電力系統智能系統保護整體解決方案

 

客戶需求

隨著電網特高壓交直流混聯、大規模新能源接入,系統特性更加復雜,運行協調控制壓力很大,過渡期內安全矛盾突出,對風險控制提出更高要求;智能變電站的快速發展,出現了很多采用常規與數字混合接入的變電站,這要求穩定控制系統(裝置)的具有較好的適應性及易于快速維護;國網大運行體系建設提出構建電網全過程運行控制體系,要求加強電網實時控制能力;《電力安全事故應急處置和調查處理條例》(國務院599 號令)的事故判斷標準給電網穩定控制提出了更高的要求;國內大型廠礦供電系統普遍存在著供電可靠性和供電質量不能滿足企業生產需求的問題。因此,迫切需要將傳統的電力系統安全穩定控制提升為智能系統保護控制(SSP)。作為電網安全穩定運行第二、三道防線和工業電力可靠性保障系統,智能系統保護控制的市場容量必將保持穩定增長。

方案概述

智能系統保護(SSP)實時監測電力系統運行狀態,根據電網中關鍵設備的投/停狀態自動判斷電網運行方式,當電網故障時,及時準確地判斷出故障類型,并依據事故前電網的運行方式及主要送電斷面的潮流,查找預先制定的策略表,確定應采取切機、切負荷等控制措施,實現電網故障后的緊急控制;在電網出現頻率、電壓以及過載等穩定問題時,可根據既定邏輯采取措施,實現校正控制;在電力系統發生振蕩時,根據保護范圍解列失步斷面,防止系統崩潰;針對新能源接入后新的需求,實現新能源場站的防孤島保護、故障解列等功能;在電網故障清除后,通過對母線電壓監測,自動投入備用電源,實現恢復控制;通過對大型工業企業電網電能質量的監測、分析、控制和治理,實現工業企業電網可靠優質供電。通過上述控制措施,智能系統保護提供了電力系統安全穩定控制的一體化解決方案。

智能系統保護全面支持智能變電站和傳統變電站的標準體系和技術架構,既可適應單個變電站的就地控制,也能構成區域的安全穩定控制系統,滿足電力系統安全穩定控制的需要。

就地型智能系統保護主要解決局部電網的穩定問題,通過對本地電氣量和開關量的采集監測,判斷本地電網故障并采取就地控制措施。

區域型智能系統保護主要實現區域或更大范圍的電力系統的穩定控制,可按分層分區的結構設計,將多套智能系統保護經通道互聯構成區域性的安全穩定控制系統。區域型智能系統保護通常由主站、子站以及執行站。

                             

                                           圖 區域型智能系統保護

技術亮點

SSP智能系統保護針對特高壓交直流混聯、大規模新能源接入的電網特點,改進并提出了與之相適應的交流系統故障跳閘判據、無故障判據、失步振蕩判據、防孤島保護判據、故障解列判據等一系列穩控系統專用判據,能準確判出系統運行中遇到的各種故障;針對穩控系統建設周期短,電網結構可能變化的情況,SSP智能系統保護全面支持常規與IEC61850標準的混合接入,實現了插件的智能化管理方法,配置稍加修改即能適應不同電網結構的控制策略需要,提高了裝置對不同工程需求的適應性;針對大運行體系和599號令的要求,SSP智能系統保護實現了負荷的精確控制,降低了控制成本;針對智能系統保護需要集中管理以實現無人值守,完善了基于D5000平臺和SCMS平臺的E語言支持系統,實現了對智能系統保護的全景監控。

SSP智能系統保護先后申請了發明專利8項,并在國家繼電保護及自動化設備質量監督檢驗中心通過電磁兼容試驗和型式試驗,在開普實驗室通過型式試驗。其中,“SSP-510頻率電壓緊急控制裝置”通過了中國電機工程學會組織的技術鑒定;含密集沖擊性功率注入節點的大型工業企業供電安全穩定保障技術研究及應用”通過了江蘇省經濟和信息委員會組織的科技成果鑒定。

方案價值

智能系統保護的應用顯著改善故障跳閘對復雜電網的適應性,提升大電網運行的安全穩定性和經濟性;增加安全穩定控制的準確性和可靠性,有效提升大電網應對嚴重故障的防御能力,可進一步提高電網的安全穩定運行控制水平,提升電網在交直流混聯新形式下的防御能力,完善電網控制理論與控制手段,為電網重大工程的建設提供有力的技術支持,為我國即將形成的以交直流混聯電網為骨干網架的堅強智能電網安全穩定運行提供理論、技術和裝備支撐。可以避免電網穩定破壞事故的發生或減輕事故發生的后果,大大提高發電、輸電容量的利用率,產生巨大的經濟效益和社會效益,隨著特高壓電網和智能電網的建設,在未來的一段時間內對智能系統保護將產生更大的需求。

智能系統保護的應用將提高工業企業供電系統的可靠性,有效減小企業生產供電中的安全隱患,保證企業正常生產活動的連續性,保護企業重要設備的安全,減少企業人員傷亡,具有重大的經濟與社會效益。

相關產品

SSP-500安全穩定控制裝置

SSP-510頻率電壓緊急控制裝置

SSP-512失步解列裝置

SSP-621防孤島保護裝置

SSP-622故障解列裝置

SCS-260電能質量智能監測裝置

成功應用

1、浙-福特高壓工程失步解列解決方案

 1000kV浙北-福州特高壓輸電線起于浙北特高壓變電站,止于福州特高壓變電站,是國家“十二五”重點工程、我國第三個1000千伏特高壓交流工程、華東特高壓主網架的重要組成部分。分析表明某些極端情況下電網故障可能導致的福建電網對華東主網失步運行,為此在浙北~福州特高壓配套SSP-512失步解列裝置,分別安裝在1000kV榕城(福州)站及1000kV蓮都(浙南)站,在福建電網對華東主網失步運行時,快速準確的解列1000kV都榕線,有效的提高浙江與福建聯網輸電能力,大大提升華東電網接受區外輸電能力和抵御嚴重故障的能力。

2、酒泉二期風電300萬千瓦送出工程穩定控制項目

酒泉二期風電300萬千瓦送出工程布隆吉330千伏智能變電站位于瓜州市布隆吉鄉,全面采用IEC61850標準技術建造,是甘肅省電力公司確定的重點優質工程。布隆吉地區300萬千瓦新能源通過該站三回出線送至750kV敦煌變。而出線過載等問題嚴重制約著新能源送出。

應甘肅省電力公司委托,我公司對布隆吉區域電網進行認真分析后提出了布隆吉區域電網安全穩定控制系統方案。通過對布隆吉區域中布隆吉變、各新能源匯集站及所屬新能源場站布置SSP-500穩定控制裝置,系統性的保護了布隆吉區域電網安全穩定,實現了在電網安全穩定的前提下新能源廠站最大化輸出。該系統已于2014年9月投入使用。

3、酒鋼鋁電網供電保障項目簡介

為充分利用酒泉地區豐富的風電資源,2012年酒鋼集團規劃建設310萬噸電解鋁及配套煤電項目,形成以330kV電解鋁供電開關站為樞紐的電源與負荷直供電網系統。該直供電網網架薄弱、供電可靠性差與電解鋁生產對供電可靠性的高要求矛盾突出。

基于對不同投產階段下酒鋼鋁供電系統的供電可靠性分析結果,從電網方式安排、無功補償配置、變壓器分接頭調整、風電消納能力等方面向酒鋼集團能源管理中心提出了改進建議,設計并實施的酒鋼鋁電網安全穩定控制系統已經在現場投運并多次正確動作,避免了可能發生的大停電事故。

 

技術咨詢

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