一种防止电网瓦解的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种防止电网瓦解的方法及系统，该方法及系统包括低频减载外，还采用输电线路、机组的故障信号切除电源不足地区部分次要负荷，防止输电线路大幅度超负荷引起稳定性被破坏而使电网解列以及电源不足地区有功严重不足引起频率崩溃、电力富余地区有功严重过剩造成频率太高使并网机组解列，能够防止美国２００３年纽约大停电、２００３年加拿大全国停电、１９９９年台湾全岛停电这一类电网瓦解事故的发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力运行范畴，具体涉及一种防止电网瓦解的方法及系统。
技术介绍
电网包括有输电线路(为叙述方便，本申请文件把连接区域电网之间的高压输电线路泛称为输电线路)、枢纽变电站(为叙述方便，本申请文件把连接输电线路和区域电网的变电站泛称为枢纽变电站)、大型发电机组和若干区域电网，区域电网与枢纽变电站连接，输电线路把各个枢纽变电站连成一个电能输送网络，大型发电机组与枢纽变电站连接或经区域电网连接至枢纽变电站。这样，大型发电机组发出电能供其所在地区的区域电网使用，剩余电能通过输电线路，输送到其它区域电网。发电机组配置有调速装置、强行励磁和强行减磁装置，当电网故障时调节发电机的输出有功功率和无功功率，以维持和恢复电网稳定运行；同时，在区域电网还设置有低频减载装置，当电网故障引起运行频率下降到某一整定值时，切除部分次要负荷，保持电网有功功率平衡。为了提高发电机的发电效率，机组的单机容量越来越大。目前，单机容量已达到60万KW、90万KW，甚至超过100万KW。同时，由于地区电力资源、经济发展和电网运行方式的不同，有些地区的并网发电机组容量很大，而用电负荷较小(本申请文件把这类地区称为电力富余地区)；也有些地区用电负荷远大于并网发电机组容量，本区域发电机组所发出电力，无法满足用电需求(本申请文件把这类地区称为电源不足地区)这样，电网把电力富余地区的大容量有功功率，经输电线路输送到电源不足地区；电网的这种电源结构，给安全运行留下很大隐患。结果，当某一满负荷运行的输电线路(或位于电源不足地区的某一台满负荷运行的大容量发电机组)故障，保护电器把该输电线路(或机组)切除，其负荷转移由其它输电线路输送。由于受故障电流的冲击，电网的有功、无功平衡状态被破坏，电网处于一个频率和电压都不断波动的暂态过程发电机组的调速装置、强行励磁装置或强行减磁装置反复动作调整机组有功及无功出力；在暂态过程，由于值班人员的注意力，主要集中在事故处理上，位于电源不足地区的备用机组，往往没有及时得到启动发电指令，即使启动，也由于满足不了准同期条件而无法并入电网运行；发电机组的强行励磁装置动作增大机组无功出力使供电电压维持稳定导致电源不足地区的负荷功率不能借助于电压的下降而减少；而已并网运行发电机组调速装置增大机组有功出力即电网热备用容量(旋转备用容量)的调节作用使电网运行频率维持稳定，致使电网所配置的低频减载装置由于没有达到整定频率而不能借助于频率下降而切除部分次要负载，导致电力富余地区的电力更加富余。同时，也由于部分次要负载没有切除，导致需调整有功功率过大而延长了电网的暂态过程。从上所述可知，当某一满负荷运行的输电线路(或某一台满负荷运行的大容量发电机组)故障被保护电器切除后，电网现有的维持稳定措施或系统并无法使备用机组迅速并网发电，也不会使电源不足地区的负荷减少耗电量，更不会及时启动电源不足地区区域电网所配置的低频减载装置切除部分次要负载，使向电源不足地区输电的输电线路，在电网恢复稳定之前一直超负荷运行。一旦输电线路所输送电力超过线路的稳定极限，保护电器就强行使超过稳定极限的线路退出运行。这时，电源不足地区的区域电网，由于有功功率严重不足而造成频率崩溃，而电力富余区域电网由于有功功率严重过剩，也有可能而造成频率太高使并网机组解列，导致电网瓦解。
技术实现思路
本专利技术的目的，旨在提供一种防止电网瓦解的方法及系统，该方法及系统能克服电网由于低频减载装置在输电线路故障时无法及时切除次要负荷所造成的电网瓦解缺陷。上述目的可以这样来实现一种防止电网瓦解的方法，包括电网在低频时切除部分负荷，其主要特点在于在输电线路设置线路故障检测装置(本申请文件把线路故障检测装置简称为线路检测装置)，在配电线路设置切除配电线路装置(本申请文件把切除配电线路装置简称为切荷装置)，并在线路检测装置与切荷装置之间建立信号传送通道(本申请文件的信号传送通道包括信号传送线路及相应的信号处理、调制、转换、控制及人工或智能等装置，简称为信道)，当输电线路故障(事故或超负荷)时，线路检测装置向信道发出故障信号或指令，经信道处理后，向切荷装置发出线路故障信号或指令，切荷装置根据所接受到的信号或指令切除部分次要负荷。切荷装置根据所接受到的信号或指令可以是线路检测装置所发出的原始信号或指令，如输电线路电流(电量)信号或电流(电量)的突变信号、断路器位置变化信号、配电线路断路器的连动跳闸指令，也可以经信道根据原始信号或指令处理或转换后的控制信号或指令，如经调度中心调制的切除配电线路计划、顺序所确定的断路器跳闸指令。这样，电网可根据需要，在向电源不足地区输电的输电线路事故或严重超负荷时，切除电源不足地区部分向次要负荷供电的配电线路。实现上述目的的较好方案是通过不同路径的输电线路向电源不足地区输送电能。实现上述目的的另一较好方案是还设置大机组故障检测装置(本申请文件把大机组故障检测装置简称为机组检测装置)，并在机组检测装置与所述切荷装置之间建立信道，当大机组故障时，机组检测装置向信道发出故障信号或指令，经信道处理后，向切荷装置发出信号或指令，切荷装置根据所接受到信号或指令切除电源不足地区的部分负荷。这样，电网可根据需要，在电源不足地区大机组故障时，切除电源不足地区的部分负荷，或当电力富余地区大机组故障使该地区转变成电源不足地区时，切除该地区的部分负荷。实现上述目的的另一较好方案是在电源不足地区的部分/全部降压变压器设置变压器电压下调控制装置(本申请文件简称为电压下调装置)，并在该电压下调装置与所述的线路(机组)检测装置之间建立信道，当输电线路(机组)故障时，线路(机组)检测装置向信道发出故障信号或指令，经信道处理后，向电压下调装置发出信号或指令，电压下调装置根据所接受到信号或指令适当降低变压器的供电电压。这样，电网可根据需要，在输电线路(机组)故障时适当降低电源不足地区的供电电压，减少电源不足地区负荷的用电功率。实现上述目的的更好方案是在发电厂设置机组控制装置，并在机组控制装置与所述的线路检测装置之间建立信道，线路检测装置在输电线路故障时向信道发出故障信号或指令，经信道处理后，向机组控制装置发出输电线路故障信号或指令，机组控制装置根据从信道接受到的信号，增加机组有功出力或启动备用机组。这样，电网可根据需要，在输电线路故障时，增加电源不足地区机组有功出力或启动电源不足地区的备用机组。实现上述目的的另一更好方案是在抽水蓄能电站设置机组控制装置，并在机组控制装置与所述的线路检测装置之间建立信道，线路检测装置在输电线路故障时向信道发出故障信号或指令，经信道处理后，向机组控制装置发出输电线路故障信号或指令，机组控制装置根据从信道接受到的信号或指令，启动或切换抽水蓄能电站机组的运行状态。这样，电网可根据需要，在输电线路故障时，启动或调整电源不足地区抽水蓄能电站机组有功出力。与上述方法相配套的一种防止电网瓦解的系统可以这样来实现一种防止电网瓦解的系统，包括输电线路、输电线路断路器、枢纽变电站、配电线路、配电线路断路器，输电线路经输电线路断路器连接至枢纽变电站，配电线路经配电线路断路器连接至枢纽变电站，其主要特点在于该系统还设置有信道、输电线路检测装置，在电网的部分或全部配电线路设置有切荷装置，线路检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防止电网瓦解的方法，包括电网在低频时切除部分负荷，其主要特征在于：在输电线路设置线路检测装置，在配电线路设置切荷装置，并在线路检测装置与切荷装置之间建立信道，当输电线路故障时，线路检测装置向信道发出故障信号或指令，经信道处理后，向切荷装置发出线路故障信号或指令，切荷装置根据所接受到的信号或指令切除部分负荷。

【技术特征摘要】
CN 2004-3-28 200410026671.11.一种防止电网瓦解的方法，包括电网在低频时切除部分负荷，其主要特征在于在输电线路设置线路检测装置，在配电线路设置切荷装置，并在线路检测装置与切荷装置之间建立信道，当输电线路故障时，线路检测装置向信道发出故障信号或指令，经信道处理后，向切荷装置发出线路故障信号或指令，切荷装置根据所接受到的信号或指令切除部分负荷。2.权利要求书1所述的一种防止电网瓦解的方法，其特征在于通过不同路径的输电线路向电源不足地区输送电能。3.权利要求书1或2所述的一种防止电网瓦解的方法，其特征在于该方法还在发电机设置机组检测装置，并在机组检测装置与所述切荷装置之间建立信道，当机组故障时，机组检测装置向信道发出故障信号或指令，经信道处理后，向切荷装置发出故障信号或指令，切荷装置根据所接受到信号或指令切除部分负荷。4.权利要求书1或3所述的一种防止电网瓦解的方法，其特征在于在部分/全部降压变电站设置电压下调装置，并在该电压下调装置与所述的线路(机组)检测装置之间建立信道，当输电线路故障事时，线路(机组)检测装置向信道发出故障信号或指令，经信道处理后，向电压下调装置发出信号或指令，电压下调装置根据所接受到信号或指令适当降低变压器的供电电压。5.权利要求书1或2所述的一种防止电网瓦解的方法，其特征在于在发电厂设置机组控制装置，并在机组控制装置与所述的线路检测装置之间建立信道，线路检测装置在输电线路故障时向信道发出故障信号或指令，经信道处理后，向机组...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢运祥，蒋金良，卢培铨，徐洁，陈俊标，
申请(专利权)人：广州市华电技术有限公司，华南理工大学，汕头经济特区龙湖电力技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]