一起微电网故障停电事件分析赵景飞

一起微电网故障停电事件分析赵景飞

赵景飞1张弛2

（1海南电网有限责任公司三沙供电局；2广东电网有限责任公司电力科学研究院）

1.某海岛微电网系统故障停电事件概述

某海岛智能微电网位于东南沿海某海岛发生了2起开关高周解列保护动停电事件，事件情况如下：

1、故障前运行情况：旅游电厂#1、#3、#4柴发运行，柴发总发电功率1662kW。#2、#3、#4风机运行，风速4.7～6m/s，风机总功率由20kW上升至100kW，储能系统放电68kW。某公司光伏617开关-40kW。总用电负荷1667kW，10kV开关站Ⅰ、Ⅱ段母线运行，#1、#2接地变运行；35kV降压站柴发甲线运行，35kV降压站Ⅰ、Ⅱ段母线运行，#1厂用变、#1、#2站用变运行，1号、2号、3号馈线运行；南沙湾线、渔村线运行。

2、14时53分42秒，旅游电厂出线开关（图中旅游电厂高压隔离柜处）高周解列跳闸，10kV开关站614开关高周解列动作，跳开风场614开关，风电场、求子泉变失电。35kV降压站至旅游电厂#2馈线604开关高周解列动作，跳开604开关，35kV降压站失电。35kV降压站至10kV开关站#1馈线603、611开关高周解列动作，跳开603、611开关，10kV开关站Ⅰ段母线失电。35kV降压站至10kV开关站#3馈线610、612开关高周解列动作，跳开610、612开关，10kV开关站Ⅱ段母线失电。10kV开关站617开关高周解列动作，跳开617开关，南沙湾线停电。10kV开关站619开关高周解列动作，跳开619开关，渔村线停电。

由于两次停电事件故障录波相近，以第二次停电事件的故障录波为例进行说明，故障波形见图1-2所示。

3.某海岛微电网系统停电事件应对策略分析

由停电事件过程分析可知，旅游电厂突然大规模甩负荷是最可能造成微电网停电的原因。系统电源出力大于负荷需求，且柴油发电机及储能系统未能及时调整出力、稳定系统频率，导致频率持续超过线路高周保护定值，最终引起线路高周保护动作。

根据“低周减载，高周解列”的一般性原则，应对高周事件的通常思路是减少系统中电源的出力，从而降低系统频率。可从电源和保护优化两个角度提出应对措施：

从电源优化角度：一方面，鉴于现有储能系统在频率失稳时调节性能较差，甚至起到反调峰的效果，可考虑增加具有快速响应、功率输出大等性能的功率型储能系统，并在本地配置频率控制器，从而提升储能系统的调节性能，稳定微电网频率；另一方面，作为系统主电源的柴油发电机组，在两次故障事件中均未体现出较好的调节性能，使得系统失稳持续时间较长，并最终导致高周保护动作，可考虑从柴油发电机组的控制参数和控制策略优化着手，提高柴油发电机组在频率失稳故障工况下的调节能力。

从保护优化角度：可对现有高周保护的动作值及延时时间进行优化，使得微电网内部各电源及线路之间的保护体现出配合关系，能够在系统出现频率失稳时，通过高周保护的选择性动作来缓解系统的频率问题，从而为一体化控制系统及柴油发电机就地控制的提供足够的调节空间和时间。另该海岛微电网运行中，没有出现低周保护动作事件；同时岛上用电以居民负荷和酒店负荷为主，对频率敏感度较低，因此可以考虑采用稍稍降低系统正常运行频率的策略，从而实现在高周事件中降低系统频率值，避免越过高周保护定值，使系统自身调节频率值至正常区域。