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摘要:随着风电、光伏等的新能源大规模投运,需要主网内变电站为其提供并网通道。因为工程建设等原因,并网通道可能面臨着改线、T接、Π接等多种改造过程。在这期间,站内所配置的安稳装置、故障解列、通道及动作策略等均需要重新配置。本文结合一次风电并网线路改造过程,对线路Π接后安自装置的配置进行了相关讨论,确保相关装置正常运行。
关键词:新能源;改造;安全稳定控制
1 引言
110kV某变电站为风电新能源厂站,通过110kV西吉变并入电网主网运行,在月亮山变电站侧配配置一套安稳装置(由一台RCS-992主机、一台RCS-990辅机以及其它辅助设备组成),在西吉变侧配置一套安稳装置(由一台RCS-992主机、一台RCS-990辅机以及其它辅助设备组成)、及一套故障解列装置(PCS-9651)。
1.1安稳装置运行状况
西吉变侧采集固吉线、将吉线电流、电压,用于进行过载、功率判别。正常运行时,功率通过“月亮山→西吉变Ⅰ母→固吉线→系统”路径送出。当固吉线跳闸或检修时,此时通过将吉线并网。受将吉线导线类型限制,可能会出现过载情况,此时安稳装置将根据将吉线过载程度分三轮对月亮山变侧35kV汇集线执行切除命令。此种运行方式下切负荷命令通过光纤通道直接由西吉变传送至月亮山变,无需进行任何中间转接环节。
1.2故障解列装置运行状况
固吉线发生故障,导致西吉变Ⅰ母低电压、母线过压、低频等,满足动作条件后故障解列装置经延时跳开吉月线。
2 吉月线改造后运行状况
为进一步增加月亮山变新能源外送能力,新建110kV张湾变,并Π入110kV吉月线,新线路分别命名为吉张线、张月线,在张湾至月亮山、张湾至西吉变之间分别架设专用光纤通道,在张湾变配置PCS-992稳控装置及低频低压解列装置。可见,线路Π接后,原有的“西吉—月亮山”通道被打断,月亮山功率外送通道变为“月亮山→张湾变→西吉变Ⅰ母→固吉线→系统”。
3 张湾变投运后安稳装置运行状况
张湾变投运后,如何合理配置各个安全自动装置至关重要。上述安稳装置以及低频低压解列装置可有以下几种运行状态:
3.1张湾变、月亮山变装置投入运行,退出西吉变侧安稳装置
此种运行方式下,张湾变安稳装置采集张月线、吉张线电流、电压,用于进行功率判别。此时,吉张线为主要功率外送通道,可通过监测吉张线功率过载情况,并根据其严重程度向月亮山变侧发送切汇集线命令。
此时,若西吉变侧两条并网通道均退出运行,月亮山成为西吉变、张湾变的唯一电源,导致风电系统孤网运行,不利于系统安全稳定运行。再者,本套稳控系统设置之目的在于防止西吉变将吉线严重过载,导致事故发生,监测吉张线过载意义不甚大。
3.2 投入西吉变侧安稳装置,投入月亮山变安稳装置
此种运行方式下,西吉变安稳装置采集吉张线电流、电压,用于进行功率判别,监测将吉线过载情况,并根据过载程度分三轮对月亮山变侧35kV汇集线执行切除命令。改造之前,这一命令可以通过“西吉—月亮山”通道直接传送至月亮山变侧,但是改造后两站之间无任何通信关联,即以上命令无法可靠传送至对侧,安稳装置亦失去其本来功能。
3.3 三座变电站安稳装置均投入
鉴于上述第二种情况,可以考虑将张湾变作为一个“中转站”,形成“西吉变-张湾变-月亮山变”通道。退出张湾变PCS-992安稳装置过载告警以及切负荷功能,同时重新下装安稳装置配置、完善相关回路配线,实现只转发来自西吉变侧切除月亮山35kV汇集线命令的功能。
西吉变、月亮山变及张湾变安稳装置均按正常方式投入运行后,执行如下策略:当110kV固吉线跳闸、或检修时,检测110kV将吉线的潮流,当将吉线过载时,根据过载严重程度执行切月亮山风电场35kV汇集线。
4 张湾变投运后故障解列装置运行状况
4.1故障解列装置运行状态
故障解列装置用于实现当主网系统发生故障时,快速解列小电源系统的功能。在线路未改造前,西吉变侧故障解列装置在条件满足后直接切除风电线路。下面结合几种运行方式进行论述:
1)投入西吉变故障解列装置,退出张湾变低频低压解列装置
故障前张月线—吉张线均正常运行,由月亮山向西吉变输送功率。若西吉变故障解列装置动作,将切除吉张线,此时张湾变全部负荷将全部转至月亮山变,导致小电源单独运行的状况,不利于系统稳定运行,供电质量也将大打折扣。
2)退出西吉变故障解列装置,投入张湾变低频低压解列装置
若张湾变故障解列装置动作,将切除张月线,此时吉张线正常运行,张湾变不损失负荷。
综上所述,系统正常运行时应退出西吉变故障解列装置、投入张湾变低频低压解列装置。
4.2 故障解列装置需要解决的若干问题
1)故障解列功能主要包括低压、低频、零序过压解列等,为防止低压解列功能误动作,在其判据内加入“检进线保护动作”条件,以保证“低电压确实是由于吉张线故障所引起的”,即吉张线保护动作后才能启动低压解列功能;
2)为防止PT断线时故障解列装置误动作,在装置内低电压判据中设置了“线电压必须大于15V”的判据,即同时满足以下条件时低压解列才出口:
但是存在一个问题,当发生三相断路、三相电压均降为零的情况下,低压解列将拒动,存在重大隐患,所以建议取消该15V的判据。
5 结语
安稳装置、故障解列装置均为保证系统安全、稳定运行的重要安全自动装置,随着一次系统运行方式的改变,上述设备动作策略、设备投退也要随之进行重新安排。本文结合风电并网线路Π接工程,对相关安稳装置、故障解列装置进行了探讨,并得出几点结论与建议,期望能为设备可靠运行提供支持。
参考文献
[1] GB/T 14285--2006继电保护和安全自动装置技术规程
[2]时姗姗,鲁宗相,微电网孤网运行时的频率特性分析,电力系统自动化2011年5月10日, 35(9)
[3]李淑芬,保安电源系统孤网运行事故分析及对策,电工技术2015年07期
[4]Q/GDW432—2010 风电调度运行管理规范,国家电网公司
国网固原供电公司,宁夏固原 756000
关键词:新能源;改造;安全稳定控制
1 引言
110kV某变电站为风电新能源厂站,通过110kV西吉变并入电网主网运行,在月亮山变电站侧配配置一套安稳装置(由一台RCS-992主机、一台RCS-990辅机以及其它辅助设备组成),在西吉变侧配置一套安稳装置(由一台RCS-992主机、一台RCS-990辅机以及其它辅助设备组成)、及一套故障解列装置(PCS-9651)。
1.1安稳装置运行状况
西吉变侧采集固吉线、将吉线电流、电压,用于进行过载、功率判别。正常运行时,功率通过“月亮山→西吉变Ⅰ母→固吉线→系统”路径送出。当固吉线跳闸或检修时,此时通过将吉线并网。受将吉线导线类型限制,可能会出现过载情况,此时安稳装置将根据将吉线过载程度分三轮对月亮山变侧35kV汇集线执行切除命令。此种运行方式下切负荷命令通过光纤通道直接由西吉变传送至月亮山变,无需进行任何中间转接环节。
1.2故障解列装置运行状况
固吉线发生故障,导致西吉变Ⅰ母低电压、母线过压、低频等,满足动作条件后故障解列装置经延时跳开吉月线。
2 吉月线改造后运行状况
为进一步增加月亮山变新能源外送能力,新建110kV张湾变,并Π入110kV吉月线,新线路分别命名为吉张线、张月线,在张湾至月亮山、张湾至西吉变之间分别架设专用光纤通道,在张湾变配置PCS-992稳控装置及低频低压解列装置。可见,线路Π接后,原有的“西吉—月亮山”通道被打断,月亮山功率外送通道变为“月亮山→张湾变→西吉变Ⅰ母→固吉线→系统”。
3 张湾变投运后安稳装置运行状况
张湾变投运后,如何合理配置各个安全自动装置至关重要。上述安稳装置以及低频低压解列装置可有以下几种运行状态:
3.1张湾变、月亮山变装置投入运行,退出西吉变侧安稳装置
此种运行方式下,张湾变安稳装置采集张月线、吉张线电流、电压,用于进行功率判别。此时,吉张线为主要功率外送通道,可通过监测吉张线功率过载情况,并根据其严重程度向月亮山变侧发送切汇集线命令。
此时,若西吉变侧两条并网通道均退出运行,月亮山成为西吉变、张湾变的唯一电源,导致风电系统孤网运行,不利于系统安全稳定运行。再者,本套稳控系统设置之目的在于防止西吉变将吉线严重过载,导致事故发生,监测吉张线过载意义不甚大。
3.2 投入西吉变侧安稳装置,投入月亮山变安稳装置
此种运行方式下,西吉变安稳装置采集吉张线电流、电压,用于进行功率判别,监测将吉线过载情况,并根据过载程度分三轮对月亮山变侧35kV汇集线执行切除命令。改造之前,这一命令可以通过“西吉—月亮山”通道直接传送至月亮山变侧,但是改造后两站之间无任何通信关联,即以上命令无法可靠传送至对侧,安稳装置亦失去其本来功能。
3.3 三座变电站安稳装置均投入
鉴于上述第二种情况,可以考虑将张湾变作为一个“中转站”,形成“西吉变-张湾变-月亮山变”通道。退出张湾变PCS-992安稳装置过载告警以及切负荷功能,同时重新下装安稳装置配置、完善相关回路配线,实现只转发来自西吉变侧切除月亮山35kV汇集线命令的功能。
西吉变、月亮山变及张湾变安稳装置均按正常方式投入运行后,执行如下策略:当110kV固吉线跳闸、或检修时,检测110kV将吉线的潮流,当将吉线过载时,根据过载严重程度执行切月亮山风电场35kV汇集线。
4 张湾变投运后故障解列装置运行状况
4.1故障解列装置运行状态
故障解列装置用于实现当主网系统发生故障时,快速解列小电源系统的功能。在线路未改造前,西吉变侧故障解列装置在条件满足后直接切除风电线路。下面结合几种运行方式进行论述:
1)投入西吉变故障解列装置,退出张湾变低频低压解列装置
故障前张月线—吉张线均正常运行,由月亮山向西吉变输送功率。若西吉变故障解列装置动作,将切除吉张线,此时张湾变全部负荷将全部转至月亮山变,导致小电源单独运行的状况,不利于系统稳定运行,供电质量也将大打折扣。
2)退出西吉变故障解列装置,投入张湾变低频低压解列装置
若张湾变故障解列装置动作,将切除张月线,此时吉张线正常运行,张湾变不损失负荷。
综上所述,系统正常运行时应退出西吉变故障解列装置、投入张湾变低频低压解列装置。
4.2 故障解列装置需要解决的若干问题
1)故障解列功能主要包括低压、低频、零序过压解列等,为防止低压解列功能误动作,在其判据内加入“检进线保护动作”条件,以保证“低电压确实是由于吉张线故障所引起的”,即吉张线保护动作后才能启动低压解列功能;
2)为防止PT断线时故障解列装置误动作,在装置内低电压判据中设置了“线电压必须大于15V”的判据,即同时满足以下条件时低压解列才出口:
但是存在一个问题,当发生三相断路、三相电压均降为零的情况下,低压解列将拒动,存在重大隐患,所以建议取消该15V的判据。
5 结语
安稳装置、故障解列装置均为保证系统安全、稳定运行的重要安全自动装置,随着一次系统运行方式的改变,上述设备动作策略、设备投退也要随之进行重新安排。本文结合风电并网线路Π接工程,对相关安稳装置、故障解列装置进行了探讨,并得出几点结论与建议,期望能为设备可靠运行提供支持。
参考文献
[1] GB/T 14285--2006继电保护和安全自动装置技术规程
[2]时姗姗,鲁宗相,微电网孤网运行时的频率特性分析,电力系统自动化2011年5月10日, 35(9)
[3]李淑芬,保安电源系统孤网运行事故分析及对策,电工技术2015年07期
[4]Q/GDW432—2010 风电调度运行管理规范,国家电网公司
国网固原供电公司,宁夏固原 756000