地区电厂强迫振荡管理流程分析

地区电厂强迫振荡管理流程分析

李启亮

（广东电网公司东莞供电局广东东莞523000）

摘要：电厂的功率振荡主要包括自由振荡和强迫振荡，地区电厂强迫振荡可能引发系统共振，可通过快速定位振荡源，消除振荡。本文通过对某电厂引起的强迫振荡为例，分析振荡原因，并针对性的制定运行防范措施，最后提出了地区电厂功率振荡管理流程，提升了对地方机组的管理水平。

关键词：强迫振荡；振荡源；防范措施；管理流程

引言

近年来，全球电力系统发生了多次低频振荡事件，严重时甚至引起了大面积停电事故，东莞地调针对自身情况（2014年1月30日、2015年5月2日建X电厂曾发生两次功率振荡）组织内部认真学习了《广东地区电网并网机组防功率振荡运行管理工作指导意见》[1]，一方面，反思过去对电厂功率振荡处理中“头痛医头、脚痛医脚”的问题，认识到需要加强地方电厂机组试验管理、参数管理、设备管理、运行管理的重要性；掌握了一旦发生振荡后调查处理的方法。另一方面，面对电厂提出的问题使电厂认识到自身机组存在隐患，从而配合进行机组的整改，改善电网的运行环境，进一步保持电网的安全稳定运行。

1功率振荡的分类

电厂的功率振荡主要包括自由振荡和强迫振荡。

（1）自由振荡/弱阻尼振荡（无注入）是指系统受到扰动后，自由过渡到平衡状态的过程（如图1所示）。自由振荡常发生于与主网联系薄弱，潮流重的地区，如：坪石B厂、桥口电厂等；主要应对措施：确保机组PSS投入功率的二次脉动。

图1自由振荡图2强迫振荡

（2）强迫振荡（有注入）是指系统受到持续的、周期性扰动时所引发的相关变量周期性变化的过程[2]。当扰动信号的频率与系统固有频率接近时，可能引发系统共振（如图2所示）。强迫振荡常发生于发电机调节器设备缺陷，如：励磁系统（含PSS）缺陷、调速系统缺陷（控制逻辑、执行机构）；主要应对措施：快速定位振荡源，消除振荡。

2强迫振荡的影响因素

强迫振荡主要由机组CCS汽机主控回路PID、励磁系统缺陷、PSS缺陷[3]等因素影响，表1给出了机组参数对强迫振荡风险影响指数。

表1强迫振荡的各参数影响指数表

分析表明：

（1）热工控制系统控制参数过于灵敏，是导致强迫振荡的主要原因。

（2）调速系统因素引发振荡处理：加强参数管理，不应随意修改控制参数[4]；加强运行监视，一旦发生振荡，立即将阀位控制由自动控制改为手动控制。

3案例分析

2015年7月17日，东莞地区水乡片建X电厂发生功率振荡，引起了相应的主网设备功率振荡。建X电厂为自发自用，多余上网的热电联产电厂。通过10kV线路接入110kV潢涌变电站，正常情况下建X电厂从110kV中潢线上网。电厂功率振荡造成500kV水乡站#2主变有功波动曲线如图2所示，#3主变的波动情况与之类似。两台主变功率波动幅度约60MW。

图3建X电厂接入电网示意图

图4水乡站#2主变有功波动曲线

（1）定位振荡源

2015年7月17日00：30：29水乡片发生功率振荡情况，通过检查监控系统有关设备的SCADA曲线，水乡站#2主变、#3主变的功率波动幅度约60MW。水乡站共有6条220kV进线，分别为水进甲乙线、水陈甲乙线和水万甲乙线。水进甲乙线的有功波形特征与水乡两台变的波形特征类似，且波动幅度达到55MW，水陈甲乙线和水万甲乙线的功率波动情况类似，其波动幅度均较小，疑为被水进甲乙线的功率波动带起。因此，波动源来自水进甲乙线方向。查找进埔站片区电厂曲线发现，建X电厂10kV出线的有功曲线发生较大波动，由此确认是由建X电厂引起功率波动。通过分析，属于机组引起的强迫振荡。

（2）明确振荡机组，切断振荡源

明确振荡片区的机组及接线方式，以及当时的开机情况，查看机组的DCS曲线，明确振荡机组后，安排建X电厂#3机组脱网，切断振荡源，至2015-07-2819：30方正常并网发电。

（3）机组整改过程

调查振荡机组在振荡时刻的操作情况；查看保护动作情况及振荡机组工况曲线图，初步判断机组运行状况。经设备厂家工程师现场检查试验后，初步确认机组功率振荡原因。安排机组检修整改。经过72小时试运行，并确保整改后隐患消除。由电厂编写《机组功率波动分析及处理报告》。交由地调初步审核，中调、电科院审核，审核通过后，安排恢复并网。

4强迫振荡防范措施

（1）制定运行防范措施，加强运行管理，避免再次发生功率扰动。

加负荷时设置功率给定值略高于实际负荷，注意观察505E上CPC1输出电流应缓慢增大，CPC1输出信号应缓慢增大，高调应缓慢开大，电功率对应上升，如功率没有变化则停止加减负荷立即查找原因，安排科室专业人员到现场观察#3机机头处高压调门是否有动作与卡涩；不得将功率设定值过多的高于实际负荷。

（2）制定设备运维管理措施，提高设备健康度

建X电厂计划将#3机CPC1与CPC2升级更换为性能稳定，对油质要求符合国内实际使用条件的第二代产品因进口产品，采购周期较长约为5个月，要求完成时间在12月31日前完成。在没有更换CPC前加强对透平油的监督管理，保证有工作良好的透平滤油机24小时不间断滤油，每周做油质分析报告并对CPC进油滤网进行切换清洗。

5结论

本文系统了阐述了电厂功率振荡的定义及分类，并通过对东莞地区电厂功率振荡的案例分析，掌握了发生振荡后调查处理的科学方法，有效地引导电厂开展调查分析工作，较快地查明振荡原因及完成整改，提升了对地方机组的管理水平，进一步保障的电网的安全运行。

参考文献：

[1]广东地区电网并网机组防功率振荡运行管理工作指导意见[J].1-4

[2]汤涌.电力系统强迫功率振荡分析[J]．电网技术，1995，19（12），6-10．

[3]韩志勇，贺仁睦，马进，等．电力系统强迫功率振荡扰动源的对比分析［J］．电力系统自动化，2009，33（3），16-19.