基于机网协调的大型机组保护及自动装置参数优化研究

摘要

近几十年来，随着经济水平的提高，我国的电力行业也迅速发展。电力系统规模日趋庞大，机组容量不断增加，电压等级进一步提高。可以预见的将来，我国电网必将联合成一个统一整体。如何提高电力系统的安全性和稳定性成为了现阶段研究的一个热点问题。近几年来，由于电压不稳、频率波动和扰动等因素而导致电网瓦解的事故在国内外的一些大电网中多次发生，造成长时间大面积的停电和巨大的经济损失。在这样的背景下，对涉及机网协调保护进行研究有着重要的意义。 我们这里所说的机网协调是指在电网运行方式变化的情况下，对大机组保护整定和自动装置配置达到全优，从而保证整个电网的安全性稳定性。本文在分析和研究国内外现有机网协调和大机组保护的基础上，提出一套涉网保护和自动装置的审核及参数优化算法，并据此开发了一套统调电厂涉网保护管理系统。 本文主要分析和研究了发电机静子过电压、发电机静子低电压、发电机低频率、发电机高频率、AVR、PSS、发电机失步保护和发电机失磁保护的原理、方法以及应用情况。《电网调度系统安全性评价》和《继电保护和安全自动装置技术规程》规定：保护应保证整个系统的安全稳定性不被破坏，发电机在正常进相运行时，失磁保护不应该误动作。据此本文提出了失磁保护的审核依据；因传统的低频减载方案存在容量切除不足，不能有效抑制频率下降，引进了一种基于频率和电压的变化率确定减负荷的数量和位置的方法；推导了失磁保护动作特性从阻抗平面到P-Q平面的转换公式，在P-Q平面上使大机组失磁保护与自动励磁调节器低励限制的动作特性曲线相互配合。本文还对PSS参数优化进行了研究，优化后的参数可以跟好的抑制系统振荡。 采用面向对象的系统建模方法，本文详细分析了系统所需的功能，设计了各个功能模块及其结构框架和系统所需数据库的结构、表、字段等。在Visual Studio.NET的开发环境下使用Visual Basic.NET、ADO.NET等开发工具实现了统调电厂涉及机网协调保护的整定管理系统的各个功能模块。为电网调度部门实现对统调电厂涉网保护和相关数据文档的管理和审批提供了一套高效、实用的工具。