• 4.7 提高油田特殊负荷干扰的稳定性
• 4.8 电力系统生产组织运行管理
• 4.9 油田电网发展趋势
• 4.9.1 胜利电厂三期建设
• 4.9.2 500kV网络的加强及电磁环网的打开
• 4.9.3 智能电网
• 4.10 本章小结
• 第5章 油田电力系统遭受大扰动后的恢复控制
• 5.1 电力系统异步运行与再同步
• 5.1.1 由失步过渡到稳态异步运行的过程
• 5.1.2 实现异步运行再同步的必要条件
• 5.1.3 机组失步的再同步
• 5.1.4 大型汽轮发电机组失磁异步运行问题
• 5.2 电力系统恢复控制
• 5.2.1 电力系统恢复的基本策略
• 5.2.2 系统恢复控制方案的制订
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 稳定性研究的未来发展方向
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表