1、ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月发电机组涉网功能及网源协调要求国网浙江省电力公司电力科学研究院 陈新琪2014年9月ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月 概述 发电机组涉网功能 网源协调要求 存在的主要问题 整改情况目 录ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月3华东East 华北North 东北Northeast福建山东 华中Central 南方电网South 大机组 快速励磁远距离输电电网发展存在的问题1 概 述ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月 19841984年广东年广东-九龙联络线、九龙联络线、0.45Hz0.45Hz低频振荡。低频振荡。电网发展存在
2、的问题ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月2010.7 某水电站700MW机组功率振荡0.82Hz电网发展存在的问题ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月 2012年3月某电厂两台1000MW机组在增加有功出力时出现1.09Hz低频振荡现象 电网发展存在的问题1.09HzZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月某电厂300MW机组低频功率振荡现象电网发展存在的问题1.0HzZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月 2003.8.14 美国东北部加拿大联合电网大停电事故 发电机组励磁系统过负荷引起跳机 531台切除的发电机,原因复杂,其中17台是过励保护,14 台是失磁保护
3、,18台是过电流,其中有多少台是误动,或整定不合理,这些机组的切除减少了对系统电压及频率支持。损失负荷6180万千瓦。美加大停电ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月 大停电的大停电的警示警示 如何提高如何提高电力系统电力系统稳定性稳定性ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月产生稳定问题的原因 外部原因 大扰动：短路、线路跳闸、机组跳闸、直流闭锁等 小扰动：调整有功功率、无功功率、负荷增减等ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月2 发电机组涉网功能 发电机调速系统 发电机励磁系统 发变组继电保护 安全自动装置 调度自动化（AGC、AVC、EMS、WAMS）发电机组涉网设备ZE
4、PRIZEPRIZEPRI2004年9月 2 发电机组涉网功能“网源协调”是指发电机组与电网的协调管理，通过对发电机组、升压站等与电网密切相关的设备管理，保证发电机组和电网的安全稳定运行。ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月调速系统模型和参数、快速减负荷（RB）、一次调频励磁系统模型和参数、强励、电力系统稳定器（PSS）、低励限制、过励和过激磁限制涉网保护（包括发电机组失磁保护、失步保护、过激磁保护、励磁变过流保护、高频、低频保护、定子过电压保护、定子低电压保护、汽轮机超速保护控制（OPC）、零功率切机保护、转子接地保护及重要辅机保护等）2 发电机组涉网功能ZEPRIZEPRIZEPR
5、I2004年9月3 网源协调要求 励磁系统参数设置是否满足电网运行要求 完成参数实测工作并上报省调。励磁系统强励倍数、强励时间、电压响应比或响应时间、AVR参数、调差率、PSS、AVC、PSVR 和SEDC等参数整定符合标准或电网运行要求。励磁限制及涉网保护是否满足电网运行要求 励磁系统过励限制与转子过负荷保护配合、发电机组定子过负荷限制器和定子过负荷保护情况，是否存在“越级动作”切机的可能性。ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月3 网源协调要求 励磁调节器过励限制、过励切换、过励保护与发变组转子保护的配合合理。低励限制与低励保护、失磁保护、失步保护的配合合理，低励限制符合进相能力要求
6、。V/Hz限制和过激磁保护的配合合理，V/Hz限制符合过激磁能力要求。ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月调节器的转子过电流保护 励磁变速断按照二次侧短路或者直流侧短路整定。当无发电机转子过负荷保护时可以延伸励磁变过流保护到发电机转子，替代发电机转子过负荷保护。过励限制和过励保护先于励磁变保护动作。在GB/T7409.1-2008中称为的过励保护包含调节器的顶值电流保护和过励反时限保护两种。励磁调节器内的过励保护主要完成通道切换，保持闭环控制运行。ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月调节器的定子过电流限制 定子过电流限制应先于定子过流保护动作，以避免停机。定子过流持续时间略大于
7、转子过流持续时间。区分进相和滞相下过流，进相过流增加励磁，滞相过流减少励磁。ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月励磁调节器的VHz限制 VHz限制特性应与发电机及主变压器铁芯的过励磁特性匹配。VHz限制及保护，应有一定时延，使发电机动态过程的励磁调节不受VHz限制单元动作的影响。要求：先于发电机和主变的过激磁保护动作进行限制；过激磁保护启动值不应低于额定值的1.07倍。宜具有定时限限制和反时限限制功能；发电机空载和负载下均投入运行；一般动作后减少电压给定值来限制伏赫比；限制后不影响PSS作用。ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月网源协调要求 涉网保护：过压保护、高频、低频保护、
8、低频保护应与电网低频减载自动装置匹配，低频保护定值应低于电网低频减载自动装置最小定值。厂用重要辅机变频器整定值能躲过瞬时高/低电压、频率异常的影响，不应先于主机保护动作。ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月4 存在的主要问题 发电机过励能力不满足国标要求 过励限制与发电机转子过负荷保护、过励能力不协调 定子绕组过负荷保护与定子过负荷限制不协调 调差系数整定不合理 厂用重要辅机变频器不能躲过瞬时高/低电压ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月问题1 部分型号发电机过励能力不满足国标要求发电机过励能力标准 -国标隐极同步发电机技术要求GB/T 7064-2008要求：发电机的转子绕组
9、承受2.09倍额定励磁电流不少于10s。-国标水轮发电机基本技术条件GB/T 7894-2009要求：水轮发电机的转子绕组应能承受2倍额定励磁电流，持续时间为-空冷的水轮发电机不少于50s；水冷或加强空冷的水轮发电机不少于20s。浙江电网提供了发电机过励曲线的60台机组中，有36台无法判断，有些火电机组低于国标隐极同步发电机技术要求GB/T 7064-2008要求。ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月问题1 部分型号发电机过励能力不满足国标要求 部分发电机过励能力未达标准 一些1000MW级发电机的强励能力仅为1.5倍10s。ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月 过励限制定值转
10、子过负荷保护定值发电机过励能力,并且之间留合理级差 -定值过低，束缚能力，过早跳机，对机组和电网都不利；-定值高出发电机能力，不利于机组安全。问题2 过励限制与转子绕组过负荷保护不协调配合原则：ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月转子过负荷保护配置要求ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月转子绕组过流保护按大型发电机变压器继电保护整定计算导则要求整定.转子过负荷保护ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月 定子过流限制定值定子过流限制定值 定子过流保护定值定子过流保护定值 0.5s,5s 5s 电压升高幅度 130%Un 高电压持续时间 0.5sZEPRIZEPRIZEPRI
11、2004年9月变频器的高、低电压穿越能力不应超越主设备和供电对象的能力，也不应束缚主设备和供电对象的能力。-变频器高压穿越性能应与主机过电压性能相配合。-变频器低压穿越性能应与主机低压性能相配合，宜与电厂一类辅机的低电压保护定值相配合。问题5 厂用辅机变频器不能躲过瞬时高/低电压ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月5 整改情况 1）调差系数整定优化 按照浙江并网机组网源协调重要参数核查结果及整改要求，对调差设置为零的统调机组提出新的调差设定参数，并对调差系数变化较大的发电机组计划重新进行PSS参数整定试验，并修正励磁系统及PSS模型参数。ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月调差
12、系数整定优化 并列点的电压调差率宜按照5%整定，同母线下电压调差率相同。主变高压侧并列的发变组应采用补偿变压器电抗压降措施，电压调差率整定应满足：按照发电机无功电流由零增加到额定无功电流时，发电机电压变化不大于5%额定电压。考虑主变及厂变分接头。对励磁系统滞后特性影响小于10。试验方法 电压静差率与电压调差率ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月整改情况 2）过励限制与转子绕组过负荷保护不协调 对于存在设计缺陷的厂家产品进行系统整改，解决过励限制与转子绕组过负荷保护不协调问题。讨论：需通过励磁设备改造才能满足励磁标准要求的23台机组需与发电公司协商确定机组改造计划尽快使励磁系统过励限制定
13、值与转子过负荷保护匹配的同时满足强励2倍10s的要求。Unitrol 5000 励磁系统除个别机组由于励磁软件原因外，其余机组均已完成，仍存在不足之处，启动值影响反时限特性。Unitrol F 励磁系统？3）增设转子绕组过负荷保护装置 按标准要求ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月整改情况 4）定子过负荷限制与定子过负荷保护不协调 结合机组检修计划，对于存在设计缺陷的厂家产品进行系统整改，进行软件消缺升级工作。讨论：Unitrol 5000 励磁系统除个别机组由于励磁软件原因外，其余机组均已完成，仍存在不足之处，启动值影响反时限特性。5）发电机转子过负荷能力不能满足国标要求 6）电厂重要辅机定值问题 结合机组情况，要求各发电厂调整厂用重要辅机变频器整定值使其能躲过瞬时高/低电压的影响。ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月6 总 结 网源协调是保证电力系统安全稳定运行的 重要基石！ZEPRIZEPRIZEPRI2004年9月谢 谢！欢迎指正！
