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分布式安全穩(wěn)定控制裝置的應(yīng)用

文檔作者：曹曉梅陳熙文檔來(lái)源： 1．國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司海安縣供電公司 2．南京師范大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2020年12月28日
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第l8卷(2016年第ll期) 電力安全技術(shù)
分布式安全穩(wěn)定控制裝置的應(yīng)用
曹曉梅 ， 陳 熙
(1．國(guó)網(wǎng)江 芎=省電力公司海安縣供電公司，江蘇南通226600；
2．南京師范大學(xué)，江蘇南京210000)
[摘要]介紹了分布式安全穩(wěn)定控制裝置的基本原理和控制策略，結(jié)合實(shí)例闡述了具體的系
統(tǒng)配置方案與控制策略的設(shè)置。結(jié)果表明，合理的控制策略可以有效提高安全穩(wěn)定控制裝置的運(yùn)行
可靠性，確保信號(hào)采集的正確性，進(jìn)而保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。
[關(guān)鍵詞]安穩(wěn)裝置；控制策略；通道配置；穩(wěn)控策略
0 引言
近年來(lái)，為了優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、推動(dòng)節(jié)能減排，
實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，國(guó)家大力推廣特高壓骨干電
網(wǎng)以及光伏電源建設(shè)，我國(guó)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)因此發(fā)生了
很大變化。因多個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的聯(lián) 系加強(qiáng)，一旦特高
壓骨干電網(wǎng)發(fā)生故障，將波及多個(gè)區(qū)域電網(wǎng)，增加
了電網(wǎng)穩(wěn)定特性的復(fù)雜度。
安全穩(wěn)定控制裝置(以下簡(jiǎn)稱“安穩(wěn)裝置”)
是能夠快速切除系統(tǒng)故障、確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的裝
置。電力系統(tǒng)發(fā)生短路或異常運(yùn)行稱為電力系統(tǒng)的
一次事故，而把可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)失步的稱為二次
事故。為了防止二次事故產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，必須裝
設(shè)安穩(wěn)裝置。當(dāng)電網(wǎng)受到大擾動(dòng)而出現(xiàn)緊急狀態(tài)時(shí)，
安穩(wěn)裝置能夠迅速執(zhí)行緊急控制措施，維持系統(tǒng)功
角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定，使系統(tǒng)恢復(fù)到正常
運(yùn)行狀態(tài)。裝設(shè)安穩(wěn)裝置是提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、
防范電網(wǎng)穩(wěn)定事故、防止大面積停電事故的有效措
施，目前已廣泛應(yīng)用在全國(guó)各級(jí)目 網(wǎng)和電廠。
1 分布式安穩(wěn)裝置基本原理
分布式安穩(wěn)裝置是在多年研制開(kāi)發(fā)安穩(wěn)裝置經(jīng)
驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為了滿足特高壓互聯(lián)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行要
求而研發(fā)的新一代安穩(wěn)裝置。分布式安穩(wěn)裝置既可
用于特高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定控制和大區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)的安全
穩(wěn)定控制，又可適用于區(qū)域電網(wǎng)和單個(gè)廠站的穩(wěn)定
控制，滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制的需要，提高對(duì)
電網(wǎng)的駕馭能力。
分布式安穩(wěn)裝置要采集交流電流、交流電壓等
模擬量信息和開(kāi)關(guān)、刀閘等位置信號(hào)以及保護(hù)跳閘
信號(hào)；并且為實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制，還需要采集異地的線
路、元件、裝置等運(yùn)行信息，通過(guò)采集的信息自動(dòng)
識(shí)別電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方式。當(dāng)系統(tǒng)故障時(shí)，根據(jù)判
斷出的故障類型(包括遠(yuǎn)方送來(lái)的故障信息)、事
故前電網(wǎng)的運(yùn)行方式及主要送電斷面的潮流大小，
查找存放在裝置內(nèi)的預(yù)先經(jīng)離線穩(wěn)定分析制定的控
制策略表，確定應(yīng)采取的控制措施及控制量，如切
機(jī)、切負(fù)荷、解列、直流功率緊急調(diào)制、調(diào)機(jī)組出
力、投切電抗器／電容器等。
2 安穩(wěn)裝置控制策略
以某供電公司轄區(qū)內(nèi)110kV光伏電站并網(wǎng)為
例，對(duì)安穩(wěn)裝置控制策略進(jìn)行具體分析研究。各個(gè)
變電站均采用SCS-500E型安穩(wěn)控制裝置，通過(guò)
通信設(shè)備聯(lián)絡(luò)、多套裝置相互配合，組成分布式安
穩(wěn)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)域電網(wǎng)的穩(wěn)定控制。其一
次主接線如圖1所示。
2．1 安穩(wěn)控制系統(tǒng)一次主接線運(yùn)行方式
220 kV仲洋變1／2號(hào)主變分列運(yùn)行供110 KV
正、副母線，1 10 kV仲戚I／ Ⅱ線分供戚莊變
110 kV正、副母線，l10 kV戚壩線／戚港線分供
老壩港變110kV I／ Ⅱ段母線，l10kV海東光伏
經(jīng)過(guò)110 kV港海線上老壩港變110 kV I段母線與
系統(tǒng)并列，l10kV建海光伏經(jīng)過(guò)110kV港建線上
一 一
電力安全技術(shù) 第18卷(2016年第1l期)
710 710
圖1 一次主接線
老壩港變1 10 kV Ⅱ段母線與系統(tǒng)并列。
2．2 通道配置及通道數(shù)據(jù)交換
結(jié)合安穩(wěn)裝置的基本原理及圖1可以看出，系
統(tǒng)一次接線方式復(fù)雜，運(yùn)行方式靈活多變，這給制
定切實(shí)有效的控制策略帶來(lái)一定難度。為了能正確、
及時(shí)地傳輸各類信息，自動(dòng)識(shí)別電網(wǎng)運(yùn)行方式，通
過(guò)研究分析，安穩(wěn)系統(tǒng)對(duì)通道進(jìn)行了配置，并采取
了通道數(shù)據(jù)交換。通道配置如圖2所示，通道數(shù)據(jù)
的交換方式如圖3所示。
圖2 通道配置示意
該區(qū)域安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)控制策略表總的配置
原則，就是防止l10kV海東光伏(建海光伏)電站
孤島運(yùn)行。當(dāng)光伏電站并網(wǎng)通道上的某一斷路器跳
閘后，若安穩(wěn)裝置判斷海東光伏(建海光伏)電站
為孤島運(yùn)行時(shí)，則向海東光伏(建海光伏)電站端
的安穩(wěn)裝置發(fā)送跳閘命令，由其跳開(kāi)海東光伏(建
一 一
①切光伏
海光伏)電站110kV高壓側(cè)開(kāi)關(guān)。當(dāng)仲洋變701開(kāi)
關(guān)跳開(kāi)后，穩(wěn)控策略應(yīng)能自動(dòng)識(shí)別跳開(kāi)海東光伏或
建海光伏，或者同時(shí)跳開(kāi)。該區(qū)域安全穩(wěn)定控制系
統(tǒng)控制策略表的難點(diǎn)就在于任一通道受阻后，穩(wěn)控
策略如何能自動(dòng)識(shí)別跳開(kāi)海東光伏還是建海光伏，
或者兩者都跳。
2．3 控制策略表信息
根據(jù)總的配置原則，系統(tǒng)控制策略表采集了如
下信息。
(1)仲洋變側(cè)。電氣量輸入：2臺(tái)主變中壓側(cè)
三相電壓和三相電流；開(kāi)關(guān)量輸入：仲戚I／Ⅱ線
HWJ和正、副母刀閘位置信號(hào)，2臺(tái)主變中壓側(cè)
HWJ和正、副母刀閘位置信號(hào)，母聯(lián)開(kāi)關(guān)HWJ；
輸出：本地輸出無(wú)。
(2)戚莊變側(cè)。電氣量輸入：仲戚I／Ⅱ線三
相電壓和三相電流；開(kāi)關(guān)量輸入：仲戚I／Ⅱ線
HWJ和正、副母刀閘位置信號(hào)，戚壩線／戚港線
HWJ和正、副母刀閘位置信號(hào)，母聯(lián)開(kāi)關(guān)HWJ；
輸出：本地輸出無(wú)。
(3)老壩港變側(cè)。電氣量輸入：戚壩線／戚港
線、港建線／港海線三相電壓和三相電流；開(kāi)關(guān)量
輸入：戚壩線／戚港線、港建線／港海線HwJ，
分段開(kāi)關(guān)HWJ；輸出：本地輸出無(wú)。
(4)建海光伏側(cè)。電氣量輸入：港建線三相電
壓和三相電流；開(kāi)關(guān)量輸入：港建線HwJ；輸出：
建光伏海 —————一_．． ②戚肭 壩線’ ／／』戚 ～ 港線輸?出?通日道 受 ② 一中戚 I／Ⅱ線輸出通 【道受
阻信息 I 咀信息
①切光伏 l10kV 一 2M 110kV 220 kV
出線命令 老壩港 戚莊 、 2M 仲洋
海東 ——一
光伏 ————+
圖3 穩(wěn)定控制系統(tǒng)通道數(shù)據(jù)交換示意
=星
～
運(yùn)I．藿
Y
第l8卷(2016年第l1期) 電力安全技術(shù)
跳港建線開(kāi)關(guān)出口。
(5)海東光伏側(cè)。電氣量輸入：港海線三相電
壓和三相電流；開(kāi)關(guān)量輸入：港海線HWJ；輸出：
跳港海線開(kāi)關(guān)出口。
根據(jù)上述采集的信息以及預(yù)先經(jīng)離線穩(wěn)定分析
制定的控制策略表，安全穩(wěn)定系統(tǒng)就能自動(dòng)判別仲
洋變、戚莊變110 kV母線的結(jié)排方式，以及并網(wǎng)
通道上相關(guān)斷路器的分、合閘狀態(tài)。
3 實(shí)例說(shuō)明及分析
若判斷出光伏電站接人系統(tǒng)的并網(wǎng)通道上有某
一斷路器處在分閘位置(使得該光伏電站所有并網(wǎng)
通道全部斷開(kāi))，則可得出該光伏電站將孤島運(yùn)行
的結(jié)論，如此，裝置發(fā)出將光伏電站解列的跳閘命
令。現(xiàn)取以下2個(gè)實(shí)例予以說(shuō)明。
3．1 實(shí)例1方式
老壩港變l10 kV分段開(kāi)關(guān)打開(kāi)；戚莊變
l10kV母聯(lián)打開(kāi)，戚壩線和仲戚Ⅱ線掛一段母線，
戚壩線和仲戚線掛另一段母線；仲洋變110kV母
聯(lián)打開(kāi)，仲戚I線和2號(hào)主變中壓側(cè)掛一段母線，
仲戚Ⅱ線和l號(hào)主變中壓側(cè)掛二．蛩母線，實(shí)例1的
運(yùn)行方式如圖4所示。
建海 — 罕I 哮 I I 一』
譽(yù)—— 山臻
根據(jù)掛母線的情況，戚莊變側(cè)穩(wěn)控裝置判別出
戚壩線和仲戚Ⅱ線屬于同一串，戚港線和仲戚I線
屬于同一串。仲洋變判別出仲戚I線和2號(hào)主變中
壓側(cè)屬于同一串，仲戚Ⅱ線和1號(hào)主變中壓側(cè)屬于
同一串。
當(dāng)仲洋變裝置判出1號(hào)主變中壓側(cè)跳閘，則同
時(shí)判定同串元件仲戚Ⅱ線輸出通道受阻，并將此信
息發(fā)送給戚莊變。戚莊變收到仲戚Ⅱ線輸出通道受
阻的信息，則同時(shí)判定同串元件戚壩線輸出通道受
阻，并將此信息發(fā)送給老壩港變。老壩港變收到戚
壩線輸出通道受阻的信息，執(zhí)行本地該方式下的策
略，切除海東光伏。
當(dāng)仲洋變裝置判出2號(hào)主變中壓側(cè)跳閘，則同
時(shí)判定同串元件仲戚I線輸出通道受阻，并將此信
息發(fā)送給戚莊變。戚莊變收到仲戚I線輸出通道受
阻的信息，則同時(shí)判定同串元件戚港線輸出通道受
阻，并將此信息發(fā)送給老壩港變。老壩港變收到戚
港線輸出通道受阻的信息，執(zhí)行本地該方式下的策
略，切除建海光伏。
3．2 實(shí)例2方式
老壩港變110 kV分段開(kāi)關(guān)閉合；戚莊變
1 1O kV母聯(lián)打開(kāi)，戚壩線和仲戚雙線掛一段母線，
戚港停運(yùn)；仲洋變110kV母聯(lián)打開(kāi)，仲戚I／ Ⅱ
線和1號(hào)主變中壓側(cè)掛一段母線，2號(hào)主變中壓側(cè)
單掛另一段母線，實(shí)例2的運(yùn)行方式如圖5所示。
戚莊 仲洋
圖5 實(shí)例2運(yùn)行方式
1號(hào)
主變
2號(hào)
主變
根據(jù)掛母線的情況，戚莊變裝置判別出戚壩
線和仲戚I／Ⅱ線屬于同一串。仲洋變判別出仲戚
I／Ⅱ線和1號(hào)主變中壓側(cè)屬于同一串，2號(hào)主變
中壓側(cè)與仲戚I／Ⅱ線沒(méi)有任何聯(lián)系。
當(dāng)仲洋變裝置判出1號(hào)主變中壓側(cè)跳閘，則同
時(shí)判定同串元件仲戚I／Ⅱ線輸出通道受阻，并將
此信息發(fā)送給戚莊變。戚莊變收到仲戚I／Ⅱ線輸
出通道受阻的信息，則同時(shí)判定同串元件戚壩線輸
出通道受阻，并將此信息發(fā)送給老壩港變。老壩港
變收到戚壩線輸出通道受阻的信息，執(zhí)行本地方式
下的策略，切除建海光伏和海東光伏。
當(dāng)仲洋變裝置判出2號(hào)主變中壓側(cè)跳閘，則同
時(shí)判定沒(méi)有仲戚I／Ⅱ線輸出通道受阻，不向戚莊
變發(fā)送任何信息，裝置決策到此結(jié)束。
3．3 實(shí)例分析
由上述實(shí)例可以看出，任一運(yùn)行方式下的判別
均遵循上述原理，安穩(wěn)裝置均能正確識(shí)別。因仲洋
變、戚莊變l10kV為雙母線接線方式，為確保正、
副刀閘位置采集信號(hào)的可靠，后期試驗(yàn)調(diào)試過(guò)程中，
在仲洋變、戚莊變側(cè)增加了所有正、副母刀閘位置
采集的強(qiáng)制壓板、檢修壓板及刀閘位置異常的告警
一 一
S 電力安全技術(shù) 第18卷(2016年第l1期)
600 MW機(jī)組爐膛總風(fēng)量低保護(hù)誤動(dòng)作
分析及改進(jìn)
賀治國(guó)
(國(guó)電電力大同發(fā)電有限責(zé)任公司，山西大同037043)
[摘要]介紹了一起爐膛總風(fēng)量低保護(hù)觸發(fā)MFT保護(hù)動(dòng)作的事故。根據(jù)ABB Symphony系統(tǒng)
的控制柜電源結(jié)構(gòu)以及PFI信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理與作用，分析了爐膛總風(fēng)量低保護(hù)誤動(dòng)作的原因，并提
出了針對(duì)性的整改措施，對(duì)該系統(tǒng)控制柜的電源結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以避免同類事故的發(fā)生。
[關(guān)鍵詞]總風(fēng)量低保護(hù)；控制柜電源；PFI信號(hào)；PFI電壓
0 引言
某公司7號(hào)機(jī)組是我國(guó)首臺(tái)采用直接空冷的
600 MW 機(jī)組。其鍋爐為DG2026／17．35Ⅱ型亞臨
界、自然循環(huán)、一次中間再熱、固態(tài)排渣汽包爐。
DCS(分布式控制系統(tǒng))采用ABB Symphony系
統(tǒng)。爐側(cè)風(fēng)量取樣裝置為機(jī)翼式，風(fēng)量變送器型號(hào)
為EJA110A差壓變送器。其中，6臺(tái)磨煤機(jī)的一、
二次風(fēng)量與燃燼風(fēng)量模擬量信號(hào)都送入MCS02機(jī)
柜，然后在MCS02機(jī)柜的控制器中將以上風(fēng)量求
和后得出爐膛總風(fēng)量，并判斷低限值(小于460 t／
h)，得出3個(gè)開(kāi)關(guān)量DI(數(shù)字量輸入)信號(hào)，再通
過(guò)3個(gè)獨(dú)立的模件輸出3個(gè)開(kāi)關(guān)量DO(數(shù)字量輸出)
信號(hào)，送人FSSS(鍋爐爐膛安全監(jiān)控)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)“三
取二”邏輯判斷后作為MFT(主燃料跳閘)保護(hù)跳
信號(hào)，有效確保信號(hào)采集的正確性，提高安穩(wěn)裝置
的可靠運(yùn)行水平。
4 結(jié)束語(yǔ)
電力市場(chǎng)結(jié)構(gòu)改革增加了電力系統(tǒng)穩(wěn)定性控制
的難度，要充分發(fā)揮特高壓電網(wǎng)以及光伏電源的優(yōu)
勢(shì)，需要更先進(jìn)可靠的安全穩(wěn)定系統(tǒng)，對(duì)穩(wěn)定控制
技術(shù)和控制策略也提出了更高的要求。
通過(guò)對(duì)分布式安穩(wěn)裝置控制策略的分析研究，
合理地配置信息通道與正確地制定控制策略，能有
一 一
闡條件之?。
1 事故概況
2012-05-07T03：09，7號(hào)機(jī)組DCS畫(huà)面顯示
鍋爐總風(fēng)量從1 900 t／h突降至140 t／h，鍋爐
總風(fēng)量低保護(hù)觸發(fā)MFT保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組負(fù)荷由
394 MW 降為0，7號(hào)機(jī)組跳閘。
03：20，在運(yùn)行人員啟動(dòng)A磨煤機(jī)時(shí)，鍋爐重
新點(diǎn)火。
03：40，鍋爐總風(fēng)量低保護(hù)再次觸發(fā)MET保
護(hù)動(dòng)作，此時(shí)DCS畫(huà)面顯示鍋爐總風(fēng)量從929 t／h
突變?yōu)?。在更換MCS02機(jī)柜的電源模塊和模件
后，經(jīng)運(yùn)行值長(zhǎng)同意，將鍋爐總風(fēng)量低保護(hù)退出。
03：54，啟動(dòng)B磨煤機(jī)，鍋爐再次重新點(diǎn)火。
效確保安穩(wěn)裝置信號(hào)采集的正街I生，提高安穩(wěn)裝置
運(yùn)行的可靠性水平，從而為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供
有力的保障。
收稿日期：2016—03—06；修回日期：2016-06—06。
作者簡(jiǎn)介：
曹曉梅(1980一)，女，工程師，主要從事繼電保護(hù)專業(yè)管理工
作，email：54421 3477@qq．COIn。
陳熙(1994一)，男，本科在讀，主要學(xué)習(xí)有關(guān)電氣工程及自
動(dòng)化的課程。

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