严重故障条件下的电网安全稳定分析及策略研究

论文摘要

近几十年来,世界各地发生了多起由于电力系统失稳导致的大停电事故,这些事故造成了巨大的经济损失和社会影响,同时也反映出研究电力系统稳定、进行电网安全稳定分析工作的重要意义。随着天津电网的快速发展,电网的规模不断扩大,元件数量逐渐增多,发生重叠故障或多重故障、相继故障的几率不断增加;同时由于负荷水平不断升高,系统的联系越来越紧密,电网各元件之间的关联度进一步加强,电网发生连锁故障的几率也在增加,这都将威胁到电网的安全。因此,有必要对逐年变化的电网结构和运行方式下,天津电网在发生严重故障后的安全稳定情况进行深入分析,并针对天津电网在电网结构及元器件方面存在的不安全因素,提出解决措施。本文应用BPA软件,模拟了天津500kV及220kV电网的各类严重故障。以2010年夏季运行方式为例,分别进行了静态安全稳定和暂态安全稳定计算分析,并针对分析过程中出现的不满足稳定判据要求的不安全因素,提出相应的对策和改善措施,以保证电网安全稳定运行。计算与分析结果表明:2010年夏季运行方式下,天津500kV电网任一线路、变压器、母线发生三相严重故障,保护及开关正确动作后系统能保持稳定;按500kV联络线“并列运行元件同时故障”校验,天津电网送受电断面稳定极限为8000MW;天津220kV主网达到了一、二级稳定标准,即任一线路、变压器、发电机、母线、电厂联络线、并列运行双回线路发生三相故障,保护、开关及重合闸正确动作后系统能保持稳定;对于三级稳定标准,即环网线路、母线发生三相故障,开关拒动、母差保护拒动的情况,电网存在失稳的可能。建议提高断路器水平,确保不发生拒动情况;建议尽快实现上古林和卫国道等站母差双重化;建议将仁和营至屈店双回线、杨柳青至屈店双回线、杨柳青至华苑双线路更换大截面导线以保证故障切除后系统的稳定。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 本文的主要工作
• 第二章 严重故障条件下电网安全稳定分析的方法
• 2.1 电网安全稳定的定义及分类
• 2.1.1 电力系统安全性
• 2.1.2 电力系统稳定性
• 2.2 电网安全稳定分析理论基础
• 2.2.1 静态安全分析
• 2.2.2 暂态安全分析
• 2.3 继电保护相关理论基础
• 2.3.1 线路保护
• 2.3.2 变压器保护
• 2.3.3 发电机保护
• 2.3.4 母线保护
• 2.3.5 电力系统安全自动装置
• 2.4 安全稳定标准与规范
• 2.4.1 静态安全分析
• 2.4.2 暂态安全分析
• 2.5 电网安全稳定分析计算模型
• 2.5.1 发电机模型
• 2.5.2 线路模型
• 2.5.3 变压器模型
• 2.5.4 负荷模型
• 2.6 电网安全稳定分析计算程序
• 第三章 天津电网运行方式及潮流分析
• 3.1 电网结构
• 3.2 计算方式
• 3.3 计算方式下的潮流分析
• 第四章 2010 年夏季天津电网严重故障条件下的安全稳定分析
• 4.1 分析计算条件
• 4.2 静态安全分析
• 4.2.1 500kV变压器并列运行元件同时故障
• 4.2.2 吴庄至华苑双回220kV线路同时故障
• 4.2.3 杨柳青电厂全停
• 4.3 暂态稳定分析
• 4.3.1 天津送受电断面的暂态稳定极限
• 4.3.2 220kV辐射线路故障的稳定分析
• 4.3.3 220kV电厂联络线故障的稳定分析
• 4.3.4 220kV母线故障的稳定分析
• 4.3.5 220kV开关拒动条件下的稳定分析
• 4.3.6 3/2 接线站一条母线检修方式下另一条母线故障的稳定分析
• 第五章 总结
• 参考文献
• 发表论文情况
• 附图1 2010 年夏季天津电网结构图
• 附图2 2010 年夏季天津电网潮流图
• 致谢