一种零交换功率区域电网远方解网的检测方法与流程

专利2025-06-22  12


本公开涉及电力系统安全稳定控制,尤其涉及一种在零交换功率下判断区域电网孤网运行状态的方法。


背景技术:

1、含有分布式发电的区域电网存在因输电设备故障脱离外电网孤立运行的风险。当区域电网转为孤网运行状态后,需要及时转入孤网自己控制频率的模式,即设立新的定频率控制机制,否则由于缺乏大电网的频率稳定作用,孤网系统可能迅速(从几百毫秒到几秒,取决于不平衡功率的大小)发生频率越高限或越低限,导致切机且负荷,由于区域电网负荷和发电相对于大电网很少,其颗粒度较大,因此经常难以恢复频率稳定。因此需要在区域电网孤网时,尽可能快地转入孤网自己控制频率的运行模式。这就需要尽可能快地判断出区域电网的孤网运行状态。

2、当区域电网的对外联络线本侧开断时,区域电网由于对本侧断路器有监测装置,因此可以在几十毫秒内判断出孤网区域,因为500kv以下交流电网通常是环网建设开环运行,因此任意1条联络线开断,通常就会出现部分区域的孤网。当区域电网对外联络线本侧断路器在故障时拒动或者对侧断路器无故障跳闸时,若联络线故障前功率比较大,则孤网区域将会出现频率的突变或越限,此时仍然可以结合区域电网的本地量测判断出孤网。但是当区域电网与外网联络功率很小时,对端线路开断不能引起频率明显变化时,目前还没有解决方案在本侧断路器未开断情况下及时判断出孤网的方法。

3、在近似零功率解网情况下,现行技术是等到进一步的大的功率不平衡在孤网区域发生,出现频率异常时,可判断出孤网,再采取频率控制措施。然而,这时所采取的措施由于是在大的功率不平衡出现较长时间后才动作,因此所需的恢复功率和能量都较大,甚至可能发电机群没有这么大的调节能力,导致孤网区域频率恢复失败。因此有必要研究能够在含分布式电源对外联络线功率接近零情况下,远端断开情况下,快速判断孤网的方法。随着新能源的发展,含有分布式电源的区域电网实现就地功率平衡的工况更多,这种在近似零交换功率解网工况下,及时发现孤网的方法就更有必要。


技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足,本发明提供一种零交换功率区域电网远方解网的检测方法,解决近似零交换功率区域电网远方解网形成的孤网的快速判断问题。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、本发明提出了一种零交换功率区域电网远方解网的检测方法,包括:

4、在区域电网稳定状态时,获取区域电网的频率变化方向,采集并网联络线的有功功率和频率;

5、当并网联络线的频率偏差小于设定频率阈值且有功功率小于零功率测量精度时,同时与上次负荷调节时间间隔超过时间阈值,则启动零功率解网监测;反之,则启动非零功率解网监测;

6、零功率解网监测启动后,在设定时长内,当区域电网内发电机有功功率变化量小于设定功率阈值时,则以反频率变化方向进行负荷调节;

7、负荷调节时,若并网联络线的频率变化量大于频率变化量阈值且并网联络线的有功功率变化量小于功率变化量阈值时,则判定区域电网已经解网形成孤网,启动孤网控制;反之,则判定区域电网没有解网未形成孤网。

8、优选地,采集并网联络线的有功功率和频率,包括:

9、采用毫秒级周期的测量单元采集并网联络线的电流互感器的电流数据和电压互感器的电压数据,以毫秒级周期计算出并网联络线的有功功率和频率;

10、从功率频率测量单元获取并网联络线的有功功率和频率的测量结果。

11、优选地,频率偏差是频率实际值与额定频率的差值的绝对值,设定频率阈值是1.0hz;

12、零功率测量精度取为联络线有功功率测量精度的2倍。

13、优选地,时间阈值为发电机完成50%二次调频功率控制量的时间,时间阈值的取值范围为大于等于10s且小于等于30s。

14、优选地,设定时长为发电机对二次调频功率指令的响应时间,设定时长的取值范围为大于等于5s且小于等于30s;设定功率阈值是区域电网内在运行的发电机的额定有功功率总和的1%。

15、优选地,当区域电网内的发电功率变化平稳时,反频率变化方向进行负荷调节,负荷调节量为区域电网内在运行的发电机的额定有功功率总和的2%。

16、优选地,以并网联络线在1s内的频率变化量作为判据,根据在区域电网内火电水电机组总额定容量以确定频率变化量阈值和功率变化量阈值,对于总额定容量在1000mw以内的区域电网,并网联络线在1s内的频率变化量阈值取0.2hz,功率变化量阈值是区域电网内在运行的发电机的额定有功功率总和的0.4%。

17、优选地,在启动零功率解网监测的同时将负荷调节标志sta置为1。

18、优选地,一轮负荷调节包括连续的n次主动调节,每次主动调节的时间间隔为1s;n是大于等于3的整数;

19、若每次主动调节后,并网联络线的频率变化量均大于频率变化量阈值且并网联络线的有功功率变化量均小于功率变化量阈值,则判定区域电网已经解网,并在第n次主动调节后判定区域电网已经解网时,将负荷调节标志sta置为0,同时记录解网标志置为0的时刻为时标ttest-end;

20、若每次主动调节后,并网联络线的频率变化量均不大于频率变化量阈值且并网联络线的有功功率变化量均不小于功率变化量阈值,则判定区域电网没有解网,并在第n次主动调节后判定区域电网没有解网时,将负荷调节标志sta置为0,同时记录解网标志置为0的时刻为时标ttest-end。

21、优选地,在上次负荷调节得到区域电网解网状态测试结果后,会将负荷调节标志sta设置为0,同时以负荷调节标志置为0的时刻为时标ttest-end,当前时刻t与时标ttest-end之间的差值为与上次负荷调节时间间隔。

22、优选地,若负荷调节标志sta未置0,则表示这轮负荷调节无法判定区域电网是否解网,需要再进行一轮负荷调节。

23、本发明的有益效果在于,与现有技术相比至少包括,本发明提出的方法可以在区域电网近似零功率联网状态下,当发生联络线路对端或更远方解网形成区域孤网运行时,通过主动调节负荷测试发现孤网运行状态,及时将频率的控制模式转为孤网运行下必需的定频率控制模式,从而可以避免在发生大的扰动时,因为频率控制能力不足导致频率失去安全稳定。本发明解决了目前孤网运行判断方法在零功率联网状态下失效,在孤网状态出现时不能及时转换频率控制模式,只能等到大的扰动出现使得孤网频率越限时才进行孤网控制,导致事故损失扩大的问题。



技术特征:

1.一种零交换功率区域电网远方解网的检测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的零交换功率区域电网远方解网的检测方法,其特征在于,

3.根据权利要求1所述的零交换功率区域电网远方解网的检测方法,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的零交换功率区域电网远方解网的检测方法,其特征在于,

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10.根据权利要求9所述的零交换功率区域电网远方解网的检测方法,其特征在于,

11.根据权利要求10所述的零交换功率区域电网远方解网的检测方法,其特征在于,


技术总结
一种零交换功率区域电网远方解网的检测方法,区域电网稳定时,获取区域电网的频率变化方向,采集并网联络线的有功功率和频率;并网联络线的频率偏差小于设定频率阈值且有功功率小于零功率测量精度时,与上次负荷调节时间间隔超过时间阈值,启动零功率解网监测;反之,启动非零功率解网监测。零功率解网监测启动后,在设定时长内,区域电网内发电机有功功率变化量小于设定功率阈值时,以反频率变化方向进行负荷调节;负荷调节时,若并网联络线的频率变化量大于频率变化量阈值且并网联络线的有功功率变化量小于功率变化量阈值,判定区域电网已经解网;反之,判定区域电网没有解网。解决了近似零交换功率区域电网远方解网形成的孤网的快速判断问题。

技术研发人员:李德鑫,段刚,庄冠群,余锐,张海锋,彭世宽,高松,张家郡,张懿夫,孟祥东,陈超,彭晓宇,刘鸣泰,冷俊,付宇泽
受保护的技术使用者:国网吉林省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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