电网安全稳定控制装置标准化设计

2010年第4卷第1期南方电网技术交直流并联电网2010，V ol. 4，No. 1 SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY AC/DCParallelGrid 文章编号：1674-0629(2010)01-0039-04 中图分类号：TM712 文献标志码：A电网安全稳定控制装置标准化设计陈兴华，吴国炳，张荫群，李新超（广东省电力调度中心，广州510600）摘要：基于“个性化和差异化最小”原则，并结合对电网稳控系统多年的设计、调试和运行经验，从功能设计、通信接口设计、定值单设计、压板设计以及现场接线设计等方面，提出稳控装置标准化设计的参考标准。

关键词：安全稳定控制；装置；标准化The Design Standardization of Security-Stability-Control Deviceof Electric Power GridCHEN Xinghua, WU Guobing, ZHANG Yinqun, LI Xinchao(Guangdong Power Dispatch Center, Guangzhou 510600, China)Abstract: Based on the principle of “the least personalization and difference” with the experiences of design, test, and operation ofsecurity-stability-control systems for the electric power grid, this paper puts forward reference standards for the design standardizationin the aspects of function design, communication interface design, setting value design, pressure plate design and site wiring design.Key words: security and stability control; device; standardization电网的安全稳定控制系统和装置是提高电网安全稳定性的有效措施[1]。

稳控系统的误动或拒动，均存在引起大面积停电、甚至全网失稳的风险，必须加强完善其建设和运行管理。

稳控系统标准化工作包括规划配置、装置设计、测试体系和管理制度等方面[2−4]。

稳控装置设计的标准化决定了测试标准化和管理制度标准化等工作的方向和实施。

本文结合稳控系统方面多年的设计、调试和运行管理经验，以“个性化和差异化最小”为原则，从功能设计、通信接口设计、定值单设计、压板设计以及现场接线设计等不同方面，对稳控装置提出标准化设计的具体参考标准。

1 功能设计的标准化稳控系统标准化工作的结构见图1。

从技术层面考虑，稳控装置功能的确定主要取决于以下因素：1）装设稳控装置的站点，在电网中的地位和承担的角色。

2）期望通过装设稳控装置解决电网运行中的何种问题。

例如，直流双极闭锁带来的频率稳定问题，线路严重故障下的暂态稳定问题，等等。

3）根据电网未来的规划和相关研究，针对将来可能存在的稳定问题设置预留功能。

此外，现场条件、施工作业等因素亦须考虑。

1.1 基本功能配置标准化1.1.1控制站稳控系统的控制站通常应配置以下基本功能：直流双极闭锁切机-切负荷、回降-提升直流功率、最后断路器跳闸闭锁直流、接收并向各执行站发布上一级控制站的切负荷命令功能，500 kV主变压器过载切负荷、500 kV主变压器跳闸切负荷、500 kV 线路过载切负荷和500 kV线路跳闸切负荷功能。

对于功率送出型电网，上述功能可相应调整为切机功能。

1.1.2切机执行站切机执行站通常应配置以下基本功能：接收并执行上一级控制站的切机命令功能、线路过载切机或减出力功能、线路跳闸切机功能、机组高频切机、低频解列功能等。

电厂若出线数量较少，在线路检修时，存在剩余线路全跳后机组与电网解列的风险，可考虑配置出线全跳快速联切机组功能。

40 南方电网技术第4卷1.1.3切负荷执行站切负荷执行站通常应配置以下基本功能：接收上一级控制站的切负荷命令功能、线路和主变压器过流切负荷功能、低频低压减载功能。

对于就地线路跳闸可能引起稳定问题的站点，应配置线路跳闸快速切负荷功能。

2 通信接口设计标准化为保证装置的开放性和互联性，通信接口设计应标准化。

主要有以下三方面的工作：1）厂站间装置的通信。

厂站间装置通信的物理层基本实现光纤传输，个别地区以载波传输作为补充。

在通信速率和帧格式方面，因目前尚未形成标准，往往造成不同厂家之间的装置在实现互联时出现偏差或各执一词，直接影响装置传输的可靠性和开发周期。

目前该项工作仍在摸索研究中。

2）厂站装置与调度中心远方管理站之间的通信。

厂站装置与调度中心远方管理站之间的通信和厂站间装置的通信，在通信协议及要求方面有较大不同，尤其前者在通信传输的内容方面信息量大，信息类型复杂多变，不同厂家处理方式差异较大。

目前该项工作同样在摸索研究中。

3）装置与厂站监控后台的通信。

目前普遍沿用既可支持光纤系统、也可基于铜线的传输系统的IEC 60870-5-103传输规约（DL/T 667—1999继保设备信息接口配套标准）。

稳控装置与后台的通信接口一般使用RS485或网络接口（视现场情况而定）。

3 定值单设计的标准化定值按功能分类设置排布，包括公共逻辑定值、功能策略定值、装置和现场参数定值。

公共逻辑定值指判断元件投退、跳闸电气量门槛等定值；功能策略定值指功能投退控制字、低频低压减载定值、过流减载定值、跳闸联切定值、可切负荷线路轮次定值等；装置和现场参数定值指现场元件的电流互感器额定电流值、装置的通信地址等非逻辑定值。

为避免数量过于庞大，定值应合理设置和开放。

同一类型的定值不重复整定，例如判断同一电压等级线路投退状态的电气量门槛定值作为公共定值，只整定一次；可固化的定值不向用户开放，例如低频滑差闭锁定值、判元件电压异常定值等。

定值的打印或显示采用二维表格，提高可读性。

4 压板设计的标准化4.1 压板设计的原则稳控装置的压板设计应遵循以下原则：1）精简。

名目繁多的压板设计，不仅增加装置的复杂性，而且不便于运行维护。

2）灵活。

压板的设计适应性不强会影响装置的使用。

3）分区分行排列。

不同类别的压板应尽量分区分行排列，便于调试人员和运行维护人员查找，降低误投退的概率。

4）压板命名应能望文生义、清晰易记。

4.2 各类压板设计的标准化4.2.1功能投退类压板包括总功能投入压板、低频低压功能投入压板、过流减载功能投入压板、跳闸联切功能投入压板等。

上述各个子功能在装置定值中一般均设有投退控制字，二者选其一即可。

根据精简原则，建议一般情图1 稳控系统标准化工作的结构Fig. 1 Structure of Standardization of Security-Stability-Control System第1期陈兴华，等：电网安全稳定控制装置标准化设计 41况下取消设计各子功能投入压板。

4.2.2方式压板包括非本厂站的元件检修压板，特殊方式压板等。

由于此类压板的设计与实际功能需求关系较大，因此无需也无法进行统一和规范。

4.2.3线路允切压板当接入稳控装置的某负荷线路因故需要暂时退出被切除的功能时，若只退出相应的出口跳闸压板，虽然装置不能切除该负荷线路，但该负荷线路的可切量依然统计在内，有可能造成装置的欠切。

对于各负荷线路均设有独立允切压板的装置，当对应的允切压板与出口压板同时退出，装置即可将对应线路的可切量剔除，从而确保装置不会欠切。

机组允切压板同理。

4.2.4元件运行类压板包括本厂站的元件检修压板，本厂站的元件运行压板，本厂站的元件HWJ压板等。

这三种压板，实质上大同小异，目前逐渐倾向于只设置元件运行压板。

当该压板投入时，稳控装置根据元件的实际工况自动判断其投停状态；当该压板退出时，稳控装置强制判定元件为停运状态，从而可以避免开关做试验时导致装置误判元件状态。

4.2.5旁代压板对于各接入装置的220 kV元件应单独设计。

110 kV和10 kV元件的旁代压板，则应取消设计，以降低装置复杂度。

因为对于接入稳控装置的110 kV和10 kV元件，其作用仅提供元件的负荷量，当其进行旁代操作时，可退出相应的允切压板和出口跳闸压板，其可切量的减少对稳控装置的总体影响不大。

4.2.6通道压板用于控制本装置与本站另一套装置，以及与其他站点装置之间的通信功能。

其逻辑功能的设计因需求不同而异。

典型的设计建议如下：1）为简化装置设计，不设置装置的总通道压板，只设置装置的分通道压板。

2）分通道压板投入时，稳控装置对应的通信通道正常对外发送信息，并处理该通道收到的信息；分通道压板退出时，稳控装置对应的通信通道既不对外发送信息，也不处理该通道收到的信息。

5 现场接线设计的标准化稳控装置现场安装涉及电流电压回路、开关位置信号回路、出口控制回路、通信回路、装置电源回路、GPS对时回路以及站内信号、音响和监视回路等。

对于双套配置的站点，上述回路现场接入时，应满足双重化原则，即两套装置完全独立。

5.1 电流、电压回路稳控装置一般安装于220 kV及以上电压等级的变电站或电厂。

对于220 kV及以上电压等级的元件，往往需要准确获取其潮流、投停、故障以及过载程度等工况，从而作出相应的策略控制，故其三相电流和电压均应接入。

110 kV和10 kV电压等级的元件，在稳控装置中只用作提供元件的负荷量，单个元件负荷量的采集误差对策略控制的影响不大，分别接入两相和单相的电流电压并通过软件测算出三相电气量即可。

5.1.1电流回路目前接入稳控装置的电磁型电流互感器的二次绕组以串接于独立绕组、保护绕组、故障录波绕组和测量绕组为主。

对于电磁型电流互感器，稳控装置应优先接入独立绕组；在条件不具备的情况下，转而选择接入故障录波绕组；然后考虑接入保护绕组；最后才考虑接入测量绕组，且应将稳控装置置于回路的最前端。

对于稳控装置双重化配置的站点，接入两套稳控装置的每一个元件，均应选取不同的二次绕组。

500 kV电压等级一般为3/2接线，因此对于500 kV主变压器的变高侧而言，应优先考虑接入套管电流互感器的绕组；对于带有220 kV旁路母线的站点，主变压器220 kV侧的开关也应优先考虑接入套管电流互感器的绕组。

5.1.2电压回路由于500 kV母线的电压互感器一般为单相，故500 kV元件的电压必须从线路或主变压器的电压互感器取得。