電網安全穩(wěn)定系統(tǒng)的研究

1、<p>　　電網安全穩(wěn)定系統(tǒng)的研究</p><p>　　摘要：安穩(wěn)系統(tǒng)作為電網安全穩(wěn)定運行的第二道防線，其主要作用是通過穩(wěn)定控制裝置，采用切機、切負荷等緊急控制措施，確保電網在發(fā)生概率較低的嚴重故障時能繼續(xù)保持穩(wěn)定運行。本文對電網安全穩(wěn)定系統(tǒng)進行了探討。 </p><p>　　關鍵詞：電網；安全穩(wěn)定；系統(tǒng)；特點；管理 </p><p>　　中圖分類號： U

2、665 文獻標識碼： A 文章編號： </p><p>　　區(qū)域安全穩(wěn)定控制裝置指的是在電力系統(tǒng)發(fā)生大擾動時，按照特定的控制策略，通過發(fā)電廠或變電站的控制設備，實現(xiàn)切機、切負荷、快速減出力、直流功率緊急提升或回降等功能，使系統(tǒng)恢復到正常運行狀態(tài)。在電力系統(tǒng)裝設安全穩(wěn)定緊急控制裝置，是提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性、防范電網穩(wěn)定事故、防止發(fā)生大面積停電事故的有效措施。 </p><p>　　一、電網

3、穩(wěn)控系統(tǒng)的特點 </p><p>　　在穩(wěn)控系統(tǒng)發(fā)展初期，穩(wěn)控系統(tǒng)在增強電網薄弱環(huán)節(jié)、提高電網輸電能力、防止電網嚴重故障下的暫態(tài)穩(wěn)定問題等方面發(fā)揮了巨大的作用。隨著我國電網建設的飛速發(fā)展和特高壓交流/ 直流輸電系統(tǒng)的引入，各區(qū)域電網的主網結構不斷加強，相應地穩(wěn)控系統(tǒng)也出現(xiàn)了一些新的特點： </p><p>　　1、主要穩(wěn)定問題反映為熱穩(wěn)問題 </p><p>　　許

4、多地區(qū)電網500kV 主網架已基本形成雙環(huán)網結構，尤其是在大電源送出地區(qū)電網不斷加強，電網穩(wěn)控系統(tǒng)解決的主要穩(wěn)定問題已不再反映為暫態(tài)穩(wěn)定問題，而是局部地區(qū)的熱穩(wěn)問題。 </p><p>　　2、穩(wěn)控系統(tǒng)控制功能主要是解決局部地區(qū)的電源送出問題 </p><p>　　電網一般在局部電網送出通道上的大型電廠及樞紐變電站裝設安全穩(wěn)定控制子站和切機/ 切負荷執(zhí)行站，以解決電源送出通道較為薄弱的問題

5、。 </p><p>　　3、穩(wěn)控系統(tǒng)的基本配置原則由原有的“分層分布、相互協(xié)調”轉變?yōu)椤昂唵慰煽?、就地為主?</p><p>　　隨著穩(wěn)控系統(tǒng)日益復雜和龐大，穩(wěn)控裝置及通信通道的故障風險和穩(wěn)控策略的誤動風險也不斷提高。因此，為了更好地規(guī)避以上風險，應該更合理科學地實現(xiàn)分布式穩(wěn)定控制，穩(wěn)控系統(tǒng)應多考慮以簡單和就地的配置模式。 </p><p>　　4、穩(wěn)控系統(tǒng)的策

6、略整定思路也有一些新的變化 </p><p>　?。?）在保證穩(wěn)控功能的前提下簡化穩(wěn)控策略，弱化不同區(qū)域穩(wěn)控子站之間的聯(lián)系。 </p><p>　?。?） 穩(wěn)控子站應以解決就地控制功能為主，防止穩(wěn)定問題擴大化；同時增強穩(wěn)控執(zhí)行裝置的就地判據(jù)功能，減少穩(wěn)控裝置對通信通道的依賴性。 </p><p>　?。?）對于極端條件的故障情況，如500kV 站的主變N- 2 故障

7、情況，不考慮加以穩(wěn)控措施而是以緊急調度方式作為控制措施。 </p><p>　　可見，隨著區(qū)域電網主網環(huán)型網架的加強，穩(wěn)定問題主要集中為局部送出斷面或獨立供電分區(qū)中，基本不存在跨區(qū)域性的大范圍穩(wěn)定問題，因此，針對網絡結構和主要穩(wěn)定問題的變化，應該進一步加強穩(wěn)控系統(tǒng)的分布式控制，對原有主網穩(wěn)控裝置的控制功能進行簡化整合。怎樣以更簡單可靠的穩(wěn)定控制策略形成整個電網安全穩(wěn)定防線，這是一個值得深入研究的問題。 </

8、p><p>　　二、電力市場環(huán)境下的電網安全穩(wěn)定校核 </p><p>　　1、 N- 1 靜態(tài)校核考慮 </p><p>　　在傳統(tǒng)的電力工業(yè)中，電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析是保證電網安全穩(wěn)定運行的一個重要方面，是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定評估的重要指標。所謂電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析，是指應用N- 1 原則，逐個模擬斷開線路、變壓器等元件，檢查其他元件是否因此過負荷和電網低電壓，用以檢查電

9、網結構強度和運行方式是否滿足安全運行要求。 </p><p>　　一般情況下，為了提高電網的整體安全穩(wěn)定水平，電網應該滿足N- 1 靜態(tài)校核，但是，N- 1 標準的執(zhí)行會導致系統(tǒng)在正常情況下非優(yōu)化運行。然而，在電力市場環(huán)境下，N- 1 標準的實施與否，實施到什么程度，關鍵還是要看是否獲得最大的經濟效益而定。如果不實施N- 1 標準所獲取的經濟效益較實施N- 1 標準要大，電網公司有可能會選擇不實施N- 1 標準的

10、方案。在這種情況下，電網的安全運行將失去保障，一旦發(fā)生異常情況，出現(xiàn)單一線路或設備故障，將導致連鎖反應，擴大停電損失，對電力部門的社會效益造成嚴重影響。 </p><p>　　2、 暫態(tài)穩(wěn)定校核的考慮 </p><p>　　在傳統(tǒng)的電力工業(yè)中，電網的暫態(tài)穩(wěn)定校核是衡量系統(tǒng)安全穩(wěn)定的關鍵。電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平如何主要在于系統(tǒng)能不能承受某一故障所帶來的后果。暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到大擾動后，

11、各同步電機保持同步運行并過渡到新的或恢復到原來穩(wěn)態(tài)運行方式的能力，通常指保持第一或第二個振蕩周期不失步的功角穩(wěn)定。暫態(tài)穩(wěn)定計算分析的目的是在規(guī)定運行方式和故障狀態(tài)下，對系統(tǒng)穩(wěn)定性進行校驗，并對繼電保護和自動裝置以及各種措施提出相應的要求。 </p><p>　　電力系統(tǒng)在正常運行時有可能由于某種原因發(fā)生故障，系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，如果不能維持穩(wěn)定而發(fā)生停電事故甚至系統(tǒng)崩潰，將會給電網公司造成巨大損失，因此，電網公司為

12、了維持自己的經濟效益，必然要保證電網的安全穩(wěn)定運行，也就必然要考慮電網的暫態(tài)穩(wěn)定校核。 </p><p>　　傳統(tǒng)意義上，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平越高越好，但在市場環(huán)境下，由于是以經濟效益最大化為最終目的，電網公司為了維持自己的利益，對于那些發(fā)生幾率很小的故障可能不予考慮，這使得電力市場環(huán)境下的電網安全穩(wěn)定考慮可能沒有傳統(tǒng)電力系統(tǒng)考慮得全面，除非政府予以行政干預。 </p><p>　　三、

13、 電力市場環(huán)境下的阻塞管理 </p><p>　　1、電網阻塞的產生 </p><p>　　作為發(fā)電商和用戶間的電能輸送通道，輸電網絡一直處于核心地位。對電網而言，大多存在著由于經濟、環(huán)境的制約以及歷史因素造成的一些網絡上的薄弱環(huán)節(jié)，主要體現(xiàn)在其輸送潮流的能力受穩(wěn)定校核計算結果的限制，不得超過某一數(shù)值，稱之為電網阻塞。在開放的電力市場環(huán)境下，隨著發(fā)電與輸配電分開，各發(fā)電公司之間的競爭將加劇

14、，更加使得輸電網絡成為資源競爭的瓶頸。輸電網絡的管理者為了保證輸電網絡的安全可靠運行，必須對相關環(huán)節(jié)的潮流加以約束和限制，以防止線路潮流超過穩(wěn)定極限要求，危及系統(tǒng)安全。 </p><p>　　2、電網阻塞問題的解決 </p><p>　　在電力市場環(huán)境下，電能的主要交易模式有期貨、現(xiàn)貨及實時交易三種方式。對于不同的交易方式，應采用不同的方法管理阻塞問題?；驹瓌t應是期貨交易優(yōu)于現(xiàn)貨交易，現(xiàn)

15、貨交易優(yōu)于實時交易。對于雙邊交易的阻塞管理，系統(tǒng)調度員根據(jù)約定的優(yōu)先性原則取消或消減一個或多個造成擁擠的交易，而交易被調整的參與者必須服從調度員的安排。理論上說，在可以預見的范圍內，期貨交易與現(xiàn)貨交易不應受網絡阻塞的影響。換言之，只有在兩種情況下才能發(fā)生阻塞：a. 通過網絡的實時交易量過大；b. 網絡中有設備發(fā)生非計劃停運。如發(fā)生第二種情況，電網公司作為輸電網絡的擁有者和提供者，有義務向受到影響的網絡使用者做出補償。電力調度中心不承擔由

16、于阻塞管理而對有關交易的參與者可能造成的經濟損失。 </p><p>　　總之，安穩(wěn)系統(tǒng)通過對區(qū)域性大電網的最高電壓等級的輸電單元進行監(jiān)控，從而維持電網運行在一個良性的負荷范內。相對以往單一性的小區(qū)域負荷監(jiān)控手段，安穩(wěn)系統(tǒng)的控制范圍擴大到了區(qū)域性大電網的范疇。同時，未來安穩(wěn)裝置采用了動態(tài)策略之后，不僅能夠嚴格劃分電力負荷等級，而且可以通過不斷的更新相關指標，以達到讓用戶負荷等級與用電發(fā)展掛鉤的目的，改變了以往系統(tǒng)

17、人為制定的一成不變的負荷等級劃分制度。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 魏秋輝,李朝中. RCS-992A分布式穩(wěn)控裝置在南陽電網的應用[J]. 科技信息. 2008(32) </p><p>　　[2] 徐行. 關于電網安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的分析[J]. 黑龍江科技信息. 2004(03) &l

18、t;/p><p>　　[3] 王麗君,高振國. 低頻減載裝置整定方法分析[J]. 科技信息(學術研究). 2008(18) </p><p>　　[4] 陳為化,王超. 冰雪災害對電網的影響及危機調度研究[J]. 華東電力. 2010(02) </p><p>　　[5] 李濤. 電力系統(tǒng)復雜性的初步研究[J]. 科協(xié)論壇(下半月). 2010(12) </