自愈性是智能电网的重要特征和标志[1-2],也是电网安全运作的最大的目的。自愈性是指无需或以尽量少的人工干预,实现故障检验测试、隔离和恢复,最大限度地减少或消除故障对系统的影响,避免发生大面积停电。当前电网为了更好的提高供电可靠性,多采取500/220 kV电磁环网运行,一般以220 kV为电源支撑点向下级电网辐射供电,包括220 kV变电站间的110 kV联络线也多以开环运行。由于系统解环、电网检修、网架改造、分期建设等原因,220 kV变电站也许会出现220 kV单线、单母线、或单主变运行等薄弱的运行方式,一旦失压将造成大面积的停电。
【摘 要】为解决因上级电源而非本级母线设备原因引发的变电站全站失压问题,在传统备用电源自投装置中引入失稳判据、过载判据.提出了基于稳定控制原理的变电站母线自愈功能,在迅速恢复本级母线和重要用户供电的同时,又避免了因过载引起跳闸风险;重点介绍了母线自愈功能实现.
[3] 李雪明, 秦文韬, 胥鸣, 等. 基于稳控装置平台的电网双向备用电源自投功能的实现[J]. 电力系统保护与控制, 2009, V37(14):77-81.
式中:Uhset为电压高定值;Ulset为电压低定值;fhset为高频定值;flset为低频定值。
过载判别:当母线 kV联络线供全站负荷,进行过载判别(见式2)。当检测到110 kV联络线实时载流I≤备用线路热稳限值Iset,则认为线路不过载;否则认为系统过载,需切除部分负荷,确保供电稳定。
1)变压器备投:如#1主变供全站负荷,#2主变备用,在运行主变故障时,备用电源自投装置恢复备用主变运行供全站负荷;
2)母联备投:如#1、#2主变各供一段母线,母联热备用,当一台主变故障时,备用电源自投装置断开主变失压侧断路器,恢复母联运行,从而恢复失压母线 kV进线一回检修另一故障等问题造成110 kV双母线失压或失稳情况时,启动母线自愈功能。
母线 kV GT变全站失压,判定110 kV母线 kV出线线路所有并网小电源。
过载判断:根据当时110 kV出线 kV母线各出线负荷及重要用户分布情况,母线 变电站母线)在正常运行方式下,见图1,220 kV GT变由#1、#2主变并列运行供电,110 kV联络线断路器热备用。当发生GT站全站失压时,母线自愈装置通过判稳定(见式1),若系统失稳,断开#1、#2主变DL1、DL2,用110 kV联络线 kV母线),按设定定值切除部分出线负荷,来保证恢复重要线路负荷,保障供电的连续。
变电站110 kV母线发生失压后,分两步实施:一是若220 kV有压,按变压器或母联备自投功能完成110 kV母线 kV无压,则按自愈策略是实现母线自愈复电,自愈原理与逻辑如图4所示。
在220 kV变电站正常运行方式下(110 kV联络线 kV母线 kV系统是否稳定,若110 kV母线电压及频率稳定,则装置不动作。若失稳,则加速切除母线 kV侧所有开关。若母联开关在分位则合上母联开关,合上110 kV联络线开关。接着进行过载判断,依据110 kV联络线热稳极限、实际负荷线 kV实际负荷是否超出110 kV联络线路热稳极限要求。若不过载,则至结束。若过载,则计算需切除的容量;同时依据线路重要性及负荷情况,计算需断开的线路,并延时后执行最终切负荷顺序。
切负荷策略形成:在母线自愈策略中最大限度地考虑重要用户因素,非重要用户负荷优先级相同,并以切除线路条数最少为目标,最终形成自愈动作策略1(如表2所示)。
动作过程如下:当充电完成后,全站失压或失稳动作条件满足,执行策略1,跳开DL1、DL2断路器,延时后合110 kV出线开关,并经延时跳开出线开关。此情况下,实现了110 kV母线 kV部分出线 kV出线也无过载情况。
时建锋(1982),男,硕士,工程师,云南电网有限责任公司曲靖供电局,从事电力系统稳定分析与新能源并网研究工作(e-mail) *********************。
孙建华(1963),男,工程师,云南电网有限责任公司曲靖供电局,从事继电保护整定计算及技术监督工作。
李国友(1979),男,高级工程师,云南电网有限责任公司曲靖供电局,从事设备管理工作。
2)装置没考虑备用电源线路热稳定极限,会造成线路过载,甚至跳闸。虽然过载控制在稳定控制装置中应用广泛,但在备用电源自投装置中还无应用。
基于以上问题,由于上级电源而非110 kV母线设备问题导致全站失压的情况,传统备用电源自投装置不能够满足要求。因此本文提出基于稳定控制原理,扩展现有备用电源自投装置应用限制范围,实现母线 kV联络线 kV母线和重要线路运行的同时,又可避免因过载引起线)在特殊运行方式下,见图2,220 kV GT变110 kV联络线线主变供另一段母线 kV母联热备用。当发生GT站运行主变供电母线失压时,母线自愈装置通过判稳定,若系统失稳,断开#1主变DL1,用110 kV母联DL3恢复失压母线运行;若过载,按设定定值切除部分出线负荷,保障供电的连续可靠。母线自愈功能原理不依赖站间通信网络,在单个变电站内就能实现。
装置上电,满足充电条件后进入运作时的状态,并适时进行失压判据。监测到母线失压且上级母线有压,无外部闭锁条件,闭锁自愈功能,自动实施变压器或母联备自投功能;监测到母线失压且上级母线无压,无外部闭锁条件,闭锁备自投功能,自动实施母线自愈功能;外部闭锁条件选择母差及变差动作闭锁备自投功能,母差动作闭锁自愈功能。其中母线所示。
【作者单位】云南电网有限责任公司曲靖供电局,云南 曲靖 655000;云南电网有限责任公司曲靖供电局,云南 曲靖 655000;云南电网有限责任公司曲靖供电局,云南 曲靖 655000;云南电网有限责任公司曲靖供电局,云南 曲靖 655000;云南电网有限责任公司曲靖供电局,云南 曲靖 655000
1)提出了基于稳定控制原理的变电站母线自愈功能,详细分析了功能原理及实现过程。实现了变电站全站失压情况下的故障检验测试、并在动作策略中予以隔离;在恢复110 kV母线及出线负荷后,又切除了过负荷线路,在线实现了母线)自愈功能通过稳定判断、过载判断,在实现了恢复母线自愈运行的同时,又避免了过载引起跳闸风险。
动力电池是电动汽车的心脏,是新能源汽车产业高质量发展的关键。经过十多年的发展,我国动力电池产业取得长足进步,但是目前动力电池产品性能、质量和成本仍然难以满足新能源汽车推广普及需求,尤其在基础关键材料、系统集成技术、制造装备和工艺等方面与国际领先水平仍有较大差距。
为加快提升我国汽车动力电池产业高质量发展能力和水平,推动新能源汽车产业健康可持续发展,工信部等四部委制定《促进汽车动力电池产业高质量发展行动方案》。
传统的备用电源自投装置由于其原理简单,定值易于整定在电网中获得了广泛的应用[2-10]。其主要是利用本级备用线路、备用主变或备用母线实现进线、主变、分段备投功能。但还存在以下一些局限性:
1)当220 kV变电站由于上级220 kV电源消失引起变电站全站失电时,如何利用下级110 kV备用电源恢复供电,装置无能为力。
总体来看,经过十多年的发展,我国动力电池产业取得长足进步,但是目前动力电池产品性能、质量和成本仍难以满足新能源汽车推广普及需求,尤其在基础关键材料、系统集成技术、制造装备和工艺等方面,与国际领先水平仍有很大的差距。对此,《行动方案》提出了汽车动力电池发展三阶段规划,即2018年前保障高品质动力电池供应;大力推进新型锂离子动力电池研发和产业化,2020年实现大规模应用;着力加强新体系动力电池基础研究,2025年实现技术变革和开发测试。其发展目标核心思想可以总结为两大类,一是要产品升级,大幅度的提高性能;二是促进产业规模合理发展,培育龙头企业。
失稳判别:在变电站发生电源故障时,母线自愈功能对母线 kV母线电压在电压高定值Uhset之下,电压低定值Ulset之上且母线频率在高频定值fhset之下,低频定值flset之上,则系统稳定。反之,电压、频率任一条件不满足,则认为系统不稳定,快速解列小电源,加快母线] 葛亮, 谭志海, 赵凤青, 翁磊, 董旭柱. 一种改进型馈线自愈控制方案及实现[J]. 电力系统保护与控制, 2013, V41(18):61-67.
对于220 kV变电站特殊方式(110 kV联络线kV一段母线,主变向另一段母线供电,母联开关在热备用)也适用。只是动作情况不同,同样进行失稳和过载判断。
本文以图1 220 kV GT变正常运行方式来进行功能实现说明。母线 kVⅠ母、Ⅱ母的母线开关位置信号及任一相电流,110kV母联DL3开关位置信号, 110 kVⅠ母、Ⅱ母的全部110 kV线路间隔开关信号及电压信息等进行逻辑判断。
[5] 宋锦海, 李雪明, 姬长安, 等. 安全稳定控制装置的发展现状及展望[J]. 电力系统自动化, 2005, 29(23):91-96.
3)进线备投:变电站主供线路一回主供,一回备用,当主供线路故障时,备用电源自投装置断开故障线路进线断路器,恢复备用线路进线断路器供变电站负荷。
220 kV变电站大多设置110 kV联络线线),确保事故情况下有电源支援,如图1、2所示(白色代表分位,黑色代表合位)。由于上级220 kV线 kV母线 kV联络线线主变供另一段母线 kV母联热备用),运行主变所供母线失压情况,这些由于上级电源而非110 kV母线设备问题导致全站失压,传统备用电源自投装置无能为力,本文主要解决此问题。在传统备用电源自投基础上,引入稳定控制原理,进行失稳判别和过载判别,形成变电站母线自愈功能,