《电力系统中长期稳定仿真中汽轮机超速保护研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统中长期稳定仿真中汽轮机超速保护研究（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华北电力大学( 北京) 硕士学位论文A B S T R A C TT h eb a s i cm e t h o do fi m p r o v i n gt h es t a b i l i t yo fp o w e rs y s t e mi sd e c r e a s i n gt h ed i f f e r e n c eb e t w e e nt h ep o w e ro ft u r b i n ea n dt h ea c t i v ep o w e ro ft h eg e n e r a t o rw h e n1 e r ei ss h o r tc i r c
2、 u i t T h e r ea r et w om e t h o d s ，o n ei sd i m i n i s h i n gt h ep o w e ro ft u r b i n e ，t h eo t h e ri si n c r e a s i n gt h ea c t i v ep o w e ro ft h eg e n e r a t o r T h eu t i l i t yo ft h eo v e rs p e e dc o n t r o ls y s t e mi Sd i m i n i s h i n gt h ep o w e ro ft u
3、r b i n e T h e r ea l ef o u rm o d u l e so ft h eo v e rs p e e dc o n t r o ls y s t e m ：c l o s i n gt h em i d d l ep r e s s u r eg a t eq u i c k l y , f o r e c a s to ft h ed e c r e a s i n go ft h e1 p a d 1 0 3 o ft h eo v e rs p e e dc o n t r o l 。1 1 0 o ft h eo v e rs p e e d c o n
4、 t r 0 1 E U R O S T A Gu s e si n t e r f a c ev a r i a b l e st ob u i l dn e wm o d e l s T h em o d e lo fo v e rs p e e dc o n t r o ls y s t e mu s e sC M ，C V1 Vo ft h ei n t e r f a c ev a r i a b l e so ft h es t a n d a r d m o d e l so ff R O S l A G T h eo v e rs p e e dc o n t r o ls y
5、 s t e mi sc o m p o s e db ys i xp a r t sr e p r e s e n t i n gt h ef u n c t i o no f t h ef o u rm o d u l e s T h i sa r t i c l eu s e st e s t i n gm e t h o d st ot e s t t h es i xm o d e l s ，p r o v i n gt h a tt h e ya r er i g h t n ec h a p t e r4o f t h i sa r t i c l ea n a l y z i
6、n gt h ea c t i o nc o n d i t i o n so f t h ef o u rm o d u l e so f 血eo v e rs p e e dc o n t r o ls y s t e m T h e r ea r et o wr e a s o n st h a tt h e1 10 o v e rs p e e dc e n t r e lw i l lb ea c t i v e ：o n ei st h a t 恤e10 3 o v e rs p e e dc o n t r e lw i l ln o tb ea c t i v ew h e n
7、t h es h o r tc i r c u i tO c c u r s ，t h eo t h e ri St h er e l a yt i m eo ft h ec l o s i n go ft h em i d d l ea n dh i 曲p r e s s u r eg a t ei st o ol o n g 1 1 b ec h a p t e r5a n a l y z i n gt h ee f f e c to fo v e rs p e e dc o n t r o ls y s t e mt ot h ep o w e rs y s t e ms t a b i
8、 l i t y , e s p e c i a l l yt ot h es t a b i l i 母t ot h er o t o ra n g e l I ns o m ec a s e ，t h ep o w e rs y s t e mw i l lk e e ps t a b l ew h e ni th a so v e rs p e e dc o n t r o l ，o t h e r w i s ei tC a nn o t K E Y W O R D S ：E u r o s t a g O v e r S p e e d C o n t r o lt h e S t
9、a b i l i t y o f t h e R o t o r A n g l e声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文超速保护控崇4 在电力系统中长 期动态仿真中的应用，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导 下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致 谢之处外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 华北电力大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。和我一同工作的同 志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：圣丛牝日期：盈缉关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保
10、留使用学位论文的规定，即：学校有权 保管并向有关部门送交学位论文的原件和复印件；学校可以采用影印，缩印或 其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学 校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式 在不同媒体上发表传播学位论文的全部或部分内容。( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：丝丝盏日期丝：三：导师签名：盈竺! 垒日期：丝! ：! ：2华北电力大学( 北京) 硕士学位论文1 1课题研究的意义和背景1 1 1 课题背景第一章绪论电力系统是一个电厂和电网构成的系统，两者密不可分。电厂调速系统动作 直接影响到发电机的出力，从而影响到系统的有
11、功，频率等，从而影响到整个系 统的运行状态。而相对而言，电厂对于系统又有一定的独立性，系统并不了解电 厂的所有参数，它自己内部的一些动作并不为系统完全所知。在一些情况下，电 厂由于自身安全的需要，而不为系统所预知的情况下完成一些动作，如O P C 动作， 切除汽轮机，使得发电机停止运行。这些动作并不为系统所预知，但是它将给系 统带来很大冲击，给系统的安全带来巨大的安全隐患。 然面现有的很多系统仿真软件都并不具有汽轮机，锅炉及其调节控制系统仿 真部分，而认为电厂的出力是不变的。由于汽轮机，锅炉调节系统有较大的惯性， 对于时间比较短的故障而言，这种近似不会造成太大的影响。但是很多大的电力 系统事故
12、，都是电厂和系统相互作用在相对较长一段时间内发生的，电厂出力随 时有变化，到一定程度时很有可能造成切机。在这种情况下，这种近似将使得软 件不再可能对系统进行正确的仿真，系统调度人员也不可能得到系统变化准确的 状态，对系统行为进行有效的控制。2 0 0 3 年美国和加拿大发生了大面积的停电 事故。据事后调查，原因可能是电压变化、输电线故障和发电厂停电等问题共同 造成的，而且在输电网全面崩溃之前，问题已经存在了几个小时。美加大停电是 一个典型的灾难性的中长期稳定事故。电厂和系统是一个密切接合的系统，如果 不能对它们进行有效的调节，将酿成巨大的灾难。 和北美电网相比，我国正在进行电力市场化改革，电网
13、也十分薄弱、设备健 康水平较低，潜在的不安全因素很多。在国务院5 号文件中已经明确的提出“十 五”期间电力改革的主要任务了，其中一个是实行厂网分开，重组发电和电网企 业，再一个是建立区域电力市场，实行竞价上网，建立开放发展企业向大用户直 供的试点，改革电价，加强监管。而在今天，我国的厂网分开改革已经按既定目 标推进。厂网分开后，电力系统原有的安全管理体系将不复存在，安全隐患十分 严重。专家认为，之所以迄今没有出现大的事故，一方面是多方努力的结果；另 方面也是电力企业仍然沿用过去的管理方法，“惯性”还在发挥作用。要从根 本上解决电网运行的安全保障问题，关键是从制度和机制上确保机网协调、厂网 协调
14、，在电力系统调度运行中也要更多地了解电厂机械运行对电网所产生的作 用，并采取相应的措施，消除或减小不利影响。否则，问题将难以避免。1 1 2 课题意义( 1 ) 详细分析了O P C 动作流程，在E U R O S T A G 中建立了相关模型并进行了仿真 分析，一定程度上填补了这一领域的空白。 ( 2 ) 在汽轮机上加装O P C 并进行相应的仿真，使得仿真的正确性得到了提高。华北电力大学( 北京) 硕士学位论文( 3 ) 在单机无穷大系统上的仿真实验，分析出了速度达到1 1 0 时切除汽轮机 的原因，为处理相关问题提供了一定的依据。1 2 课题国内外研究及应用现状目前，O P C 在电力系
15、统中长期稳定仿真中的实现还是一个空白。现有的一些 仿真软件并不具有中长期稳定的功能。中长期仿真软件有B P A 和E U R O S T A G 。电 力系统将来会在接近稳定极限处运行。因此，需要对动力系统的行为进行更为 深入的了解。E U R O S T A G 的出现使得这些都变成了可能，并在文中对电压崩溃 进行了讨论。对于O P C 保护的实现和应用，至今仍为一个空白。 在本课题中，将采用E U R O S T A G 对三相短路进行仿真。在E U R O S T A G 中，有标准的模件对电厂机械系统进行建模，如发电机，汽轮机等，并为这些模型提供了 相应的初值。但是所有给出的这些标准模
16、型并不能搭建出任何所需要的动力系 统模型。在这种情况下，就必需应用E O R U S T A G 中的元模件对标准模件进行重新 开发。在一些三相短路的实验中，运用的是P S A S P 软件进行仿真。这种软件没有 中长期稳定的功能，不能进行中长期稳定的仿真工作。而E u R O s T A G 中，人们一般 情况下也仅仅是运用其中已有的标准模件搭建所需要的模型，并没有对O P C 进 行相应的开发。这就是前人所做的工作。在我的课题中，将对o P C 进行相应的开 发，并进行结合一些三相短路案例，进行相关的仿真计算。1 3 本文的主要工作厂网分开后，电网运营人员为了提高利润，使得电网更接近稳定极限运行。 因此，电厂运行状态的变化对电网运行状态产生更大的影响。超速保护动作就 是其中一例。本文第二章首先分析了汽轮机及其调速系统的数学模型，超速保 护系统的动作原理。在分析了超速保护的动作原理基础上，建立了超速保护系 统的四个模块，分析了各自的动作流程。本文第三章以第二章的超速保护流程 图为依据，应用E U R
