PDF《考虑机组恢复成功率的黑启动阶段待恢复机组优选》

1 黑启动阶段机组恢复成功率 系统恢复过程中的黑启动阶段是指大停电发生 后, 具有自启动能力的机组成功启动后向无自启动 能力的机组提供启动功率, 使其重新并网发电的过 程[

1 1] .黑启动阶段是整个恢复过程的起始阶段, 黑 启动阶段恢复目标的成功完成对后续系统恢复过程 具有重要意义, 反之则会严重延误整个系统的恢复 进程.故在黑启动阶段, 选定的待恢复机组成功恢 复的可能性应尽可能大, 而后续阶段机组恢复过程 中, 除考虑机组的安全恢复之外, 还可考虑机组恢复 过程中提供发电量最大的目标[

1 2 ] . 影响黑启动阶段机组成功恢复的主要操作有空 载线路的充电、 空载变压器投入和待恢复机组的大 型辅机启动等, 本文分别定义了线路权重、 变压器权 重和辅机权重来表征这3种操作对黑启动阶段机组 ―

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1 3 恢复的影响, 并在此基础上提出了黑启动阶段机组 恢复成功率的概念. 1.

1 线路权重 线路空载充电时, 可能会引起线路工频过电压、 操作过电压和发电机自励磁等问题[

1 3 ] .工频过电 压是由空载线路充电时, 线路对地电容发出的大量 无功功率导致系统无功功率不平衡引起的[

1 4 ] ;

操作 过电压是线路空载投入时在线路端引起的过电压, 线路的对地电容会影响操作过电压的大小;

发电机 自励磁发生的根源是: 线路对地电容的容性充电电 流的助磁 作用产生的正反馈, 使系统发生自激振荡[

1 5 ] .因此, 可用线路的等值容抗来表示上述问题 的严重程度.线路对地电容越小, 线路等值容抗越 大, 则过电压倍数越小, 发电机发生自励磁的可能性 越小;

反之过电压倍数越大, 发电机发生自励磁的可 能性越大.单条线路等值容抗 XC 计算电路如图1 所示. 图1 同步电机带空载长线路等效电路 F i g .

1 E q u i v a l e n t c i r c u i t o f s y n c h r o n o u s g e n e r a t o r w i t han o - l o a d l o n g l i n e 图中: B 为线路等值电纳;

XL 为线路的并联电 抗;

忽略线路电阻和感抗的影响.线路的等值容抗 XC 为: XC =

1 B - ε XL (

1 ) 式中: ε 为表征线路上是否存在并联电抗的量, 当线 路上存在并联电抗时, ε=1, 反之ε=0. 若待恢复机组i的第j 条恢复路径中包含m 条 线路, 则该条恢复路径的等值容抗 X i j C 为: X i j C =

1 ∑ m k=1

1 XC k (

2 ) 式中: XC k 为线路k 的等值容抗. 通过恢复路径j 对机组i 进行恢复时, 该条恢 复路径的线路权重L i j w 定义为: L i j w =X i j C (

3 ) 恢复路径的线路权重越大, 表示该条路径空载 充电时的过电压倍数越小, 黑启动机组发生自励磁 的可能性越小. 1.

2 变压器权重 在黑启动阶段, 需要对待恢复机组恢复路径中 的变压器进行空载充电操作.在变压器空载投入引 起的问题中, 以往主要关注的是空充变压器引起的 谐振过电压[

1 3 ] 问题, 而对变压器空载投入时励磁涌 流对黑启动机组机端电压影响的研究不多.本文分 析了励磁涌流引起的机端电压波形畸变对系统恢复 的影响, 并定义了变压器权重来反映对机组恢复的 影响. 对空载变压器进行充电时, 会产生励磁涌流现 象[

1 6] , 其幅值可达额定电流的4~8倍, 励磁涌流中 有数值很大的高次谐波分量( 以二次谐波为主) .在 黑启动阶段, 黑启动机组输出的有功功率相对较小, 与之相对应的基波电流也较小;