一种保证余能发电机组接入稳定性的方法技术

本发明专利技术涉及一种保证余能发电机组接入稳定性的方法，系统电网的低压母线上并联有供电负荷、厂用电负荷与余能发电机，供电负荷和厂用电负荷设有继电保护装置，当供电负荷或厂用电负荷发生故障时由继电保护装置切除；此时，余能发电机接入系统的暂态稳定与继电保护动作的时间相关；根据余能发电机的暂态电势及电磁功率关系式及余能发电机的极限切除角和对应时间的关系式，绘制的“角度－时间”曲线，找出极限切除角的对应时间，修正继电保护装置的动作时间，使继电保护动作时间+断路器固有分闸时间≤余能发电机极限切除角对应时间，从而确保余能发电机稳定可靠的接入电网系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及余能发电及配电系统暂态稳定
，尤其涉及一种中小型容量余 能发电机组以电压直配线方式接入系统时保证稳定性的方法。
技术介绍
当余能电站接入电网后，因余能发电机组的容量一般均小于接入点负荷的容量， 所以余能发电属于"自发自用"；且余能发电机组必须要与系统联网运行，当接入点其它回 路发生故障时，由电网继电保护正确动作切除故障回路;此时，如果余能发电机组不能保持 稳定，则会与电网系统发生解裂，只有正确设置继电保护动作时间才能保证发电机组接入 系统的稳定性。 目前，对于上述情况下余能发电机组能否保持暂态稳定国内外少有研究，余能发 电站并入系统后，使得原有电网系统的结构发生变化，由原来的单一送电方式改为双向供 电的模式，这样使得原有电网系统的继电保护灵敏性及选择性降低，给整定计算带来困难。 如果现有继电保护装置不能及时调整，那么很可能造成诸多问题，例如联络线故障，不能快 速切除等，从而导致余能发电机组失去稳定性。
技术实现思路
本专利技术提供了，通过确定余能发电机组 暂态稳定与电网系统继电保护设置之间的关系，对继电保护设置进行修正，从而确保余能 发电机稳定可靠的接入电网系统。 为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现： -种保证余能发电机组接入稳定性的方法，包括如下步骤： 1)系统电网的低压母线上并联有供电负荷、厂用电负荷与余能发电机，供电负荷 和厂用电负荷设有继电保护装置，当供电负荷或厂用电负荷发生故障时由继电保护装置切 除;此时，余能发电机接入系统的暂态稳定与继电保护动作的时间相关； 2)余能发电机的暂态电势及电磁功率关系式为： 式中发电机次暂态电势； U-发电机端电压； Xi-系统暂态电抗； δ-功角； 3)余能发电机的极限切除角和对应时间的关系式为： 式中：δ"-极限切除角； Pt-系统故障前发电机功率特性； PiIM-系统故障时发电机功率特性； Piiim-系统故障切除后发电机功率特性； Sh--故障切除后的功角；知一故障前运行功角； 4)绘制的"角度一时间"曲线，找出极限切除角的对应时间，修正继电保护装置的 动作时间，使继电保护动作时间+断路器固有分闸时间 < 余能发电机极限切除角对应时间， 即可保证余能发电机接入系统的稳定性。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是： 基于对余能发电机组暂态稳定分析，研究余能发电机组接入电网系统后的暂态稳 定极限切除角及对应时间与电网系统继电保护之间的关系，对继电保护设置进行修正，确 保余能发电机组稳定可靠的接入系统。【附图说明】 图1是本专利技术实施例中余能发电机组接入电网系统的一次系统图。 图2是本专利技术实施例中继电保护配置图。 图3是本专利技术实施例中阻抗元件计算图。 图4是本专利技术实施例中功角-时间特性曲线图。 图5是本专利技术实施例中与暂态稳定相关的继电保护配置图。 图6是本专利技术实施例中经修正后的的继电保护配置图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步说明： 本专利技术，包括如下步骤： 1)系统电网的低压母线上并联有供电负荷、厂用电负荷与余能发电机，供电负荷 和厂用电负荷设有继电保护装置，当供电负荷或厂用电负荷发生故障时由继电保护装置切 除;此时，余能发电机接入系统的暂态稳定与继电保护动作的时间相关； 2)余能发电机的暂态电势及电磁功率关系式为： 式中：发电机次暂态电势； U-发电机端电压； X1-系统暂态电抗； δ-功角； 3)余能发电机的极限切除角和对应时间的关系式为： 式中：δ"-极限切除角； Pt-系统故障前发电机功率特性； Ρπμ-系统故障时发电机功率特性； PmM-系统故障切除后发电机功率特性； 4)绘制的"角度一时间"曲线，找出极限切除角的对应时间，修正继电保护装置的 动作时间，使继电保护动作时间+断路器固有分闸时间 < 余能发电机极限切除角对应时间， 即可保证余能发电机接入系统的稳定性。 以下实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具 体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特 别说明均为常规方法。【实施例】 新建一套干熄焦余能发电机组，余能发电机组的额定容量为25MW，并网点选择在 企业总降变电站的IOkV侧。总降变电站电压等级为66/10kV，设置有两台40MVA的主变，66kV 侧与IOkV侧的主结线型式均为单母线分段。 总降变电站IOkV系统的原有设备的热稳定要求为31.5kA，3s，动稳定为80kA。总降 变电站66kV系统最大运行方式下的短路容量为1263MVA，最小运行方式下的短路容量为 413MVA。IOkV馈出线保护定值最大为新回收线，设置两段过电流保护，过流Π 段整定值 4400A，延时0.5s，过流ΙΠ 段整定值2200A，延时Is。IOkV馈出线保护定值最小为双翻线，设置 两段过电流保护，过流Π 段整定值1100A，延时0.5s，过流ΙΠ 段整定值360A，延时Is。 发电站配电断路器为VB2PLUS-12型断路器，12kV，短时耐受电流40kA(4s)，峰值耐 受电流125kA，固有分闸时时间65ms，燃弧时间15ms，DC % = 52。发电机额定转动惯量为9.7t .m2，暂态电抗为0.215，额定功率因数为0.8，运行功 率因数为0.95。如图1所示，是本实施例中余能发电机组接入电网系统的一次系统图。如图2所示， 是本专利技术实施例中继电保护配置图。图中继电保护代码如下表所示： 一、参数计算 1、电网系统元件参数计算： 如图3所示，是本电网系统中的阻抗元件计算图，各元件的阻抗标幺值计算如下： (基准值S j = 25MVA，Uj = 10 · 5kV) 1)发电机电抗标幺值： 式中：Sg--发电机额定容量MVA [00611 XM-发电机暂态电抗； 2)电缆线路的电抗标幺值： 当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保证余能发电机组接入稳定性的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)系统电网的低压母线上并联有供电负荷、厂用电负荷与余能发电机，供电负荷和厂用电负荷设有继电保护装置，当供电负荷或厂用电负荷发生故障时由继电保护装置切除；此时，余能发电机接入系统的暂态稳定与继电保护动作的时间相关；2)余能发电机的暂态电势及电磁功率关系式为：PI=E′UXIsinδ]]>式中：E′‑发电机次暂态电势；U‑发电机端电压；XI‑系统暂态电抗；δ‑功角；3)余能发电机的极限切除角和对应时间的关系式为：δcm=PT(δh-δ0)+PIIIMcosδh-PIIMcosδ0PIIIM-PIIM]]>式中：δcm‑极限切除角；PT‑系统故障前发电机功率特性；PIIM‑系统故障时发电机功率特性；PIIIM‑系统故障切除后发电机功率特性；δh‑‑故障切除后的功角；δ0‑‑故障前运行功角；4)绘制的“角度－时间”曲线，找出极限切除角的对应时间，修正继电保护装置的动作时间，使继电保护动作时间+断路器固有分闸时间≤余能发电机极限切除角对应时间，即可保证余能发电机接入系统的稳定性。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑伟，李鹏，
申请(专利权)人：鞍钢集团工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21