现代电网运行技术(第四章安控装置)

第三章 提高电力系统稳定性的措施
比较： 较高级智能型微机安控系统与逻辑式、 初级式安控装置相比较，由于它是多点采 集信息并按照控制策略表进行实时判断， 因此它能较全面的对电网运行方式和故障 状态进行实时识别，由控制策略表得到的 控制量相对较精确、智能水平相对较高。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
第三章 提高电力系统稳定性的措施
4）为解决碧成线在重负荷下， 成县变一台主变故障，另一台主变过 负荷问题，在成县变电站装设过载远 方切机装置；在碧口水电厂振荡解列 装置增设切机和压出力功能。 功能：监视该站两台主变的运行 状态，当其中一台跳闸时，另一台主 变出现过载，则根据过载情况通过载 波通道向碧口水电厂振荡解列装置发 出压出力或切机命令；当发出压出力 或切机命令后，如果在规定的时间内 过载没有消除（可能通道等有问题）， 则直接跳开过载主变的220KV侧开关。
但控制策略表的确定是通过离线仿真计 算分析及实际运行经验确定的，因此和实 际系统运行方式有一定的差距，使实际控 制不可避免的存在误差。并且当电网发展 变化时，需要对控制策略表进行修正，工 作量非常大，往往会出现控制策略表的修 正赶不上电网变化情况，使控制措施之间 的协调和优化难于实现。
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电气与电子工程学院
现代电网运行技术
North China Electric Power University
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五、安全自动控制装置的应用 （安全稳定控制装置、稳定控制装置、安控 装置、稳控装置、安自装置）
第三章 提高电力系统稳定性的措施
安全自动装置的研究和应用是随着电网的 不断发展而发展的一种提高电网安全、稳 定水平的辅助技术。这种辅助技术是以提 高系统的安全、稳定水平为主要目的，所 以我们把这一类装置也叫做安全、稳定控 制装置（安自装置或安控装置）。
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如判断事 故前故障元件 的输送功率， 且三相开关跳 开，或功率突 变量。
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各子装置仍然是逻辑式的，装在切机或 切负荷的执行端，由一定的逻辑电路组成， 当装置收到经通道传送的切机或切负荷指 令后，经过逻辑判断，跳开相应的线路开 关，切除一定量的机组或负荷。
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七十年代湖北电网就开始使用逻辑式安控装置， 用于丹江水电机组或送出线发生故障时，遥切湖 北东部地区负荷。到八十年代为解决葛洲坝电厂 电力送出问题，装设规模更大的逻辑联切装置， 当葛洲坝出线发生故障跳闸时，遥切湖北中部和 河南中北部负荷，形成了华北电网的逻辑式安全 稳定控制装置系统。
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逻辑式切负荷安全稳定控制装置、初级 智能型微机切负荷安控装置、较高智能型 微机安控装置和高智能微机安控装置。在 四类安控装置的实施中，也有时伴有就地 控制装置的配合（高频切机、过电压解列 等等）。
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1、逻辑式安控装置 逻辑式切负荷装置的原理较为简单，装 置通常以某一个电厂或某一个变电站保护 和开关动作信息作为装置的启动信号，根 据机组或线路保护和开关动作的多少，经 逻辑电路进行逻辑判别，下达若干个命令 （切负荷、切机）。
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不能进行优化切机或切负荷。由于切机 或切负荷量是由离线仿真计算得到的，必然 与实际运行情况有误差，因此一般偏于保守， 且负荷量较大。另外，该装置使用范围有一 定的局限性，不能很好的完成区域电网的稳 定控制。
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事例： 2001年甘肃 碧口地区电 网220KV碧 成线安全自 动装置就属 于该型安控 装置，如图：
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3）在碧成线重负荷方式下， 成县变一台变压器故障跳开，需碧 口水电厂压出力或切出碧口水电厂 1台机组。 4）当碧成线按静稳定水平运 行时，该系统发生任意故障均会造 成碧口水电厂机组与甘肃主网失稳， 需解列碧成线。 5）在碧成线重负荷，江洛、 长道负荷较轻时，若110KV江天、 长七线其中一回线跳闸，会造成另 一回线路过负荷，必要时需跳开非 故障线路。
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略马线略阳侧装设过 负荷解列装置，采用就地 判别，当装置检测出略马 线过负荷电流值达到整定 值时，装置动作，跳开略 马线。 该装置为碧口水电厂 和石泉水电厂在丰水季节 的水电送出起到了很大的 作用,但一直未动作。
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2、初级智能型微机安控装置 初级智能型安控装置有一个主装置和若 干个子装置组成，主装置具有一定的人工智 能，由计算机来实现，当系统发生故障时， 它可根据实际运行情况，经过一定的智能判 断，决定是否要启动切机或切负荷装置发出 切机或切负荷命令。
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当我们对系统进行计算分析后，发现系统 在某种运行方式存在稳定问题或过负荷等 问题，而一次系统无法解决或时间不允许 时，我们源自文库要求助于二次系统来解决。
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稳定控制早期使用的就是我们前面讲的 简单的分散的就地控制。这种技术的发展 一是随着电网的发展对安全、稳定控制提 出新的要求，二是随着计算机技术的发展， 使一些较为复杂的控制功能得以实现。目 前，我们国内已经投入运行或正在研究实 施的安全稳定控制装置按其实现手段、智 能化水平可分为四种类型，
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逻辑式安控装置最大的缺点是，装置 不能采集系统的实际信息，不能根据系统 的实际情况进行判别，只能根据保护和开 关的动作信号作为启动信号，再根据逻辑 判别和就地信号，启动安控装置动作。当 系统运行方式变化时，由运行人员进行投 退压板。
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2）为解决碧成线因
故障三相跳开后， 碧口 水电厂频率过高问题， 在碧口水电厂装设高频 切机装置。该装置取频 率上线为51.5HZ(当地 值),，当机组频率达到整 定值时，切碧口水电厂 一台机组。
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3）为解决丰水期碧
成线按静稳定水平运行 时，该系统发生任意故 障时的稳定问题，在碧 口水电厂装设振荡解列 装置。当碧口水电厂机 组与主系统间发生振荡 时，解列碧成线。
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5）为解决碧成线重负荷情况 下，110KV江天、长七线一回线跳 闸，另一回线可能过负荷问题，在 江洛和长道变电站各装设一套过载 解列装置。 功能：监视江天线、长七线运 行状态，当由于一回线跳闸引起另 一回线路过载时，根据过载情况向 线路的本站侧发告警或解列命令。 如果在规定的时间内过载没有消除， 则发出命令跳开该线路的背侧线路。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
命令一般2～3级，通过载波或微波通道将 命令送到执行端，执行端收到切机切负荷命 令后，经过逻辑判断（加就地判别）跳开相 应的出线开关，切除一定数量的负荷或电源。 各点的逻辑装置中，有许多压板可随时投运 或退出。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
逻辑式远方安控装置是国内使用较早的 安全稳定控制装置，它是由晶体管逻辑电 路组成。
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较高级智能型微机切负荷控制系统对通
道要求较高，通道分为命令通道和数据通 道，所有命令都是双方向工作，用于主站 向子站下达控制命令，子站向主站传送执 行情况（主要开关量信息）。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
较高级智能型微机安控系统采用“控制 策略表”进行实时决策，控制系统的智能 化和很高的实时性是靠存放在主站计算机 内的一张“控制策略表”来实现的。所谓 控制策略表，是事先对电网各种可能的运 行方式和故障类型进行预想，并进行大量 的离线方式计算，求出相应的控制措施， 然后制成表格形式存放在计算机中。
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3 较高级智能（中级智能）型安全稳定控 制系统——依赖于计算机和通讯 较高级智能型微机切负荷稳定控制系统是 一个集中、分散型控制系统，一般由一个 主站和若干个子站、终端站（没有控制功 能，只有执行功能）构成。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
主站设在枢纽变电站或处于枢纽位置的 大型发电厂，负责汇总各站的运行工况信 息，进行分析，识别区域电网运行方式。 并根据已存入的控制策略表相比较，进行 实时判断和决策，向各子站、终端站发出 控制命令，指示各子站对控制对象进行控 制（切机、切负荷等）。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
为了解决以上问题，保证碧口电厂在丰水 期功率顺利送出，在碧成线装设了安全自动 装置，考虑到该地区的通信通道为载波通道， 可靠性相对较差，但计算机技术已得到长足 的发展，确定采用初级智能型微机安控装置。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
1）为解决碧口单相瞬时
故障时碧成线的稳定问题， 提高碧成线暂态稳定水平， 在碧口电厂装设连锁切机装 置。 功能：监视碧成线输送 功率，当碧成线P≥某一功率 值（160MW），若碧成线发 生单相瞬时故障，在继电保 护和开关动作的同时（单相 跳开），联切碧口水电厂一 台机。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
初级智能型微机安控装置与逻辑式安控 装置比较：由于它具备一定的智能化，当 系统运行方式变化时，它能适应运行方式 的变化并根据实际潮流情况做出正确判断， 给生产运行人员带来很大方便。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
但是，由于初级智能型微机安控装置只采集一 个点的状态信息（主站安装处），不能采集系统多 处状态信息，而且只接收或传送单方向的跳闸信号， 主站给子站发信，不知子站是否收到，所以它对系 统的判别是不全面的。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
当电网发生故障时，计算机利用采集到 的正常运行方式和故障信息，采取“对号 入座”的方式直接查找控制策略表，求得 相应的控制措施，给各子站发出相应的切 机或切负荷命令。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
为了增加切机或切负荷控制系统的可靠 性，不论是主站还是子站，控制启动都分 为通道正常和不正常两种情况。通道正常 时，控制由主站发出的信号启动，并用当 地信号进行校核。通道不正常时，各装置 以当地信号校核条件作为启动条件。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
为解决以上5种问题，碧 成线安全自动装置包括：碧口 水电厂振荡解列、过频切机、 线路保护动作联切机组、接收 成县变信号压出力或切机装置； 成县变电站过载远方压出力、 切机装置；长道和江洛变电站 过载解列装置。以上装置均为 微机型装置。由于装置只接收 或传送单方向的动作信号，因 此为初级智能型安控装置。
事例： 80年代陕 西电网曾 经运行一 套逻辑判 别安控装 置，如图：
第三章 提高电力系统稳定性的措施
问题： 当碧口水电厂、石泉 水电厂2--3台机组运行时， 220KV洋周线单相瞬时 故障，陕南电网与系统 失步；洋周线单相永久 或三相故障系统失步， 且110KV略马线过负荷。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
a）南方互联电网安全稳定控制系统（1994年投入使用），
第三章 提高电力系统稳定性的措施
碧口地区电网存在如下 稳定问题： 1）当220KV碧成线在一 定的输送功率下，发生单相 瞬时故障，需立即切除碧口 电厂一台机，方可保持该系 统的稳定。 2）当碧成线因故障三相 跳开，碧口水电厂频率过高， 需切除并入碧成线运行机组 的其中一台，可保持碧口水 电厂机组的稳定。
解决办法： 当220KV洋 周线单相瞬时故障，需要远 方切碧口水电厂1--2台机组 和石泉1--2台机组；当 220KV洋周线单相永久或三 相故障需远方切除碧口1-2台 机组和石泉1-2台机组，同时 解列110KV略马线。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
为解决以上问题，装设逻 辑式安控装置。装置共分四 套，采用逻辑判别，主站在 洋县，当洋周线保护和开关 动作，分别向石泉发信（开 关量），经勉县变向碧口水 电厂发信（开关量）。碧口 和石泉水电厂根据开机方式， 运行人员投退压板。当3台机 运行时投切2台机压板，2台 机运行时投1台切机压板。