(云南电网有限责任公司怒江供电局 云南怒江 673100)
摘要：小水电富集地区一般处于电网末端，电网网架结构薄弱，一旦发生主网联络线故障跳闸，极有可能造成地区电网孤网运行。为确保地区电网孤网的安全稳定运行，需要根据地区电网的实际情况有针对性地制定高频切机方案，以抑制孤网运行中的频率过高问题。本文针对小水电富集地区电网孤网运行中的高频问题，重点研究了孤网运行高频切机方案配置的基本原则以及需要注意的事项，对于小水电富集地区电网孤网高频切机方案的制定有重要的借鉴意义。
关键词：小水电；地区电网；高频切机；配置原则
一 引言
电力系统的安全稳定运行问题是一个关系到全社会经济发展和社会稳定的世界性问题，一直以来都受到各国政府及电力企业的高度关注，并以此作为研究的重点。从20世纪60年代电网正式进入人们的日常生活以来，大面积停电事故就时有发生[1]。近些外国几次大的停电事故，大家普遍把目光集中在用电负荷端，更多关注于负荷端的损失情况，对电源端的运行情况关注较少[2]。而且针对故障提出的后续改进措施往往倾向于以低频减载为重点的低频控制方面或以电压、功角稳定计算为研究重点，对电源端高频问题的研究相对较少[3,4]。因此，研究和探讨确保电网频率稳定的技术措施，是确保电网安全、稳定、可靠、优质运行的根本保障和重中之重。本文重点针对小水电富集地方电网容易发生孤网运行时的高频稳定问题，提出了孤网运行高频切机方案配置的基本原则以及需要注意的事项。
二 地区电网孤网高频切机方案的配置原则及注意事项
高频切机是按频率自动切除机组的装置，地区电网容量的大小对于高频切机方案的制定具有很大的影响。对于电网网架结构比较坚强、容量较大的地区电网，高频切机定值的选取应保证不会导致低频减载动作，其动作延时为0.2S～0.4S为宜，前两轮均考虑切除发电出力较大的机组。而对于小容量地区电网，其配置原则将有所区别，高频切机措施应主要考虑以下几个方面：
（一）高频切机机组的选择
1、考虑到水电机组启、停灵活，高频切机保护应昼设置在水电厂，并优先选择距主节点电气距离较远的电厂，以提高切机动作后频率响应的快速性；
2、选择容量适中的机组进行第一轮高频切机。小容量地区电网孤网运行时，单台机组功率的变化和负荷扰动量的变化也相对较大，选择切除容量适中的机组，可以保证切机量充分的同时避免过切的发生；
3、一般选择新机组或容量相对较大且具备高频切机功能的机组，做好机网协调试验且一次调频功能较好的大容量机组不作为高频切机方案考虑的机组，这些机组将作为独立网调频、调压机组；
4、优先选择冲击式机组和具有高频切机保护功能的机组，设置高频切机总容量时考虑机组开、停机方式一般比较灵活、一旦停机就相应扣减高频切机容量的因素，并要求配置一定数量的备用容量；
5、高频切机对象的先后顺序方面，可优先切除水电机组、其次切除火电机组；水电机组中可优先切除冲击式水轮机；地区电网中有风电机组的，因风电机组出力相对不稳定，且频率适应范围不如水电，不利于孤网调频，也可优先切除。
（二）高频切机方案轮次和延时的设定
1、为尽可能避免和减小过切容量给电网带来的负面影响，每轮动作切机容量不宜太大，根据该地区机组单机容量和频率变化特性，每一轮切机组容量应尽量控制在地区负荷（机组出力）的10%以内；
2、地区电网高频切机方案的切机轮次一般选择5-7轮为宜，实际情况需要根据每个电网的不同特性研究确定；
3、为了保证装置动作的可靠性，地区高频切机装置的启动定值宜取50.5Hz，延时0.2S左右，各轮动作的延时定值宜取0.2S～0.5S左右，滑差闭锁定值宜取9Hz/S左右；
4、可以适当考虑延长高频切机的动作时间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆小容量地区电网系统惯量小，而在孤网形成的初期，电网的频率变化主要受系统惯量的影响。若高频切机动作时间较知，切除机组后系统惯量减少，将会导致最高频率长得更高。因此，为利用机组的转动惯量减少系统频率波动的幅度，小容量电网高频切机的动作时间应适当延长。
（三）高频切机容量的确定
1、电力系统在实际可能的各种运行方式下，因故发生突然的有功功率过剩后，必须能及时切除相应容量的部分机组，使保留运行的系统部分能迅速恢复到额定频率附近运行，不使事件后的系统频率长期悬浮于某一过高数值，防止设备损坏，因此切机容量应根据电网正常运行方式下的典型潮流进行确定。
2、宜充分考虑并利用发电机组调速系统的一次调频功能，采取适当欠切的原则，当发生使系统频率最高上升不超过51Hz的有功功率过剩时，可不考虑高频切机措施。
（四）与系统及机组频率异常保护的协调
1、高频切机各保护装置之间应分层协调，以限制系统频率最大值为第一轮切机目标；
2、在任何情况下的频率上升过程中，应保证系统高频值所经历的时间，能与运行中机组的允许运行时间相配合。有条件的情况下，优先采取远方切机措施，有的一次性切除多余的机组容量，快速抑制电网频率以保障运行设备的安全，并尽量控制频率在49.5～50.5Hz之间，以利于事故的后续处理。
3、频率上升的最高值应小于火电机组过频保护的整定值，并留下不小于0.3～0.5Hz的裕度，以保证这些机组能够继续联网运行，而不与主网解列；
4、如地区电网内仅有水电机组，则可适当放宽对最高频率的限制要求，采取适当欠切的原则，充分利用发电机组调速系统一次调频功能，更有利于减少因机组过切而产生的频率波动幅度。
（五）其它需要注意的方面
1、高频切机方案作为电网第三道防线的措施，应考虑尽可能多的运行方式和尽可能多的严重故障形式，即提高高频切机方案的适应性；
2、高频切机方案不宜将某个电厂的机组全部切除，需要考虑分散切除电厂机组；
3、无高频切机功能或出现过不正确动作的电站机组不作为高频切机方案考虑的机组；
4、高频切机动作后，暂态过程最低频率应高于低频减载第一轮次动作频率，并具有一定的安全裕度；
5、地区电网的高频切机措施在满足本地区电网高频切机需求的同时，要与区域电网、省网高频切机方案相协调，不能造成主网严重事故下的过切，并随着电网的发展定期进行校核及修正。
三 结束语
本文结合作者在实际工作中的经验，对小水电富集地区高频切机方案的配置原则及注意事项进行了细致的探讨，可以为地区电网调度机构制定高频切机方案提供一些借鉴和指导。
参考文献
[1] 汤涌.电力系统安全稳定综合防御体系框架[J].电网技术，2012，36(8):1-5.
[2] 林伟芳，汤涌，孙华东，等.巴西“2.4”大停电事故对电网安全稳定运行的启示[J].电力系统自动化，2011，35(9):1-5.
[3] 徐遐龄，林涛，徐颢霖.近年来国内外大停电原因分析及启示[J].湖北电力，2013，37(2):45-47.
[4] 汤涌，卜广全，易俊.印度“7.30”、“7.31”大停电事故分析及启示[J].中国电机工程学报，2012，32(25):167-174.
论文作者:张栋梁,赵丹
论文发表刊物:《电力设备》2016年第2期
论文发表时间:2016/5/23
标签：电网论文; 机组论文; 频率论文; 地区论文; 容量论文; 方案论文; 系统论文; 《电力设备》2016年第2期论文;