電力系統備自投動態負荷聯切技術的探討

袁紹軍　劉震宇　陳廣宇

(國網冀北電力有限公司承德供電公司,河北承德　067000)

電力系統備自投動態負荷聯切技術的探討

袁紹軍劉震宇陳廣宇

(國網冀北電力有限公司承德供電公司,河北承德067000)

在分析常規備自投處理過負荷情況的不足的基礎上,提出了動態聯切出線負載的備自投新方式,對傳統變電站改造和智能變電站新建均具有重大意義。

備自投動態負荷聯切

備自投要想發揮功效，備用電源的容量應能支撐其“接手”的負載。但實際運行中，因方式的千變萬化，往往很難兼顧這一點。這樣，備自投動作后，因備用電源容量不足，可能會造成事故的擴大。因此，需研究備投動作與負荷動態聯切一體化技術。

1　常規備自投過負荷時情況分析

雙線雙變變電站的主進線或某臺變壓器發生故障，會出現以下兩種備自投動作情形:(1)備自投啟動，全部負荷轉到備用進線或非故障變壓器上，此時可能導致非故障主變或備用進線過載。(2)因采用“和電流閉鎖”，備自投未完成充電而不啟動。

綜合上述，常規備自投因不能有效處理變電站負荷與備用電源容量之間的矛盾而需要進行改進，改進方向為:備自投動作時智能聯切低壓出線負荷。

2　滿足負荷動態聯切的備自投方案

滿足負荷動態聯切的備自投方案如圖1所示。

2.1負荷功率和遙信采集計算

(1)依據SCADA數據，計算主變二次實時功率，再折算至一次，分別用Pi(i=1，2)、Qi(i=1，2)表示。則兩臺主變的總視在功率為:

(2)按負荷重要性，將低壓出線進行排位，并分別列入m輪(m=1，2，…)減載范圍。則第m輪減載負荷為:

其中:n為各輪減載的出線數量;lz為減載線路編號。各線路的有功、無功計算與主變的有功、無功計算方法類似，不再贅述。

(3)遙信采集?？刹捎肎OOSE遙信或傳統開關量的方式進行。

2.2動態聯切減載(自適應減載)

不失一般性，以減載輪次為2作為假設。

(1)實行第一輪減載后系統剩余負荷和視在功率為:

(2)實行第二輪減載后系統剩余負荷和視在功率為:

圖1　滿足負荷動態聯切的備自投方案

(3)動態減載實現。不妨設兩臺主變的容量為Si(i=1，2)，將各輪減載前后的視在功率與主變容量作比較，得出下述結果:①若備自投動作前的兩臺主變視在功率和S小于Si(i=1或2)，說明無須減載，備自投隨時可以啟動。②若功率S大于Si(i=1或2)，且St1小于Si(i=1或2)，說明需進行第1輪減載，才能進入備自投流程。③若功率S和St1均大于Si(i=1或2)，且St2小于Si(i=1或2)，則說明需依次進行兩輪減載，才能進入備自投流程。④若功率S、St1、St2均大于Si(i=1或2)，則說明需進行更高輪次的減載，或直接閉鎖備自投。線路備自投動態聯切的實現與上述方法類似。

2.3備用電源自投

當前的主流備自投均具備依據斷路器狀態、主變電氣量等運行數據來自適應選擇備投方式(即線備或分段備)。

2.4減載矩陣和備投出口控制

為保證動態聯切負荷的靈活性和選擇性，系統應配置多輪次的跳閘控制矩陣，即為每條線提供多輪次的控制選擇(通過投退控制字實現)，以使其能自由變更聯切輪次或設定不得切除。

各線路間隔的負荷重要性需人工分級。一般而言，最次要負荷應安排在第一輪切除，次要負荷可安排在后續輪次切除。一旦某出線的負荷重要性發生變化，則通過修改減載矩陣控制字實現其減載輪次的變更。

3　動態聯切方案的優化探討

實際使用中，為了保證可靠性，一般還應在以下幾個方面進行優化或加強。(1)為防止減載指令發出后，出線斷路器跳閘失敗而導致備自投過負荷，可通過延時校驗(即減載指令發出1～3秒后檢查出線開關位置)，若異常應閉鎖備自投。(2)核驗減載輪次。這是為防止一條出線被同時設置到兩個及以上減載輪次中。舉例:若A線被同時配置在第一輪和第二輪減載矩陣中，則應只在第一輪減載時進行功率計算，而忽略高次減載輪次的負荷計算。(3)置功率緩存記憶功能。這是為防止電源失電情況下主變及低壓出線的瞬時功率變為0，影響動態聯切的計算。

4　結語

通過分析傳統備自投的不足，提出動態聯切低壓負荷的備自投實現方案。該方案在新建或改建變電站中均有較大的推廣價值。

[1]趙家慶.基于功率負荷自適應的備自投實現方法[J].江蘇電機工程,2013.(32):30-31.

[2]陳績.基于最小負荷損失的自適應備自投策略研究[J].四川電力技術,2013.(36):216-217.

[3]饒劍波.一種新型的110 kV多進線自適應的備自投方案[J].華北電力技術,2013.(11):43-44.

袁紹軍(1980—),男,河北承德人,碩士,高級工程師,主要從事電力系統方式運行及安全自動裝置的專業管理工作;劉震宇(1976—),男,河北承德人,碩士,高級工程師,主要從事電力系統繼電保護及自動化專業管理工作;陳廣宇(1982—),男,河北承德人,本科,工程師,主要從事電力系統電網規劃專業管理工作。