220kV地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設計03

220kV地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設計03,kv,地區(qū),變電所,電氣,一次,系統(tǒng),設計,03 華 北 電 力 大 學 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計（論 文）附 件 外 文 文 獻 翻 譯 學 號： 081901320234 姓 名： 張嘉 所在系別： 電力工程系 專業(yè)班級： 農電08k2 指導教師： 趙飛 原文標題： 220kV地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設計： 220/110/10kV，進/出線回數(shù)2/6/11（電纜） 2012 年 6 月 1日 智能電網(wǎng)小島運行測試 原文出處及作者：I. Vokony PhD. student, A. Dan Dr. Senior Member, IEEE I.Vokony博士。學生A.DAN。博士高級會員，IEEE 摘要 本文為評估資格智能電網(wǎng)（一個微型網(wǎng)絡傳輸功率約為零）和電力系統(tǒng)的合作和互動。它主要研究不斷增加的一體化智能能源分配網(wǎng)絡關于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定的效果。設計模型已經(jīng)發(fā)布，用來模擬智能電網(wǎng)，以及如何應用為孤島運行評估。在模型網(wǎng)絡的幫助下得到模擬結果并且也可以得出的結論進行評估。 索引條款——智能電網(wǎng)，孤島運行，頻率電壓取決于負載，機電暫態(tài)。 一、導言 電網(wǎng)發(fā)展的主要階段相同時期隨處可見：早期的本地供應其次是短距離的傳輸和時下強大的國家網(wǎng)絡或國際網(wǎng)絡在進行。 UCTE協(xié)調的運作和發(fā)展24個歐洲國家的電力輸電網(wǎng)，為所有內部電力市場（IEM）的參與者提供了可靠的市場平臺內部電力市場和超越。 UCTE在2007年的高峰負荷約390萬千瓦，2500億千瓦時的電能消耗。該系統(tǒng)供電約450萬人。 圖1．UCTE的拓撲 這種全球能源網(wǎng)絡有許多優(yōu)點，但是其越來越多的缺點來因為光線在目前的市場條件下的期望。作為一個極端利用率后果：供應安全，也許會拖成危險，這其實是在重復不久的過去的事件。 有必要發(fā)展小而簡單的系統(tǒng)結構更容易控制和設計。微型框架可能是對這些問題的解決方案。它簡化了網(wǎng)絡的控制，它能夠為自己的消費者和偶爾它可以連接到大型網(wǎng)絡。必要設立一個適當?shù)哪Ｐ驼莆辗€(wěn)態(tài)運行分析和網(wǎng)絡的瞬時狀況。 二、型號說明 為了設置和測試網(wǎng)絡目的使用由電力工程部，杜葉錫恩布達佩斯開發(fā)的分析儀軟件包。使用該程序可以分析網(wǎng)絡（負載流量計算）在幾個故障和斷路器操作過程中的瞬時效果的穩(wěn)定狀態(tài)。除了穩(wěn)態(tài)分析還可進行動態(tài)模擬計算。此方案是能夠管理兩個同步操作不同頻率的系統(tǒng)。由電力世界電力系統(tǒng)的分析軟件為穩(wěn)態(tài)模擬進行控制仿真演算。模型的拓撲結構圖2由世界電能SAS制作.. 網(wǎng)絡模型包括： - 高，中壓線 - 總線（400-120-20和10千伏）。 - 變壓器 - 線，平行線 - 發(fā)電機和負荷。 圖2．模型的網(wǎng)絡拓撲 來源有電源和/或電壓控制。在模型中有： - 兩個風力發(fā)電場連接到MO1S的MSZ20總線， - 3個5兆瓦的燃氣渦輪機（連接到MO1G總線） - 大型機器（連接到總線G4）在大型網(wǎng)絡總線并行操作的情況下作系統(tǒng)閑置。 在孤島運行期間，燃氣輪機構成系統(tǒng)閑置。這兩個風力發(fā)電場運行25個2兆瓦風力渦輪機。負載頻繁電壓依賴。 3、 模擬 A．短路功率的檢查和電壓等級 第一次測試是對風力發(fā)電來源功率MO1120千伏母線三個相短路（在以下3ΦSC中）。 （孤島運行的風力發(fā)電場是智能電網(wǎng)的一部分）。仿真結果表明較遠的大電廠和附近的小型（風力）電廠如何影響MO1總線3ΦSC電源的。 有趣的結果可以預料，如果在網(wǎng)絡中“風不吹”，即從功率的風力發(fā)電廠為零。在這種情況下容量缺口必須由G4系統(tǒng)閑置總線和SC.容量發(fā)生相應的變化。 利用該模型對電壓穩(wěn)定的測試。為了驗證這一事實當電網(wǎng)孤島運行和電網(wǎng)連接到網(wǎng)絡時對網(wǎng)絡電壓條件進行比較。 B．孤島操作測試 島上的操作在MT1A-VN1A和MT1B-VN1B線間建立一個開關，因此兩個系統(tǒng)頻率是變化的。以下測試包括以下幾個步驟：作為一個小島即MO1總線網(wǎng)絡運行和地理上接近負載和電源形成一個島嶼（黃色區(qū)域圖3）。島嶼的可行性操作檢查。不同的運行狀況和故障模擬;電壓變化的規(guī)模檢查。 圖3．島上的拓撲結構 1）功率變化 風力發(fā)電廠的發(fā)電連接到MO1S總線減少或增加0.5兆瓦的步驟，直到相比其他系統(tǒng)頻率偏差相比50赫茲超過 2.0赫茲較好。負載上偏差很大可能導致失敗。然而，這樣的范圍內經(jīng)營限制（例如，在一個相互聯(lián)系的系統(tǒng)崩潰的情況下）網(wǎng)格可以分離和保持本身的可操作性。 2）負載變化 在10 - 和20千伏負載連接的MO1總線進行了類似的測試。在這種情況下能源不變但需求改變了。觀察電網(wǎng)的穩(wěn)定（多么大需求的變化不會導致+/ - 2赫茲頻率上限變化）。 3）并聯(lián)故障 在第三個試驗組的電網(wǎng)控制到極端利用率。首先一相對地短路（在1Φ-G sc.），然后3ΦSC.在模擬上連接120千伏風力發(fā)電廠的總線且3ΦSC.連接上20千伏風力發(fā)電廠。 從這些公布的模擬測試的結論制定智能電網(wǎng)孤島運行條件。結論應包括穩(wěn)定性和電壓條件調。 C.重合閘的電網(wǎng)的大型網(wǎng)絡 在這些模擬研究中，它是如何把島經(jīng)營的電網(wǎng)切換回大電網(wǎng)網(wǎng)絡，以及如何找到穩(wěn)態(tài)水平的頻率。首先網(wǎng)絡重合正常，電能平衡，在不同的情況進行模擬。 功率減少和增加在2兆瓦的步驟 - 這是一個風力發(fā)電機組的大小 - 在電網(wǎng)中，所以頻率改變，然后嘗試切換回去。 四、模擬結果以評價 這里將報告的模擬結果與第三章順序相同。 A.短路功率和電壓等級測試 通過測試3ΦSC.電源找出電網(wǎng)受風力發(fā)電廠的影響。圖1和2顯示了兩個重要的事情：首先可以發(fā)現(xiàn)，氣體渦輪機連接的MO1G總線遭受較大振蕩，在沒有風電的情況下。這意味著，有風力發(fā)電廠可以比沒有風力發(fā)電廠運行更穩(wěn)定，。 模擬過程如下：系統(tǒng)運行在穩(wěn)定狀態(tài)。在t=1秒3Φ給定的總線上模擬短路。結算時間為0.2秒。 圖1. MO1G總線的輸出功率 圖2MSZ20總線的輸出功率 另一方面，連接MSZ20總線的風力發(fā)電機的振蕩幅度和周期時間較小，當從MO1S風力發(fā)電廠沒有輸入功率時。這很有趣，該MSZ20風渦輪機在這方面供應自己的需求，而能源是從MO1S風力發(fā)電廠公園提供的。如果是反操作，互聯(lián)系統(tǒng)供應全網(wǎng)絡，使MSZ20總線的發(fā)電機會有些緊張。（圖3和4） 圖3.G1-K1線上的功率流 圖4.MO20-MSZ20線上的功率流 保持有島電網(wǎng)的電壓水平這是可能的。這些不是電壓控制點的節(jié)點比合作經(jīng)營在島電壓水平較低。（圖5）當電網(wǎng)在島上網(wǎng)絡的其余部分電壓水平較高。因此，島上操作并不意味著電壓層次的問題。 圖5.標幺值的節(jié)點電壓水平 表格中的深色部分是一起的 B.小島操作測試 這次測試的主要目的是找出靈活的系統(tǒng)。負荷直到頻率變化保持在+/ - 2赫茲之間。大部分需求能容忍這種頻率的變化，但更大的頻率偏差可能會導致系統(tǒng)故障。 圖6.MO1S的負荷減少對MO1G的影響 圖6演示如何的MO1G嘗試，以彌補缺乏源功率發(fā)電的后果減少MO1S風力發(fā)電廠。整個MO1G系統(tǒng)初級儲備的是7兆瓦，這是在0,5赫茲頻率偏差下的充分利用。主要的控制效果并不由燃氣輪機控制動力隨時控制。到達主控制兆瓦的限制后，島上頻率崩潰。由于負載的頻率靈敏度減少約8兆瓦的風力發(fā)電是可能的對應的頻率標準。內置電源為56兆瓦，使電網(wǎng)能夠彌補近15％全內置電源。 模擬過程如下：系統(tǒng)運行在穩(wěn)定狀態(tài)。MO1S總線從t =1秒的發(fā)電量每一秒減少0.5MW。 圖7.MO1S負荷增長對MO1G的影響 在圖7中為提高風力發(fā)電的效果，頻率正在上升。在2兆瓦的情況下發(fā)電量增加（高達100％的機器負荷）由281兆赫的頻率會改變。 接下來的測試是由0,5MW/秒減少損耗。充分MO1G儲備能力利用（7兆瓦提到初始狀態(tài)），頻率的變化幾乎1-1,1赫茲。這表明，我們的電網(wǎng)的穩(wěn)健性好。 圖8.MO10負荷減少對MO1G的影響 圖9.MO20負荷增長對MO1G的影響 第三類是本章的模擬故障分析。1Φ-G sc.和3Φsc.進行了模擬。在1Φ-G sc.的結算時間是0.3秒，之后被關閉，直到故障相1秒，正常運行。3Φsc的結算時間是0.2秒。觀察三個參數(shù)：發(fā)電機頻率，系統(tǒng)頻率和總線電壓。附錄中圖（圖10-15，18，19） C.重合閘的電網(wǎng)的大型網(wǎng)絡 在這些測試中，有人指出，它是如何可能切換回電網(wǎng)的大型網(wǎng)絡。系統(tǒng)如何頻率響應，以及它是如何設置合作經(jīng)營。首先，這兩個系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運行。作為下一步，試圖找出最大量一代變化時，它可能是重合閘的電網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡。令人吃驚的是，作為一個極端的10MW負荷變化情況，它是可能的切換回來的。（圖17）在島內的能量運行電網(wǎng)增加10兆瓦，頻率下降48,25赫茲。在此之后，它可能切換回來。 圖16.傳輸功率0MW時兩系統(tǒng)合閘時的頻率 圖17. 傳輸功率10MW時兩系統(tǒng)合閘時的頻率 五、總結 總結的主要結果﹕ 仿真模型的建立，這是非常類似匈牙利電力系統(tǒng)的一部分。這片區(qū)域是有能力進行孤島運行，這種方式是作為智能電網(wǎng)的一個方便檢查。模型建立后的測試分為三個主要群體： 1．島與合作經(jīng)營的運作 2．電壓條件 3．孤島運行的頻率范圍 結論： ·模型中的風力發(fā)電廠增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ·如果與電網(wǎng)同步運行互聯(lián)系統(tǒng)的電壓條件有關總線是不差的 ·本智能電網(wǎng)的藍本在這基本變化，需求變化及網(wǎng)絡故障方面有極大的容忍極限。 六、傳記 Istvan Vokony出生在Mosonmagyarovar匈牙利1983年10月19日。他畢業(yè)于在Gyor的Revai Miklos文法學校，并在布達佩斯理工大學經(jīng)濟學院電氣工程和信息部電力工程學習。 他是在布達佩斯大學技術和經(jīng)濟系的活力電工的PhD學生。他是匈牙利電工協(xié)會和BUTE能源學生協(xié)會的成員。 博士Andras Dan是布達佩斯大學技術和經(jīng)濟電力工程部教授。他在1966年獲得碩士布達佩斯技術大學學士學位，博士和D.Sc.在電氣工程學位從科學研究院分別于1983年和2005年獲得。他的專長是在電力電子，電能質量和無功補償尤其是與電力系統(tǒng)諧波。 七、附錄 圖10.MO1 1Φ-G sc.發(fā)電機變化 圖11.MO1 3Φ sc.發(fā)電機變化 圖12.MO1 1Φ-G sc.的電網(wǎng)頻率 圖13. MO1 3Φ sc.的電網(wǎng)頻率 圖14. MO1 1Φ-G sc.的總線電壓水平 圖15. MO1 3Φ sc.的總線電壓水平 圖18. 傳輸功率0MW合閘時G1-K1上的功率流 圖19. 傳輸功率10MW合閘時G1-K1上的功率流 14