DL755-2001_电力系统安全稳定导则_电力规范.pdf

F21 备案号 8 8 0 7 -2 0 0 1 OL 中 华 人 民 共 和 国 电 力 行 业 标 准 DL 7 5 5一 2 0 01 电力系统安全稳定导则 G u i d e o n s e c u r i ty a n d s t a b i l i t y f o r p o w e r s y s t e m 2 0 0 1 一 0 4 一 2 8 发布 2 0 0 1 一 0 7 一 0 1 实施 中华人民共和国国家经济贸易委员会发 布 DL 7 5 5 - 2 0 0 1 前言 本标准 对 1 9 8 1 年颁发的 0 或 d Q / d U 0 相应的静稳定储备系数为 尸; 一 尸， K 一 不 一x l u u 厂 z 口 宜 二丛、 U， 1 0 0 式中尸 分别为线路的 极限和正常传输功率; U 。 分别为母线的正常和临界电压。 4 . 4 电力系统暂态稳定的计算分析 4 . 4 . 1 暂态稳定是指电力系统受到大扰动后， 各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳 态运行方式的能力。 4 . 4 . 2 暂态稳定计算分析的目 的是在规定运行方式和故障形态下， 对系统稳定性进行校验， 并对继电 保护和 自动装置以及各种措施提出相应的要求。 4 . 4 . 3 暂态稳定计算的条件如下 a 应考虑在最不利地点发生金属性短路故障; b 发电机模型在可能的 条件 下， 应考虑采用暂态电 势变化， 甚至次暂态电 势变化的 详细模型 在 规划阶段允许采用暂态电势恒定的模型 ; c 继电保护、重合闸和有关自动装置的动作状态和时间，应结合实际情况考虑; d 考虑负荷特性。 4 . 4 . 4 暂态稳定的判据是电网 遭受每一次大扰动后，引 起电力系 统各机组之间功角相对增大， 在经过 5 DI . 7 5 5 - 2 0 0 1 第一或第二个振荡周期不失步，作同步的衰减振荡，系统中枢点电压逐渐恢复。 4 . 5 电 力系 统动态稳定的计算分析 4 . 5 . 1 动态稳定是指电力系统受到小的 或大的 干扰后， 在自 动调节和控制装置的作用下， 保持长过程 的运行稳定性的能力。 4 . 5 . 2 电 力系 统有下列情况时， 应作长过程的动态稳定分析 a 系 统中有大容量水轮发电 机和汽轮发电 机经较弱联系并列运行; b 采用快速励磁调节系统及快关气门等自动调节措施; c 有大功率周 期性冲击负荷; d 电网经弱联系线路并列运行; e 分析系统事故有必要时。 4 . 5 . 3 动态稳定计算的 发电 机模型， 应采用考虑次暂态电势变化的 详细模型， 考虑同 步电机的励磁调 节系统和调速系统，考虑电力系统中各种 自动调节和自动控制系统的动作特性及负荷的电压和频率动态 特性。 4 . 5 . 4 动态稳定的判据是在受到小的或大的扰动后，在动态摇摆过程中发电机相对功角和输电线路功 率呈衰减振荡状态 ，电压和频率能恢复到允许的范围内。 4 . 6 电力系统电压稳定的 计算分析 4 . 6 . 1 电压稳定是指电力系统受到小的或大的扰动后，系统电压能够保持或恢复到允许的范围内，不 发生电压崩溃的能力。 4 . 6 . 2 电力系统中经较弱联系向受端系统供电或受端系统无功电源不足时，应进行电压稳定性校验。 4 . 6 . 3 进行静态电压稳定计算分析是用逐渐增加负荷 根据情况可按照保持恒定功率因数、恒定功率 或恒定电 流的方法按比例增加负荷 的方法求解电压失稳的临界点 由d P / d U二 0 或 d Q/ d U O 表 示 ，从而估计当前运行点的电压稳定裕度。 4 . 6 . 4 可以用暂态稳定和动态稳定计算程 序计算暂态和动态电压稳定性。电压失稳的判据可为母线电 压下降， 平均值持续低于限定值， 但应区别由 于功角振荡或失 稳造成的电压 严重降低和振荡。 4 . 6 . 5 详细 研究电压动态失稳时， 模型中 应包括负荷特性、 无功补偿装置动态特性、带负荷自 动调压 变压器的分接头动作特性、发电机定子和转子过流和低励限制、发电机强励动作特性等。 4 . 7 电力系统再同步的计算分析 4 . 7 . 1 再同步是指电力系统受到小的或大的扰动后 ，同步电机经过短时间非同步运行过程后再恢复到 同步运行方式。 4 . 7 . 2 电 力系统再同步 训 算分析的目 的， 是当运行中稳定破坏后或线路采用非同步重合闸时， 研究系 统变 化发展趋向， 并找出适当措施， 使失去同步的两部分电网经过短时间的异步运行， 能较快再拉人同步运行。 4 . 7 . 3 研究再同步问题须采用详细的电力系统模型和参数。 4 . 7 . 4 电 力系 统再同步计算的校验内 容 a 再同 步过程中是否会造成系统中某些节点电 压过低， 是否影响负荷的稳定， 是否会扩大为系统 内部失去同步，是否会扩大为系统几个部分之间失去同步; b 在非同步过程中 流过同步电机电流的 大小是否超过规定允许值， 对机组本身的发热、 机械变形 及振动的 影响; c 再同 步的可能 性及其相应措施。 4 . 7 . 5 电力系统再同步的判据， 是指系统中任两个同步电机失去同步， 经若干非同步振荡周期， 相对 滑差逐渐减少并过零，然后相对角度逐渐过渡到某一稳定点。 5 电力系统安全稳定工作的管理 5 . 1 在电力系统规划工作中，应考虑电力系统的安全稳定问题，研究建设结构合理的电网，计算分析 D1 , 7 5 5 - 2 0 0 1 远景系统的稳定性能，在确定输电线的送电能力时，应计算其稳定水平。 5 . 2 在电力系统设计及大型输变电 工程的可 行性研究工作中， 应对电力系统的稳定做出计算， 并明确 所需采取的 措施。 在进行年度建设项目 设计时， 应按工程分期对 所设计的电力系 统的主要运行方式进行 安全稳定性能分析，提出安全稳定措施，在工程设计的同时，应设计有关的安全稳定措施，对原有电网 有关安全稳定措施及故障切除时间等进行校核，必要时应提出改进措施。 5 . 3 在电力系统建设工作中，应落实与电力系统安全稳定有关的基建计划，并按设计要求施工。当一 次设备投人系统运行时，相应的继电保护、安全自动装置和稳定技术措施应同时投人运行。 5 . 4 在电力系统调度运行工作中， 应按年、 季、月全面分析电网的特点， 考虑运行方式变化对系统稳 定运行的影响， 提出 稳定运行限额， 并检验继电保护和安全稳定措施是否满足要求等。 还应特别注意在 总结电网运行经验和事故教训的基础上，做好事故预测，对全网各主干线和局部地区稳定情况予以计算 分析，以及提出主力电 厂的保厂用电方案，提出改进电网安全稳定的 具体措施 包括事故处理 。当 下 一年度新建发、 送、 变电 项目明 确后，也应对下一年度的各种运行条件下的系 统稳定情况进行计算，并 提出在运行方面保证稳定的措施。应参与电力系统规划设计相关工作。 5 . 5 在电力系 统生产技术工作中， 应组织落实有关电 力系 统安全稳定的 具体措施和相关设备参数试验， 定期核定设备过负荷的能力， 认真分析与电力系 统安全稳定运行有关的事故， 及时总结经验，吸取教 训， 提出并组织落实反事故措施。 5 . 6 在电 力系 统科研试验工作中， 应根据电 力系统的发展和需要， 研究加强电网结构、 改善与提高电 力系统安全稳定的技术措施，并协助实现;改进与完善安全稳定计算分析方法;协助分析重大的电网事 故。 5 . 7 电力系统应配 备连续的动态安全稳定监视与事故录波装置， 并能按要求将时间上同步的 数据送到 电网调度中心故障信息数据库，实现故障信息的自动传输和集中处理，以确定事故起因和扰动特性，并 为电力系统事故仿真分析提供依据。 5 . 8 电力生产企业、电力供应企业应向电网调度机构、规划设计和科研单位提供有关安全稳定分析所 必需的 技术资 料和 参数， 如发电机、 变压器、 励磁调节器和电力系统稳定器 P S S 、调 速器和原动机、 负荷等的技术资料和参数，并按电力系统安全稳定运行的要求配备保护与自动控制装置，落实安全稳定 措施。对影响电力系统稳定运行的参数定值设置必须经电网调度机构的审核。 附录A 标准的附录 有关术语及定义 A l 电力系统的安全性及安全分析 安全性指电力系统在运行中承受故障扰动 例如突然失去电力系统的元件，或短路故障等的能 力。通过两个特性表征 1 电力系统能承受住故障扰动引起的暂态过程并过渡到一个可接受的运行工况; 2 在新的 运行工况下， 各种约束条件得到满足。 安全分析分为静态安全分析和动态安全分析。静态安全分析假设电力系统从事故前的静态直接转移 到事故后的另 一个静态， 不考虑中 间的 暂态过程， 用于 检验事故后各种约束条件是否得到满足。 动态安 全分析研究电力系统在从事故前的静态过渡到事故后的另一个静态的暂态过程中保持稳定的能力。 A 2 电力系统稳定性 电力系统受到事故扰动后 保持稳定运行的能力。 通常根据动态过程的 特征和参与动作的元件及控制 系统， 将稳定性的研究划分为 静态稳定、 暂态稳定、 动态稳定、电 压稳定。 A 2 . 1 静态稳定 是指电力系统受到小干扰后，不发生非周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力。 A 2 . 2 暂态稳定 是指电力系统受到大扰动后， 各同步电 机保持同步运行并过渡到新的或恢复到 原来稳态运行 方式的 能力。通常指保持第一或第二个振荡周期不失步的功角稳定。 A 2 . 3 动态稳定 动态稳定是指电力系统受到小的或大的 干扰后，在自 动 调节和控制装置的作用下， 保持长过程的运 行稳定性的能力。动态稳定的过程可能持续数十秒至几分钟。后者包括锅炉、 带负荷调节变压器分接 头、负荷 自动恢复等更长响应时间的动力系统的调整，又称为长过程动态稳定性。电压失稳问题有时与 长过程动态有关。与快速励磁系统有关的负阻尼或弱阻尼低频增幅 振荡可能出现在正常工况下， 系统受 到小扰动后的动态过程中 称之为小扰动动态稳定 ，或系统受到大扰动后的动态过程中，一般可持续 发展1 0 s - 2 0 s 后， 进一步 导致保护动作， 使其他元件跳闸， 问题进一步恶化。 A 2 . 4 电压稳定 电压稳定是指电 力系统受到 小的或大的扰动后， 系统电压能够保持 或恢复到允许的范围内， 不发生 电压崩溃的能力。无功功率的分层分区供需平衡是电压稳定的基础。电压失稳可表现在静态小扰动失 稳、暂态大扰动失稳及大扰动动 态失稳或长过程失稳。电 压失稳可以 发生在正常 工况，电压基本正常的 情况下，也可能发生在正常工况，母线电压已明显降低的情况下，还可能发生在受扰动以后。 A 3 N一 1 原则 正 常运行方式下的电力系统中 任一元件 如线路、 发电机、 变压器等 无故障或因 故障 断开，电 力 系 统应能保持稳定运行和正常供电， 其他元件不过负荷，电压和频率均在允许范围内。 这通常称为 N一1 原则。 N一 1 原则用于电 力系 统静态安全分析 单一元件无故障断开 ， 或动态安全分析 单一元件故障 后断开的电力系统稳定性分析 。 当 发电厂仅有一回 送出线路时，送出线路故障可能导致失去一台以上发电机组，此种情况也按 N一1 原则考虑。 A 4 枢纽变电所 通常指3 3 0 k V及以上电压等级的变电所 ，不包括单回线路供电的 3 3 0 k V终端变电所。按照国家电 力公司 颁布的 电业生产事故调查规程有关条款及释义， 对电网安全运行影响重大的2 2 0 k V变电 所 是否为枢纽变电所，由其所属电力公司根据电网结构确定。 A S 重要负荷 用 户 通常指故障或非正常切除该负荷 用户 ，将造成重大政治影响和经济损失，或威胁人身安全和造 成人员伤亡等。可根据有关规定和各电力系统具体情况确定。 A 6 系统间联络线 系统间联络线一般指省电网间或大区电网间的输电线路。大区电网是几个省电网互联形成的电网。