分布式穩定控制裝置在包頭電網中的應用

戰學牛++楊培宏++戴景琪++楊君

摘 要：電力系統是生產生活中重要的組成部分，隨著電力系統規模的逐步擴大，分布式穩定控制裝置的應用對保證電網安全穩定運行意義重大。電力系統中，電路電網穩定運行是其重要生命線，發揮著至關重要的作用。文章介紹了SCS-500E分布式穩定控制裝置在包頭地區電網的成功應用，提出了穩控裝置的配置情況、穩控策略以及注意事項等。

關鍵詞：穩定控制裝置 包頭電網 穩定性

中圖分類號：TM712 文獻標識碼：B 文章編號：1674-098X（2016）09（b）-0018-02

The Applications of Distributed Stability Control Devices in Baotou Grid

Zhan Xueniu1，2 Yang Peihong1 Dai Jingqi2 Yang Jun2

（1.School of Information Engineering，Inner Mongolia University of Science and Technology；2.Baotou Power Supply Bureau，Baotou Inner Mongolia， 014010，China）

Abstract：As the scale of power system is increasing，the use of distributed stability control devices have a great significance to ensure the safe and stable operation of power grid. The paper introduces the successful application of distributed stability control devices of SCS-500E in the region of Baotou of the power system and puts forward the configuration， stability control strategy and announcements etc of stability control devices.

Key Words：Stability control devices； Baotou grid； Stability

隨著內蒙古華電土右電廠兩臺660 MW空冷機組通過雙回線接入500 kV威俊變，使得包頭地區500 kV網架結構趨于完善，但同時系統穩定性問題也得到了高度重視。為提高包頭地區電網安全穩定性，防范電網發生大面積停電事故，500 kV威俊變、包北變和華電土右電廠、薩拉齊電廠裝設SCS-500E安全穩定控制裝置構成了安全穩定控制系統。

1 包頭電網安全穩定控制系統

針對電網可能遇到的不同事故，電力系統設置有3道防線。其中，第一道防線是針對電網常見的單一故障，由繼電保護裝置快速可靠地切除故障元件，確保電網穩定運行和正常供電。第三道防線針對發生概率很低的多重故障造成的穩定破壞，通過失步解列、低頻低壓減載等裝置，防止系統崩潰出現大面積停電事故。而介于中間的第二道防線，是針對發生概率較低的嚴重故障，500 kV威俊變至500 kV包北變的包俊一線、包俊二線同時斷開，通過安全穩定控制裝置切機確保系統繼續保持穩定運行。

1.1 包頭電網安全穩定控制系統概況

包頭電網安全穩定控制系統由500 kV威俊變、500 kV包北變、華電土右電廠、薩拉齊電廠4個廠站組成，各廠站均為雙套配置。其中，威俊變作為該區域系統的樞紐變電站為控制主站，包北變為信息采集子站，華電土右電廠、薩拉齊電廠為切機執行站。

在500 kV威俊變、500 kV包北變、華電土右電廠、薩拉齊電廠分別配置有雙套安全穩定控制裝置。其中，包北變、華電土右電廠和薩拉齊電廠雙套裝置相互獨立，并列運行。而威俊變作為發送切機命令的主站，為了防止由于雙套裝置測量誤差而使得兩套裝置的措施不一致，導致過切問題，需采用主、輔運方式。

包北變、華電土右電廠、薩拉齊電廠均與威俊變通過2M復用光纖聯通，威俊變主、輔運裝置通過光纖直連，用于傳遞裝置動作和閉鎖信息。

1.2 包頭電網安全穩定控制系統數據交換

包頭地區安全穩定控制系統通過2M光纖通道進行數據交換，其中，信息采集子站包北變向主站威俊變發送包俊一線、包俊二線包北變側的線路投停及故障信息量，而華電土右電廠和薩拉齊電廠作為切機執行站向威俊變發送機組功率信息、機組投停狀態，威俊變負責向電廠發送切機命令。

1.3 包頭電網安全穩定控制裝置壓板功能

（1）總壓板功能。威俊變總功能壓板退出，本柜裝置動作不出口。包北變總功能壓板退出，本柜判線路跳閘后不向威俊變發送線路跳閘信息。華電土右電廠、薩拉齊電廠總功能壓板退出，上送機組功率為0，策略動作不切土右電廠機組。

（2）通道壓板。任一側通道壓板退出，兩側裝置報警。主運與輔運裝置通信異常，收異常裝置報通信異常報警，輔運裝置閉鎖；此時輔運裝置退出與另柜通信壓板可解除裝置閉鎖。

（3）機組允切壓板退出，上送機組功率為0，對應機組不可切。

（4）機組檢修壓板投入，上送機組功率為0，對應機組不可切。

（5）線路檢修壓板投入，對應線路停運。

（6）薩拉齊電廠兩臺機組運行，薩拉齊電廠5012開關（與2號機組同串）檢修，策略動作切1號機組。

（7）薩拉齊電廠兩臺機組運行，薩拉齊電廠5013開關（與1號機組同串）檢修，策略動作切2號機組。

（8）威俊變主運壓板退出，裝置轉為輔運狀態，動作延時比主運裝置慢35 ms。

2 威俊變安全穩定控制裝置

500 kV威俊變安全穩定控制裝置主要監測500 kV包俊一線、500 kV包俊二線威俊變側運行狀態、故障信息，接收500 kV包北變上送500 kV包俊一線、500 kV包俊二線包北側運行信息和故障信息，同時，接收下級切機執行站華電土右電廠、薩拉齊電廠發來的可切機組容量信息、機組投運臺數信息。當系統500 kV斷面發生包俊雙回斷面開斷時，采取切薩拉齊電廠、華電土右電廠機組措施保證電網的持續穩定運行。

2.1 投停判斷功能

包俊雙回投停雙側判斷，任一側判出停運則認為線路停運。

SCS-500E裝置采集的500 kV包俊一線、500 kV包俊二線投停判據如下。

（1）投入檢修壓板，判元件停運，清元件異常。

（2）退出檢修壓板，滿足以下任一條件即認為元件投運，否則認為元件停運。

①至少有兩相電流大于等于定值Is1，且持續100 ms；

②有功功率大于等于Ps3，且持續100 ms；

③線路本側的邊或中開關至少兩相TWJ為“0”且持續100 ms。

2.2 跳閘判斷功能

包俊雙回跳閘雙側判斷，任一側跳閘則認為線路跳閘。500 kV威俊變安控裝置采集500 kV包俊一線、500 kV包俊二線的三相電壓、三相電流，判斷線路跳閘。當發生單相瞬時性接地故障，裝置不判跳閘；發生單相永久性接地故障，裝置判跳閘；發生相間故障，裝置判跳閘；一個開關檢修，另一個開關跳閘，裝置判跳閘。

2.3 主、輔運閉鎖

威俊變雙套安全穩定控制裝置采用主、輔運方式，威俊變主運裝置若沒有收到另柜動作信號則立即動作，同時發動作信號閉鎖輔運裝置；若收到另套裝置的動作信號則被閉鎖不再出口。

威俊變輔運裝置，延時35 ms動作，若在延時期間沒有收到另套裝置的動作信號則輔運裝置動作，同時發動作信號閉鎖另套裝置；若在延時期間收到另套裝置動作信號則不再動作。

2.4 穩控系統策略

（1）包俊雙線運行，發生N-2故障，裝置動作切土右兩臺機組，切薩拉齊1臺大機。

（2）包俊雙線運行，發生N-1故障，裝置不動作。

（3）包俊單回運行，運行線路跳閘，裝置動作切土右兩臺機組，切薩拉齊1臺大機。

（4）包俊雙線運行，在啟動周期內雙線相繼故障，裝置動作切土右兩臺機組，切薩拉齊1臺大機。

（5）包俊線路CT極性反向或機組CT極性反向，不影響裝置動作策略。

2.5 穩控系統切機原則

（1）土右開兩機，薩拉齊開兩機，策略動作切除土右2臺，切薩拉齊1臺大機。

（2）土右開一機，薩拉齊開兩機，策略動作主站切土右2臺，執行站切除土右1臺，切薩拉齊1臺大機。

（3）土右開兩機，薩拉齊開一機，策略動作切除土右2臺，不切薩拉齊機組。

（4）土右開一機，薩拉齊開一機，策略動作主站切土右2臺，執行站切除土右1臺，不切薩拉齊機組。

3 運行注意事項

3.1 電網發生事故時，應及時檢查裝置動作情況

當系統發生線路或主變跳閘、失步振蕩或頻率、電壓事故時，應檢查裝置動作情況是否正確，記錄動作后裝置的指示燈和事件記錄內容，必要時還應記錄數據記錄的結果，把裝置動作情況上報調度部門。

3.2 主輔運的切換說明（針對區域安控裝置）

為了防止多切機組或負荷，部分雙套配置的安控裝置采用主、輔運行方式。特別注意當主運裝置因故需要退出運行時，須將輔運裝置的“本柜主運”壓板投入，同時將兩套裝置的“本柜閉鎖另柜壓板”退出。

4 結語

該文針對SCS-500E分布式穩定控制裝置在包頭地區電網的成功應用展開分析，詳細介紹了包頭電網安全穩定控制系統和威俊變分布式穩定控制裝置的功能、作用、操作流程以及注意事項等。

參考文獻

[1] 李寶興，全宇文，任敏哲.電力系統安全穩定控制的分析與展望[J].西北電力技術，2005（5）：18-21，42.

[2] 李西泉，陳輝華.電力系統安全穩定運行基本要求的探析[J].華中電力，2004（2）：52-54.