《电力系统自动低频减负荷技术规定gbt+40596-2021》详细解读

《电力系统自动低频减负荷技术规定gb/t40596-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4总体要求5自动低频减负荷的基本要求6自动低频减负荷的整定计算7自动低频减负荷的配置与整定contents目录8低频解列装置的设置附录A(资料性)低频减负荷方案管理流程附录B(资料性)恒定输出功率发电机带集中负荷时的频率变化动态过程计算附录C(资料性)越过额定值后的系统频率变化动态过程计算011范围电力系统运营商为电力系统运营商提供低频减负荷技术指导，确保电力系统的稳定运行。电力设备制造商规范了自动低频减负荷装置的技术要求，为设备制造商提供生产标准。适用对象技术要求详细阐述了自动低频减负荷技术的各项要求，包括装置的启动条件、动作时间、减负荷量计算等。安全措施规定了低频减负荷过程中的相关安全措施，确保操作过程的安全性。测试与验证提供了测试与验证方法，用于确认自动低频减负荷装置的性能和准确性。覆盖内容本标准仅适用于自动低频减负荷技术，不涉及手动低频减负荷操作。手动低频减负荷操作除低频减负荷外的其他电力系统稳定控制措施不在本标准讨论范围内。其他电力系统稳定控制措施不适用范围022规范性引用文件继电保护和安全自动装置技术规程GB/T14285GB/T15149GB/T15150电力系统远方保护设备的性能及试验方法电力系统自动低频减负荷技术规定（已作废，由本标准代替）国家标准220kV～750kV电网继电保护装置运行整定规程DL/T559大型发电机变压器继电保护整定计算导则DL/T68401020304电力系统安全自动装置设计技术规定DL/T5147数字式保护测控装置通用技术条件DL/T1075行业标准IEC60255电气继电器IEC61850变电站通信网络和系统国际标准其他相关文件国家能源局关于印发《电力系统安全稳定导则》的通知（国能发安全〔2018〕72号文件）国家电网公司企业标准《电力系统自动低频减负荷装置通用技术条件》Q/GDWXXXX（该标准编号根据实际情况填写）033术语和定义指电力系统在发生有功功率缺额引起系统频率下降时，根据系统频率下降的程度，自动断开相应负荷，以防止系统频率崩溃的自动控制措施。自动低频减负荷定义实现自动低频减负荷功能的自动装置，具备频率采集、定值设定、延时执行及出口动作等功能。自动低频减负荷装置3.1自动低频减负荷减负荷轮次定义指根据系统频率下降的不同程度，依次执行减负荷的序列。每个轮次对应一定的频率阈值和减负荷量。减负荷轮次设置原则应综合考虑系统有功功率缺额大小、负荷重要性及恢复供电的难易程度等因素，合理设置减负荷轮次及其对应的频率阈值和减负荷量。3.2减负荷轮次特殊轮定义指在系统频率严重下降时，为尽快恢复系统频率稳定而设置的紧急减负荷轮次。特殊轮通常具有更高的优先级和更快的执行速度。特殊轮触发条件3.3特殊轮当系统频率下降至预设的特殊轮触发频率阈值时，特殊轮将被激活并执行相应的减负荷操作。触发条件应根据系统实际情况进行合理设定。0102指自动低频减负荷装置在系统频率下降过程中能够动作并断开负荷的最低频率值。当系统频率低于该值时，装置将不再执行减负荷操作。最小动作频率定义应综合考虑系统稳定性要求、负荷特性及设备耐受能力等因素，合理设定最小动作频率值，以确保装置在有效防止系统频率崩溃的同时，避免对系统和设备造成不必要的损害。最小动作频率设定原则3.4最小动作频率044总体要求经济性原则在满足安全性和可靠性的前提下，应充分考虑技术实施的经济性，合理优化减负荷策略。安全性原则自动低频减负荷技术应确保电力系统的安全稳定运行，防止因低频导致的系统崩溃。可靠性原则技术实施应基于可靠的设备和系统，确保在低频事件发生时能够准确、迅速地执行减负荷操作。4.1技术原则本规定适用于电力系统中的自动低频减负荷装置的配置、运行和管理。4.2适用范围适用于不同电压等级、不同规模的电力系统，包括输电系统、配电系统和微电网等。适用于电力系统正常运行、故障恢复及特殊运行方式下的低频减负荷控制。自动低频减负荷装置应具备实时监测电力系统频率的功能，并能根据预设的频率阈值自动触发减负荷操作。自动低频减负荷装置应具备与电力系统其他安全自动装置协调配合的能力，以实现整体安全控制目标。减负荷策略应综合考虑电力系统的负荷特性、电源分布、网络结构等因素，确保减负荷后的系统能够保持稳定运行。4.3基本要求055自动低频减负荷的基本要求在电力系统频率下降时，应优先切除次要负荷，保留重要负荷，以确保电力系统的稳定运行。选择性减负荷根据系统频率下降的程度，应分级切除负荷，避免一次性切除过多负荷导致系统不稳定。逐级减负荷5.1减负荷原则VS自动低频减负荷装置应合理配置在电力系统的关键节点，以确保在频率下降时能够及时动作。装置参数设置装置的参数设置应满足系统频率下降时的快速响应要求，并能够根据系统实际情况进行调整。装置配置要求5.2减负荷装置的设置5.3减负荷策略的制定基于系统稳定性的策略在制定减负荷策略时，应考虑电力系统的稳定性要求，避免因减负荷导致系统失稳。基于负荷重要性的策略根据负荷的重要性，制定不同的减负荷策略，优先保障重要负荷的供电。与低频解列装置的配合自动低频减负荷装置应与低频解列装置相互配合，确保在频率下降到一定程度时能够及时解列部分电网，保障重要负荷的供电。与其他安全自动装置的协调自动低频减负荷装置还应与其他安全自动装置进行协调配合，共同维护电力系统的稳定运行。5.4与其他安全自动装置的配合066自动低频减负荷的整定计算6.1整定计算的基本原则01整定计算应基于电力系统的稳定运行要求，防止因低频减负荷装置误动或拒动而影响系统安全。在整定计算过程中，应充分考虑系统的负荷需求，确保减负荷量既能满足系统稳定要求，又不致造成过大的负荷损失。自动低频减负荷装置应与其他安全自动装置协调配合，共同维护电力系统的稳定运行。0203确保系统稳定运行满足负荷需求协调配合6.2整定计算的步骤和方法收集电力系统的网络结构、电源分布、负荷特性等相关资料，为整定计算提供基础数据。收集系统资料根据系统稳定运行的要求和负荷特性，确定合理的减负荷方案，包括减负荷的轮次、每轮的减负荷量等。确定减负荷方案对整定计算结果进行校验，确保其满足系统稳定运行的要求；如有必要，可对减负荷方案或整定定值进行调整。校验与调整采用合适的计算方法，如时域仿真、频域分析等，对自动低频减负荷装置进行整定计算，得出各轮减负荷的定值。进行整定计算020401036.3整定计算的注意事项考虑系统的不确定性在整定计算过程中，应充分考虑电力系统的不确定性因素，如负荷预测误差、电源出力波动等，以确保减负荷装置的可靠性。兼顾经济性与安全性在确定减负荷方案时，应兼顾经济性与安全性，既要尽可能减少负荷损失，又要确保系统的稳定运行。及时更新定值随着电力系统的发展变化，应及时更新自动低频减负荷装置的整定定值，以适应新的系统运行要求。077自动低频减负荷的配置与整定安全性原则自动低频减负荷的配置应确保电力系统在低频运行时的安全稳定性，防止因低频导致的系统崩溃。经济性原则在满足安全性的前提下，应充分考虑自动低频减负荷配置的经济性，合理优化减负荷策略，降低系统运行成本。灵活性原则自动低频减负荷的配置应具备灵活性，能够适应不同运行方式和故障情况下的系统需求。7.1配置原则频率阈值设定根据系统实际情况和运行经验，合理设定自动低频减负荷的频率阈值，确保在低频发生时能够及时触发减负荷动作。减负荷量计算根据系统负荷特性、备用容量和低频运行时的稳定性要求，计算并确定自动低频减负荷的减负荷量。延时时间设定为避免因短暂低频波动导致的误动作，应设定合理的延时时间，确保在持续低频情况下才触发减负荷动作。0203017.2整定方法装置配置自动低频减负荷装置应具备完善的配置功能，包括频率采集、阈值设定、减负荷量计算、延时时间设定等。通信接口可靠性要求7.3配置要求自动低频减负荷装置应具备标准的通信接口，能够与上级调度中心或相关自动化系统进行数据交互和信息共享。自动低频减负荷装置应具有高可靠性，能够在各种恶劣环境下稳定运行，确保低频减负荷功能的可靠实现。088低频解列装置的设置8.1装置功能及作用该装置能够实时监测电力系统的频率变化，当系统频率降低到设定值时，装置会动作并切除部分负荷或解列系统，以维持系统的频率稳定。作用低频解列装置主要用于在电力系统发生低频振荡时，自动将系统解列为若干个独立运行的部分，以防止事故扩大，保证电力系统的稳定运行。功能根据系统实际情况进行配置低频解列装置的配置应根据电力系统的实际情况进行，包括系统的结构、运行方式、负荷特性等因素。018.2装置的配置原则满足系统安全稳定运行要求装置的配置应满足电力系统安全稳定运行的要求，确保在系统发生低频振荡时能够及时动作并切除部分负荷或解列系统。02低频解列装置应具备实时监测电力系统频率变化的功能，并能够准确判断系统是否发生低频振荡。实时监测功能当系统发生低频振荡时，装置应能够快速动作并切除部分负荷或解列系统，以防止事故扩大。快速动作能力装置应具备可靠的通信功能，能够与其他自动装置和保护装置进行信息交互和配合动作。可靠的通信功能8.3装置的运行要求为确保低频解列装置的正常运行，应定期对装置进行检查和维护，包括装置的外观、接线、电源等方面。定期检查与维护随着技术的不断发展，应对低频解列装置的软件进行及时更新和升级，以提高装置的性能和可靠性。软件更新与升级应定期对装置的运行记录进行分析，以评估装置的运行状况并发现潜在的问题。运行记录与分析8.4装置的维护与管理09附录A(资料性)低频减负荷方案管理流程01调研与评估对电力系统的负荷情况、发电能力、电网结构等进行全面调研和评估。方案制定02方案设计根据调研结果，设计低频减负荷方案，明确减负荷的策略、原则和目标。03方案审查组织专家对设计方案进行审查，确保其科学性和可行性。实施计划制定详细的实施计划，包括时间节点、责任人、资源保障等。技术准备对相关的技术设备、系统进行调试和测试，确保其正常运行。宣传培训对相关人员进行培训，提高他们的应急处理能力和对低频减负荷方案的认识。030201方案实施定期对方案的执行效果进行评估，及时发现问题并进行改进。效果评估建立信息反馈机制，及时收集和处理相关信息，为方案的优化提供依据。信息反馈建立监督机制，对方案的执行情况进行实时跟踪和监督。执行监督方案执行与监督10附录B(资料性)恒定输出功率发电机带集中负荷时的频率变化动态过程计算计算前提条件发电机模型采用恒定输出功率模型，即假设在原动机功率不变的情况下，发电机输出的有功功率保持不变。01负荷模型采用集中负荷模型，即假设系统负荷集中在一点，且负荷的有功功率随频率变化。02系统条件假设系统为孤立系统，不考虑与外部系统的互联和交换功率。03扰动发生：当系统遭受扰动（如负荷突然增加或减少），发电机输出的有功功率与负荷消耗的有功功率之间的平衡被打破，导致系统频率发生变化。02动态调整过程：在扰动发生后，由于发电机的调速系统具有惯性，发电机转速将逐渐调整以响应负荷的变化。同时，负荷的有功功率也将随频率变化而调整。这一过程中，系统频率将经历一个动态调整过程。03稳定阶段：经过一段时间的动态调整后，如果发电机的调速系统能够成功地将发电机转速调整到与新的负荷水平相匹配的状态，并且负荷的有功功率也稳定下来，那么系统将达到一个新的稳定状态，此时系统频率将恢复稳定。04初始阶段：在系统遭受扰动前，发电机输出的有功功率与负荷消耗的有功功率保持平衡，系统频率稳定。01频率变化动态过程分析影响因素及应对措施系统备用容量系统备用容量的大小也会影响频率变化动态过程。如果系统备用容量充足，那么在扰动发生后，可以通过启动备用机组来快速恢复系统功率平衡；反之，如果系统备用容量不足，那么将难以快速恢复系统功率平衡，导致频率波动时间长甚至引发系统崩溃。因此，需要合理规划系统的备用容量以提高系统的安全性和稳定性。负荷特性负荷的有功功率随频率变化的特性也会影响频率变化动态过程。如果负荷对频率变化不敏感，那么频率波动范围将较小；反之，如果负荷对频率变化非常敏感，那么频率波动范围将较大。因此，需要对负荷特性进行深入研究并采取相应的措施以降低其对系统稳定性的影响。调速系统性能调速系统的性能对频率变化动态过程具有重要影响。如果调速系统响应速度慢或调整精度低，将导致频率波动范围大或调整时间长。因此，需要采用高性能的调速系统以提高系统的稳定性。11附录C(资料性)越过额定值后的系统频率变化动态过程计算系统频率变化计算的基本假设假设系统频率变化过程中发电功率和负荷功率的线性关系在系统频率变化的过程中，假设发电功率和负荷功率与频率之间呈线性关系，便于进行计算和分