CES团体标准:电力系统长期动态电压故障筛选和控制决策技术规范

时间:2024-03-27来源:佚名

中国电工技术学会团体标准T/CES 219-2023《电力系统长期动态电压故障筛选和控制决策技术规范》由中国电工技术学会提出,中国电力科学研究院有限公司,内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司,广东电网有限责任公司电网规划研究中心,许继电气股份有限公司等单位起草编制完成。

该标准规定了电力系统长期动态电压故障筛选和控制技术的要求、基础条件、方法和判据、提高稳定性的控制措施以及系统设计。

1. 标准起草单位及主要起草人

(1)起草单位

中国电力科学研究院有限公司、内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司、广东电网有限责任公司电网规划研究中心、许继电气股份有限公司。

(2)主要起草人

许鹏飞、宋墩文、张爱军、慕腾、樊占峰、余浩、杨学涛、樊海龙、刘会强、余高旺、陈勇、金楚、张一驰、刘开欣、刘道伟、李坤译、杜三恩、冯静、杨红英、谢家正、赵高尚、肖项涛。

2. 标准制定背景

大规模电力系统中,需要扫描的故障集规模庞大,但可能导致失稳的严重故障占比很小,因此需要对故障集进行筛选,从大量故障中挑选出严重故障,从而能够制定针对性的控制决策。

在故障后的恢复过程中,或故障间较长的过渡过程中,包括负荷慢恢复,锅炉汽机在内的中长期动态元件特性可能对系统稳定性产生不利影响。例如过励磁限制动作具有延时特性,扰动后可能较长时间才启动,常常成为导致电压失稳的直接原因。

中长期动态仿真能发现导致中长期失稳的故障,应该在严重故障扫描过程中发挥重要的作用。然而,目前国内外利用静态分析或暂态分析手段进行严重故障筛选,未能在包括中长期动态元件的条件下,充分考虑故障可能引起的长期电压失稳。

由于长期动态仿真研究包括了中长期动态元件,而且时间尺度长于暂态仿真,耗时较长,难以应对大规模故障集,但在故障扫描过程中不能排除中长期电压失稳的可能性。为了解决这一矛盾,需要综合利用静态、暂态和长期电压稳定分析手段分阶段进行长期动态电压故障筛选,并针对严重故障进行控制决策。

3. 标准主要内容

(1)范围

本文件规定了电力系统长期动态电压故障筛选和控制技术的要求、基础条件、方法和判据、提高稳定性的控制措施以及系统设计。

本文件适用于110kV 及以上电力系统的长期动态电压故障筛选和控制决策工作。其他电压等级可参照执行。

(2)规范性引用文件

本标准主要引用的文件主要包括:

  • GB/T 19963.1—2021 风电场接入电力系统技术规定 第1部分:陆上风电

  • GB/T 19964—2012 光伏发电站接入电力系统技术规定

  • GB/T 26399 电力系统安全稳定控制技术导则

  • GB/T 36547—2018 电化学储能系统接入电网技术规定

  • GB/T 36995—2018 风力发电机组故障电压穿越能力测试规程

  • GB 38755-2019 电力系统安全稳定导则

  • GB/T 40581—2021 电力系统安全稳定计算规范

  • GB/T 40615—2021 电压稳定评价导则

(3)术语及定义

主要包括电压稳定、静态电压稳定、暂态电压稳定、长期电压稳定、机电暂态过程、长期动态过程、电压崩溃、新能源场站、电化学储能系统、多馈入直流短路比、新能源多场站短路比、N-1原则的定义。

(4)总体要求

电力系统电压稳定故障的筛选应包括建立预想故障集、静态电压稳定故障筛选、暂态电压稳定故障筛选、长期电压稳定故障筛选;应针对电压严重故障制定控制决策,使系统保持电压稳定;应建立长期动态电压故障筛选和控制决策系统。

(5)预想故障集

应首先建立预想故障集,规定了预想故障集的种类。

(6)静态电压稳定故障筛选

对区域负荷有功功率裕度、区域负荷无功功率裕度、多馈入直流短路比、新能源多场站短路比等静态电压稳定故障筛选指标进行了界定,并规范了计算方法。规范了静态电压稳定故障筛选所用的模型和方法。

(7)暂态电压稳定故障筛选

对暂态电压稳定判据、风电场低电压和高电压穿越要求电压轮廓线、光伏发电站低电压穿越要求电压轮廓线等用于暂态电压稳定故障筛选的指标进行了界定。规范了电力系统暂态过程的仿真计算程序、模型、暂态电压稳定故障筛选方法、长期电压稳定待筛选故障集、暂态电压严重故障集。

(8)长期电压稳定故障筛选

对长期电压稳定判据等长期电压稳定故障筛选指标进行了界定,规范了长期动态过程的仿真计算程序、模型、长期电压稳定故障筛选、长期动态电压严重故障集。

(9)控制决策

为防止电力系统出现扰动后,无功功率短缺或过剩,某些节点的电压降低或升高到不允许的数值,甚至可能出现电压崩溃或威胁设备安全,应采取电压控制措施使电压保持在允许范围内,对控制目标、控制措施、计算方法进行了规范。

(10)故障筛选和控制决策系统

应建立长期动态电压故障筛选和控制决策系统,筛选故障,并针对暂态电压严重故障集和长期动态电压严重故障集进行控制决策计算。对长期动态电压故障筛选和控制决策系统功能架构进行了规范。

4. 标准制定效益

本标准规范的长期电压严重故障分阶段筛选和控制决策,高效应用中长期分析手段的同时有效避免了严重故障的漏选。相关方法和系统能够在长期动态电压稳定分析中起到重要作用,克服了长期动态电压稳定分析耗时较长,难以应对大规模故障集的困难,使长期分析手段充分发挥作用,有兼顾效率和避免漏选的优势。

本标准能指导110kV 及以上电力系统的长期动态电压故障筛选和控制决策工作,提高分析效率。能为调度和电力系统分析人员应对电压问题提供更为有效的分析和决策工具,提高电压安全稳定分析和控制策略的准确性,避免或减少稳定问题带来的损失,对提高电网电压失稳综合防御能力具有重要作用。

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