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功率电力系统论文范文

摘要:很大电力工业由于连锁故障过程而产生的停电事件时常发生,由此而产生的各种损失也逐渐扩大,所以,对电力系统进行紧急控制也成为了电力工作人员的首要任务.本文以功率平衡保护原理的基本思想为基础,介绍了功率平衡经济控制所要解决的问题,并提出了控制手段.

关键词:功率平衡保护原理电力系统紧急控制

中图分类号:TM71 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)09(c)-0115-01

1.功率平衡保护原理的基本思想

随着我国电力工业的发展,我国对于超高压继电保护的要求也越来越高,但是,由于电力设备的拒动和误动而造成的危害也逐渐增加,同时,目前所采用的事故处理方式,即切除主干变电站的变压器,会使得其他线路因为负荷过重而导致整个电力系统的崩溃.同时,解决当前问题的方法需要有一个相对完善的对策表,获取对策表也需要大量的时间,即使这样也不能够将所有事故状况都包含在内,正是因为以上几点原因,电力系统的紧急控制手段需要在计算机检测基础上进行创新和改进.

此外,根据电力系统保护的理论,可以采用功率平衡保护原理.功率平衡保护原理主要包括有功功率平衡保护原理与无功功率平衡保护原理,但是它们的基本思想是相同的,即是:当大范围的电网之间出现功率交换的突发状况的时候,以发生突变前的电网功率所处的平衡状态为基础,进而制定出发生突变后的电网功率平衡的要求,然后通过对电力系统内部的电源或者负荷的紧急控制来完成这一目的.

通常来说,功率平衡原理都是被作为一种保护电力系统的原理,但是更为确切的说,它更是一种在保护电力系统的基础上对电力事故进行紧急控制的一种手段.而以功率平衡保护原理为基础的处理方法对电力系统实施紧急控制,它能够在最少的时间内用最简单的方式来操作负荷/机组,将电力系统在以后可能发生故障的的概率降到最低.而且,功率平衡保护方法在实施的时候要与稳定的控制手段之间进行信息交互,在总体策略上进行相互协调统一.同时,后续的对电力系统进行故障处理的,以功率平衡保护原理为基础的紧急控制措施可以加强其他措施的实施效果,进而降低其他紧急控制手段在处理故障时的压力.

2.功率平衡紧急控制所解决的问题

目前,功率平衡保护原理在解决电力系统故障中已经被广泛应用,它主要被用来解决以下几个问题,而且这些问题主要涉及的是电力系统的稳定问题,下面几种稳定问题给以简要介绍:

第一,电力系统的稳定性问题.影响电力系统稳定性问题的因素很多,但是其中与功率平衡紧急控制有关联的主要包括功角的稳定问题,频率的稳定性问题以及电压稳定性问题等.除此之外,还有一些与功率平衡紧急控制在原则上相关的电力系统的稳定性问题,如同步机空载的稳定性、系统元件振荡等问题.

在这些与电力系统稳定性相关的问题中,不同的问题所涉及到的功率平衡保护原理也是不同的,与有功功率平衡保护原理有紧密关联的是功角稳定性问题与频率稳定性问题,而电压的稳定性问题则与无功功率平衡保护原理相关.

第二,线路负荷过重问题.如果电力系统出现功率不平衡,对输电装置会产生严重影响,主要是因为输电设备所承担的负荷过重而引起的热稳定问题.

由于输电设备是电力系统的重要组成部分,而对电力系统稳定性就是在电网出现故障后能够保证输电线路具有比系统功率更大的传输能力.如果在失去输电线路之后还能够保证供电,那么所产生的负荷转移会让与该线路并联的其他线路因为过重的负荷而无法保持稳定性.同时,线路所承受的负荷过重就会引发潮流越界的现象,而且输电设备也会由此而承受过重的负荷.此外,在较弱的系统网架上,并行线跳去一回,也会因此潮流越界现象的转移,这时就会使得输电设备负荷过重而产生并发问题,如低频振荡等.

第三,电力系统频率的稳定问题.电力系统的频率的稳定就代表着同步机的运动具有一定的稳定性,也就是说,发电站的各个发电设备不仅可以保持同步运转,而且他们的运转速度能够保持在一定的范围内,不会出现较大的升高或者下降的幅度变化.同时,因为发电机都是出于同步的状态,所以它的频率变化就可以用转速来表示,因此,这种与发电设备频率相关的稳定性被称为频率稳定性,它也是电力系统最为重要的一种稳定性,因为频率的稳定是同步发电机稳定运作的基础.而功率平衡紧急控制却可以在电力系统出现功率不平衡的时候降低这种不平衡性,维持电力系统的稳定.

3.功率平衡紧急控制手段

所谓功率平衡的紧急控制,就是指对电力系统内部的可控点上的负荷或者机组进行紧急控制,包括多种手段,但是每种手段在时间相应上相互区别,下面就是几种简单的功率平衡紧急控制手段:

第一,快关汽门.当电力系统发生故障时,会引起发电机功率降低,但是汽轮机的功率还是维持在原有幅度,输出功率的变化导致电网不稳定,同时,其他机组也会产生相应的振荡现象,进而引起系统崩溃,造成停电.而产生原因则是负荷的降低而使得系统的功率出现不平衡.功率的不平衡主要出现在汽轮机的运转功率与发电机的输出功率之间.汽轮机的组件快关控制的设计基础就是电力系统的稳定性,当负荷减少时,汽轮机会关小进气阀,这样就会减少汽轮机的运转功率,使它与输出功率相近.当功率相平衡时,进气阀又会重新开启,保持原有的运转功率,维持电力系统的稳定性.

第二,电气制动.这种紧急控制手段的优点是能够保持洁净,可以降低维修难度,改善运行条件.在电气制动中,发电机的供给电流是励磁电流,同时会产生一个与机组正常运转时的力矩相反的电磁力矩,进而阻碍机组的运转,降低运转速度,进而实现制动.同时,产生的励磁电流是恒定的,所以,运作速率的降低会使频率逐渐减低.

同时,另一种电气制动方式是制动电阻投入,使用这种方式会吸收因电路故障所产生的多余的能量,进而降低速度,保持电力系统的平衡.但是,使用这种方式会增加不良影响.

第三,优化协调控制手段.对于单一控制措施来说,其作用地点、作用时间以及作用量等都会影响其产生的效果,所以对控制措施的作用情况进行各种优化.而对控制措施的组合使用则能够提高其控制的效果,要对各种措施进行协调,以实现其最优化,它可以利用换流器所拥有的调节能力来提供功率支持,保证电力系统的稳定性.作为提高电力系统的稳定性的技术,协调控制则应该要被广泛的重视和使用.常用的紧急措施以及其组合使用对系统稳定性的影响也有过很多研究,而对于功角与电压稳定协调的问题,非线性系统控制器则偏重于对系统功角稳定性的改善,却忽视了发电机端电压的作用.为了能够充分发挥每种控制手段的特点,则需要对系统震荡进行有效地抑制,提高系统的稳定性.