注册

国家标准计划《电力系统自动高频切除发电机组技术规定》由 TC446(全国电网运行与控制标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国电力企业联合会

主要起草单位 国家电网有限公司国家电力调度控制中心中国电力科学研究院有限公司中国南方电网电力调度控制中心国家电网公司华中分部国家电网公司西北分部国家电网公司西南分部国网四川省电力公司国网重庆市电力公司国网吉林省电力有限公司国网辽宁省电力有限公司国网江苏省电力有限公司云南电网有限责任公司贵州电网有限责任公司

目录

基础信息

计划号
20184631-T-524
制修订
制定
项目周期
24个月
下达日期
2018-12-29
申报日期
2018-04-11
公示开始日期
2018-07-26
公示截止日期
2018-08-10
标准类别
方法
国际标准分类号
29.020
29 电气工程
29.020 电气工程综合
归口单位
全国电网运行与控制标准化技术委员会
执行单位
全国电网运行与控制标准化技术委员会
主管部门
中国电力企业联合会

起草单位

目的意义

频率是电能质量的三大指标之一。

电网频率反映了发电功率和负荷之间的平衡关系,是电力系统运行的重要控制参数。

频率偏差反映了发电与负荷间的不平衡,特别是频率偏高,反映发电量超出了用电需求,当频率升高到设备不能允许的范围时会导致设备损坏甚至电网崩溃,需及时足额切除过剩发电机组,维持系统频率稳定,从而保证电网安全稳定经济运行和用户安全生产。

国内外电力系统均存在因频率升高而导致电网崩溃和大面积停电的风险。

我国能源资源与需求逆向分布,必须实施大规模西电东送、北电南供,目前西南水电开发已超过6000万千瓦,西部、北部风电太阳能开发超过3000万千瓦。

西部能源基地向东部负荷中心的直流输电规模将持续扩大,预计2020年、2030年,全国跨省跨区电力输送规模将分别超过4亿、7亿千瓦,“强直弱交”问题带来的安全隐患也将更加突出,一旦发生特高压直流双极闭锁稳控拒动故障或跨区送电通道损失,送端电网将面临大量有功功率盈余引起的高频风险,安全风险日益加剧,给频率稳定的分析、控制、运行及管理等工作带来全新挑战。

大规模远距离送电和新能源大量并网条件下,一方面故障后功率缺额巨大,导致电网频率变化迅速,难以准确捕捉,另一方面新能源机组调频能力差,导致电网频率调控难度越来越大,均对高频切机方案设计提出了新的要求;直流系统具有灵活功率调节能力,通过灵活控制其功率可以有效提升频率控制水平,合理控制直流参与频率控制可以有效降低稳定所需切除发电机损失;发电机组的高频保护和超速保护措施均是从保护机组设备角度出发,未考虑电网整体频率控制需求。

目前我国乃至国际上尚无关于高频自动切除发电机组的相关技术标准。

因此,迫切需要结合我国电网实际需求制定相关标准,统筹制定电力系统自动高频切除发电机组的技术措施。

本标准作为大电网安全稳定分析与控制关键技术系列标准中不可或缺的一部分,将充分考虑大规模远距离送电和新能源大量并网对电网频率特性的影响,充分考虑各类型电源、直流调制、发电机高频保护和超速保护等对高频切机方案的影响,支撑电力系统基础环节构建,为合理高效利用清洁能源、科学控制送端电网高频风险、防止频率崩溃事故提供坚强技术支持。

此外,国际上美洲、欧洲、非洲等地区都存在能源跨区输送需求,随着“一带一路”电力建设的实施,我国已将特高压直流技术输出至巴基斯坦、巴西等国,高频切机控制措施制定问题将逐步引起重视。

本标准的制定将为后续国外特高压工程实施后电网的高频切机措施制定提供依据,更有利于我国特高压装备制造业走向国际,推动我国能源领域高新技术强势“走出去”,为全球能源互联提供中国方案。

此外,本标准可以被推荐提升为国际标准。

《特高压交直流混联大电网运行关键技术标准研究》项目组整理了大电网运行控制领域技术标准体系,针对电网仿真建模、继电保护、安全稳定分析控制、在线分析、网源协调、新能源调度等方向关键技术问题,梳理了相关技术标准近200项。

其中,大电网安全稳定分析与控制为该领域保证大电网安全稳定运行不可或缺的专业方向,包括安全稳定计算、评价和控制等方面的标准,本标准为安全稳定控制方面的重要组成部分,为自动高频切除发电机组策略的制定提供技术指导。

范围和主要技术内容

范围: 本标准规定了电力系统自动高频切除发电机组装置配置整定的基本要求、配置原则,定值的整定方法,以及自动高频切除发电机组装置与机组高频保护、超速保护的协调配置原则。 本标准适用于大电网高频风险控制,以及事故后从主网解列的孤立电网高频风险控制。故障后存在“大机小网”问题的小规模孤网、含自备电厂的企业电网可以参照执行。 主要技术内容: 本标准主要针对系统发生频率升高后,如何自动有序的切除发电机组,使得系统频率恢复特性满足要求。切除发电机组策略制定过程最主要的几点内容包括: 1、基本要求和基本原则 基本要求:配置高频切机装置的电力系统发生频率异常升高情况时,应能及时切除相应容量的发电机组,使系统频率能迅速恢复,同时兼顾防止低频减负荷装置动作,避免机组的超速跳闸保护和低频减负荷装置动作。明确了切除机组的选取原则,以及与第二道防线稳定控制的被切机组的布置要求。 基本原则:应考虑故障发生概率进行故障设防,应能适应系统各典型运行方式,推荐了基本轮和特殊轮的数量和延时,设置单轮次切机量最大值等。 2、整定计算方法 整定方法宜先采用单机单负荷模型快速确定最小切机容量、各轮次间级差和延时等基本参数,再采用大电网全模型来校核和调整装置的各项参数。模型计算只考虑系统平均频率变化,系统各机组间的频率偏差可在大电网全模型校核计算中考虑。可不考虑系统电压变化对频率特性的影响,系统负荷的电压特性可在大电网全模型校核计算中考虑。电力系统高频切机装置整定时,有功负荷的频率调节系数和机组的调速器模型参数宜采用实测参数。 3、高频切机与机组高频保护、超速保护、低频减负荷的协调配置 机组高频保护是为保护发电机组本身的安全,其动作应滞后于高频切机装置。 水、火电机组的高频保护定值可设置为高于高频切机方案最后一轮的动作定值,若无法调整机组高频保护定值,则在整定高频切机方案时应计及机组的高频保护动作影响。 新能源机组高频保护定值宜高于高频切机方案第一轮的动作定值,在整定高频切机方案时应计及新能源机组高频保护动作的影响。 高频切机整定方案配置宜对系统频率波动过程中最高频率进行限定。若方案配置难以实现,应建议发电企业适当调整机组超速保护的定值,防止机组超速保护反复动作引发系统振荡。

国家级科研专项支撑

项目编号: 2017YFF0208100 项目名称: 《特高压交直流混联大电网运行关键技术标准研究》