電力系統(tǒng)自動(dòng)高頻切除發(fā)電機(jī)組技術(shù)規(guī)定（征求意見(jiàn)稿）目 次范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語(yǔ)和定義 1總則 1裝置配置及整定的基本要求 2裝置的配置原則 2定值的整定方法 3高頻切機(jī)與機(jī)組高頻保護(hù)、超速保護(hù)的協(xié)調(diào)配置 3附錄A（規(guī)范性附錄）高頻切機(jī)單機(jī)單負(fù)荷模型平均頻率偏差理論推導(dǎo) 4系統(tǒng)不考慮旋轉(zhuǎn)備用情況 4系統(tǒng)考慮旋轉(zhuǎn)備用情況 5附錄B（資料性附錄）汽輪發(fā)電機(jī)組允許頻率異常運(yùn)行能力 7I電力系統(tǒng)自動(dòng)高頻切除發(fā)電機(jī)組技術(shù)規(guī)定范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電力系統(tǒng)自動(dòng)高頻切除發(fā)電機(jī)組裝置配置整定的基本要求、配置原則、整定方法，以及自動(dòng)高頻切除發(fā)電機(jī)組裝置與自動(dòng)低頻減負(fù)荷、機(jī)組高頻保護(hù)、火電機(jī)組超速保護(hù)的協(xié)調(diào)配置原則。規(guī)范性引用文件GB/T26399電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)導(dǎo)則GB/T31464電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)則GB38755電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則DL/T1234電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計(jì)算技術(shù)規(guī)范DL/T1309大型發(fā)電機(jī)組涉網(wǎng)保護(hù)技術(shù)規(guī)范DL/T428電力系統(tǒng)自動(dòng)低頻減負(fù)荷技術(shù)規(guī)定術(shù)語(yǔ)和定義3.1頻率異常abnormalfrequency系統(tǒng)頻率超過(guò)規(guī)定的運(yùn)行范圍時(shí)，認(rèn)為運(yùn)行頻率異常。3.2汽輪機(jī)超速保護(hù)控制over-speedprotectioncontrol;OPC汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速超過(guò)設(shè)定值或達(dá)到規(guī)定的限制條件時(shí)，自動(dòng)快速關(guān)閉調(diào)節(jié)汽門(mén)，在轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速后自動(dòng)開(kāi)啟調(diào)節(jié)汽門(mén)，維持機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的一種控制?？倓t電力系統(tǒng)自動(dòng)高頻切除發(fā)電機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱高頻切機(jī)）措施屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行第三道防線范疇，在電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重故障后，為防止系統(tǒng)頻率大幅升高所采取的緊急控制措施。1電力系統(tǒng)高頻切機(jī)方案配置應(yīng)考慮不同類型發(fā)電機(jī)組組合、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式等系統(tǒng)情況，且按預(yù)定高頻切機(jī)方案分輪次實(shí)施后，使系統(tǒng)頻率恢復(fù)至允許的偏差范圍。電力系統(tǒng)高頻切機(jī)方案應(yīng)由電網(wǎng)運(yùn)行部門(mén)負(fù)責(zé)制定、組織實(shí)施，并定期進(jìn)行校核。當(dāng)系統(tǒng)條件有重大變化時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行重新配置。裝置配置及整定的基本要求配置高頻切機(jī)裝置的電力系統(tǒng)發(fā)生頻率異常升高情況時(shí)，應(yīng)能及時(shí)按計(jì)劃切除相應(yīng)的發(fā)電機(jī)組，使系統(tǒng)頻率恢復(fù)至允許的偏差范圍，同時(shí)應(yīng)避免汽輪機(jī)超速保護(hù)和低頻減負(fù)荷裝置動(dòng)作。高頻切機(jī)方案配置的機(jī)組選取應(yīng)綜合考慮發(fā)電機(jī)組類型、發(fā)電機(jī)組容量、事故后潮流轉(zhuǎn)移及電網(wǎng)高頻切機(jī)方案配置的機(jī)組選取不宜與第二道防線穩(wěn)定控制的機(jī)組選取重疊。50.5Hz裝置的配置原則GB38755高頻切機(jī)裝置配置應(yīng)能適應(yīng)系統(tǒng)典型聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式及典型孤網(wǎng)運(yùn)行方式，同時(shí)應(yīng)考慮系統(tǒng)可能發(fā)生的頻率異常升高情況。3～750.5Hz5.450.6Hz。高頻切機(jī)各輪次間的頻率閾值級(jí)差和延時(shí)設(shè)置應(yīng)避免出現(xiàn)誤動(dòng)或超調(diào)情況，頻率閾值級(jí)差宜選用0.1～0.3Hz0.2～0.5s。高頻切機(jī)每輪次最大切機(jī)量設(shè)置應(yīng)滿足該輪動(dòng)作后不引起低頻自動(dòng)減負(fù)荷裝置動(dòng)作。高頻切機(jī)方案配置在總量滿足要求的前提下，可增大前幾輪切機(jī)量。自動(dòng)高頻切機(jī)裝置應(yīng)采用性能優(yōu)良的微機(jī)型高頻切機(jī)裝置，可獨(dú)立配置。2定值的整定方法整定計(jì)算的基本內(nèi)容和目的整定計(jì)算的基本條件和方法電力系統(tǒng)高頻切機(jī)裝置的整定方法可先采用單機(jī)單負(fù)荷模型快速確定最小切機(jī)容量、各輪次間級(jí)差和延時(shí)等基本參數(shù)，再采用大電網(wǎng)全模型進(jìn)行校核和調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)。單機(jī)單負(fù)荷模型計(jì)算僅考慮系統(tǒng)平均頻率變化，系統(tǒng)各機(jī)組間的頻率偏差可在大電網(wǎng)全模型校核計(jì)算中考慮。單機(jī)單負(fù)荷模型計(jì)算可不考慮系統(tǒng)電壓變化對(duì)頻率特性的影響，系統(tǒng)負(fù)荷的電壓特性可在大電網(wǎng)全模型校核計(jì)算中考慮。電力系統(tǒng)高頻切機(jī)裝置整定時(shí)，有功負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)系數(shù)宜采用實(shí)測(cè)參數(shù)，系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)系數(shù)一般為1～3，若無(wú)實(shí)測(cè)參數(shù)，可選1.2～2.5，系統(tǒng)規(guī)模較小可選2以上。電力系統(tǒng)高頻切機(jī)裝置整定時(shí)，機(jī)組的調(diào)速器模型參數(shù)宜采用實(shí)測(cè)值。電力系統(tǒng)高頻切機(jī)裝置整定時(shí)，對(duì)于系統(tǒng)故障引起的單回直流連續(xù)換相失敗或多回直流同時(shí)發(fā)生GB38755高頻切機(jī)與機(jī)組高頻保護(hù)、超速保護(hù)的協(xié)調(diào)配置高頻切機(jī)與機(jī)組高頻保護(hù)的協(xié)調(diào)配置用于保護(hù)發(fā)電機(jī)組設(shè)備安全的機(jī)組高頻保護(hù)動(dòng)作應(yīng)滯后于高頻切機(jī)裝置，若無(wú)法調(diào)整機(jī)組高頻保護(hù)定值，則在整定高頻切機(jī)方案時(shí)應(yīng)計(jì)及機(jī)組的高頻保護(hù)動(dòng)作影響。水、火電機(jī)組的高頻保護(hù)頻率定值應(yīng)高于高頻切機(jī)方案最后一輪的動(dòng)作定值，若無(wú)法調(diào)整機(jī)組高頻保護(hù)定值，則在整定高頻切機(jī)方案時(shí)應(yīng)計(jì)及機(jī)組的高頻保護(hù)動(dòng)作影響。新能源機(jī)組高頻保護(hù)頻率定值應(yīng)高于高頻切機(jī)方案第一輪的動(dòng)作定值，在整定高頻切機(jī)方案時(shí)應(yīng)計(jì)及新能源機(jī)組高頻保護(hù)動(dòng)作的影響。高頻切機(jī)與汽輪機(jī)超速保護(hù)的協(xié)調(diào)配置高頻切機(jī)整定方案配置宜使得系統(tǒng)頻率波動(dòng)過(guò)程中最高頻率不超過(guò)51.5Hz，可配合調(diào)整汽輪機(jī)超速保護(hù)的定值，防止汽輪機(jī)超速保護(hù)反復(fù)動(dòng)作引發(fā)系統(tǒng)頻率振蕩。3附錄A（資料性附錄）高頻切機(jī)單機(jī)單負(fù)荷模型平均頻率偏差理論推導(dǎo)系統(tǒng)不考慮旋轉(zhuǎn)備用情況

JdTTPmPePmPL

(1)dt m e

J為發(fā)電機(jī)機(jī)為負(fù)荷電功率；略去有功網(wǎng)損時(shí)，發(fā)電機(jī)電磁功率近似等于負(fù)荷有。P

PfKL表示，K由式(1)得系統(tǒng)運(yùn)行特性方程為

L LJ

KL1

(2)dt (2π)KL令事故瞬間轉(zhuǎn)速為0，0為負(fù)荷有功功率初始值，事故后0，m0m，dTmde0eMdTmdTT

Pm0

.

.

(3)m m0

0

0 00TT

.

.

(4)e e

L 根據(jù)式(1)可得

0 0

0 0 0Md

PL0

PL0dt

[

(KL1)

(5)式(5)的時(shí)域解析解為

0 0P

00 0 0(KLt f0 0(KL)0

0M

(6)定義系統(tǒng)發(fā)電出力過(guò)剩量標(biāo)幺值K為K剩余發(fā)電容量－負(fù)荷容量負(fù)荷容量即:4Pm0(1K)PL0

(7)根據(jù)式(6)和(7)f

f 1 ]f

(8)L 1(K/K) 0L從式(8)KKL系統(tǒng)考慮旋轉(zhuǎn)備用情況R的倒數(shù)為穩(wěn)定后的發(fā)電機(jī)機(jī)械功率增量標(biāo)幺值m/0對(duì)轉(zhuǎn)速增量標(biāo)幺值/0械功率增量為正值?？紤]Pm滯后于變化，一般可用一階慣性環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)(t)表示為P 1

t mPm0式中T為調(diào)速器動(dòng)作時(shí)間常數(shù)。

(t)R 0

eT)R 0

(9)可得出有備用容量時(shí)系統(tǒng)頻率變化方程如下Md1

PL0

Pm0

PL0[R(KL] (10)0 0 0 0

0 0由于式(10)中存在自然對(duì)數(shù)的指數(shù)函數(shù)，直接求取時(shí)域解析解較難，可以采用頻域法來(lái)求解析解。11s)為電磁功率差值。圖1 考慮調(diào)速器作用的 /Pe傳遞函數(shù)Fig.1 Transferfunctionof /PeConsidertheGovernor從而求得5(s)Pe(s)

1TsMTs2(DTM)s(D

1/

T T 根據(jù)式(7)，有(s)K/s

K(1Ts)T (DTM)sT

1)]Rs(

1)

(12)1 K1

1

DTM

T D1 DT1D 1 T令：aDTTM2MT

R (sT )2[ R

(T4M

)2]DTDT1MT 4M TR1(DT1)2c11T由式(12)可求得標(biāo)幺(t)為從而，f(t)的有名值為

(t)

KD1T

(cosbt(ac)sinbt)eat]b

(13)f(t)

50K

cos(bttan1(ac))eat]

(14)1(a1(ac)2bT R至此，得到頻率變化f(t)的時(shí)域解析表達(dá)式。對(duì)式(14)求極值，可知f(t)的取最大值fmax的tmax需滿足式(15)。式中，k＝0,1,2…..

tan1(a)tan1(ac)kπt b b b

(15)

f

50K

(16) D1T R6附錄B（資料性附錄）汽輪發(fā)電機(jī)組允許頻率異常運(yùn)行能力汽輪發(fā)電機(jī)頻率異常允許運(yùn)行時(shí)間見(jiàn)表B.1。表