一种双回线相继过载切负荷策略的应用研究

一种双回线相继过载切负荷策略的应用研究

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廖清阳1刘孝旭1江开伦1徐平1王鹏翔2王良2倪建军2

（1.兴义供电局贵州兴义562400；2.南京南瑞继保电气有限公司南京211102）

摘要：同杆双回线具有输送容量大、出线占地走廊窄，运行维护方便等优点，由于以上的特点，同杆双回线以后将越来越多的应用于电网，所以对同杆双回线的控制方法的研究也显得日益重要；以往的稳控系统中主要考虑双回线路其中一回路发生故障退出引起另外一回线路过负荷。本文主要考虑双回线路均运行，由于电网拓扑结构改变、负荷突增，或突然失去大电源所引起的双回线相继过载。在工程实践的基础上，提出了一种适用于双回线路安全自动控制方案。

关键词：同杆双回线；相继过载；精确切负荷；

0引言

近年来，随着国民经济的迅速发展，电力负荷增长迅速，在电力负荷高峰期，线路基本重载运行。当线路容量不能满足负荷要求，即发生潮流越界时，输电系统就会发生过负荷现象，直接影响线路的安全运行。当线路过负荷运行时，输电线路的故障率增大，甚至引起相关故障，导致电力输送中断。

本文主要讨论计及双回平行输电线路均未退出运行情况下，由于相关系统故障引起线路过负荷时输电系统可靠性。首先利用典型事例说明何种故障引发双回线路同时过载，然后详细论述切负荷量的计算方法。然后针对系统结构详细介绍稳控装置的配置及应用。最后通过对事例分析，验证了本文提出的计算方案的有效性．以及相关故障对系统可靠性的显著影响。

1基本情况

1.1线路过负荷的危害。线路末端电压下降；温度上升，绝缘损坏；CT一旦长时间过负荷，将导致铁芯磁通密度达到饱和或过饱和，使电流互感器的误差增大，表计指示不正确，因此不易掌握实际负荷或运行情况。此外，由于磁通密度增大，将使铁芯和二次绕组过热，导致绝缘损坏，甚至引起相关故障，导致电力输送中断。

1.2典型故障发生情况示意分析。本文重点讨论双回线路均未发生跳闸，由于系统其他故障引起的双回线路相继过载情况下的切负荷控制措施。如图1所示：

由上图可知，当系统发生以下几种故障时，若事故前双回线路均重载运行，则在事故后，由于潮流发生大范围转移，可能会导致双回线路同时或相继过载：

1）系统内大电源突然失去，6DL跳闸，导致系统完全依靠左端电源经由双回甲乙线供电，造成线路过载；

2）右端电源突然失去，备自投装置合8DL，系统完全依靠左端电源供电，双回甲乙线超过供电极限，造成线路过载。

3）由于受端系统突然增加大工业负荷等情况引起的线路过载。

1.3双回线过载传统切负荷方案分析。对于双回线过载，以往的稳控系统切负荷通常采用分别判断单线过载，计算出每回线路的需切量之后，将2回线路的需切量取代数和，将总需切量按照追加切负荷的方式，在系统中进行分配。采用这种办法的主要优点是，物理意义明确，根据线路实时潮流及额定输电能力计算出过负荷需切量；双回线处理方案相互独立，仅以追加方式在切负荷时进行处理。

其缺点主要是：

1）当双回线路潮流分配不一致时，按照上述原则计算并执行切负荷命令后，线路潮流重新分配，若不考虑较大的可靠系数，原来发生过载的线路不能完全消除过载现象。

2）当双回线在负荷开关动作时间之内相继过载时，由于第一回线过载时的要切负荷开关还未断开，系统潮流任然较重，此时第二回线路计算的要切量并未考虑第一回线已切负荷的效果，因此，第二回线路过载要切量计算偏大，会导致过多的切除负荷，造成不必要的经济损失。

1.4解决办法。综上所述，对于该类型电网架构，一方面需要加强网架结构的建设，增强系统联络线的供电能力以及可靠性；另一方面可以在现有处理基础上，用一种较为合理的计算方案，在保证线路不过载的前提下，尽可能多的保留负荷，充分发挥现有电网的供电能力、提高现有电网供电可靠性。低送受端电网功率缺额和频率的变化。

2按过载比例分配切负荷容量的方法详述

2.1双回线过载，负荷分配比例问题

基于上述需要解决的问题，本文提出了一套适用于双回线过载稳定控制系统的，典型的切负荷分配方案。以线路1过载为例，当系统发生右侧电源失去故障后，备自投装置动作：

标记备投启动时刻线路1的功率为P1，过载动作时刻线路1的功率为P1，判别线路过载的过载动作功率为

为了保证过切可靠性，考虑增加可靠系数来保证不过载，同时，式2-4，式2-6中已经考虑了双回线路在系统中送电比例的因素，只需按其中的大值计算需切量，即可保证切负荷后，两回线路均不过载，因此最终的需切量为：

Pcut=KK*Max[P1_need_cut，P2_need_cut]

由以上的分析可知，本方案主要特点在于：

1）对于双回线路中，任意一回线路发生过载后，同时对另一回线路进行预判，若其电气量满足过载判别条件，即使延时没有达到过载判别定值，也将其过载需切量纳入考虑，利用一次切负荷动作，同时消除双回线路可能发生的过载。

2）按照线路过载时刻记录的实时功率，同时参考系统发生潮流转移之前的实时功率，利用两者的差值，求得双回线路之间的负荷分配比例，并以此比例作为负荷分配的依据，分别求得双回线路消除过载所需要切除负荷量，取其中大者作为最终需切量。

2.2过载判别、负荷分配逻辑图

首先需要判别系统大的扰动，比如：发电机跳闸、备自投动作负荷转带等引起的送电断面潮流增大。需要指出的是，不同类型的系统结构改变，可能会导致不同的网络拓扑结构，计算最终需切负荷量时，需要考虑到可选负荷范围实施最终控制措施。计算双回线路综合可切量的逻辑图如图2所示：

3基于上述算法的稳控系统配置简介

基于上述提出的控制方法，本文提出了一套适用于图1所示稳定控制系统的，典型的配置方案。即在站1配置稳定控制主站、在站2、站3、站4配置稳定控制系统执行站。主站和执行站之间通过2M光纤复接通道建立通信联系，按照分层分布的原则设计整套系统。

1）控制主站、执行站的主要功能：

①采集系统联络线、三相电压、三相电流；接收执行站发送的线路投停、跳闸判别、可切负荷信息。

②主站检测系统联络线是否发生过载；当系统发生各种故障形态并引发线路过载时，根据事故后实时运行方式，采取切除相应变电站负荷的措施。

③执行站将本站的运行状态、元件故障、可切负荷量等信息上送给主站，接收主站发送的切荷令。

2）控制主站主要逻辑流程：

4结语

本文在以往过载联切负荷稳控工程实施的基础上，针对电网中大量存在的同杆并架双回线过载提出了一种综合解决方案，利用系统突变之前的负荷状态与过载时刻的负荷状态之间的差值，求得符合系统实际情况的负荷分配系数，根据此系数，将双回线路相继过载问题统一考虑，避免了重复检测过载造成的过切负荷等问题。对于提高此类电网供电可靠性，抵御各种故障给电网带来的稳定风险具有实际应用价值。

参考文献：

[1]DL755-2001电力系统安全稳定导则.

[2]王梅义，吴竞昌，蒙定中．大电网系统技术．北京：中国电力出版社，1995．

[3]孙光辉.区域稳定控制中若干技术问题.电力系统自动化，1999，23（3）：4-7.