電網(wǎng)安全穩(wěn)定系統(tǒng)的研究

1、<p>　　電網(wǎng)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(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的第二道防線，其主要作用是通過(guò)穩(wěn)定控制裝置，采用切機(jī)、切負(fù)荷等緊急控制措施，確保電網(wǎng)在發(fā)生概率較低的嚴(yán)重故障時(shí)能繼續(xù)保持穩(wěn)定運(yùn)行。本文對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定系統(tǒng)進(jìn)行了探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：電網(wǎng)；安全穩(wěn)定；系統(tǒng)；特點(diǎn)；管理 </p><p>　　中圖分類號(hào)： U

2、665 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </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(dòng)時(shí)，按照特定的控制策略，通過(guò)發(fā)電廠或變電站的控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)切機(jī)、切負(fù)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(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。在電力系統(tǒng)裝設(shè)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(wǎng)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(wǎng)

3、穩(wěn)控系統(tǒng)的特點(diǎn) </p><p>　　在穩(wěn)控系統(tǒng)發(fā)展初期，穩(wěn)控系統(tǒng)在增強(qiáng)電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)、提高電網(wǎng)輸電能力、防止電網(wǎng)嚴(yán)重故障下的暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題等方面發(fā)揮了巨大的作用。隨著我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)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(wǎng)的主網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷加強(qiáng)，相應(yīng)地穩(wěn)控系統(tǒng)也出現(xiàn)了一些新的特點(diǎn)： </p><p>　　1、主要穩(wěn)定問(wèn)題反映為熱穩(wěn)問(wèn)題 </p><p>　　許

4、多地區(qū)電網(wǎng)500kV 主網(wǎng)架已基本形成雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，尤其是在大電源送出地區(qū)電網(wǎng)不斷加強(qiáng)，電網(wǎng)穩(wěn)控系統(tǒng)解決的主要穩(wěn)定問(wèn)題已不再反映為暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題，而是局部地區(qū)的熱穩(wěn)問(wèn)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(wèn)題 </p><p>　　電網(wǎng)一般在局部電網(wǎng)送出通道上的大型電廠及樞紐變電站裝設(shè)安全穩(wěn)定控制子站和切機(jī)/ 切負(fù)荷執(zhí)行站，以解決電源送出通道較為薄弱的問(wèn)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(diào)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂?jiǎn)單可靠、就地為主” </p><p>　　隨著穩(wěn)控系統(tǒng)日益復(fù)雜和龐大，穩(wěn)控裝置及通信通道的故障風(fēng)險(xiǎn)和穩(wěn)控策略的誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)也不斷提高。因此，為了更好地規(guī)避以上風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該更合理科學(xué)地實(shí)現(xiàn)分布式穩(wěn)定控制，穩(wěn)控系統(tǒng)應(yīng)多考慮以簡(jiǎn)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(jiǎn)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(yīng)以解決就地控制功能為主，防止穩(wěn)定問(wèn)題擴(kuò)大化；同時(shí)增強(qiáng)穩(wěn)控執(zhí)行裝置的就地判據(jù)功能，減少穩(wěn)控裝置對(duì)通信通道的依賴性。 </p><p>　?。?）對(duì)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(diào)度方式作為控制措施。 </p><p>　　可見(jiàn)，隨著區(qū)域電網(wǎng)主網(wǎng)環(huán)型網(wǎng)架的加強(qiáng)，穩(wěn)定問(wèn)題主要集中為局部送出斷面或獨(dú)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(wèn)題，因此，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和主要穩(wěn)定問(wèn)題的變化，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)穩(wěn)控系統(tǒng)的分布式控制，對(duì)原有主網(wǎng)穩(wěn)控裝置的控制功能進(jìn)行簡(jiǎn)化整合。怎樣以更簡(jiǎn)單可靠的穩(wěn)定控制策略形成整個(gè)電網(wǎng)安全穩(wěn)定防線，這是一個(gè)值得深入研究的問(wèn)題。 </

8、p><p>　　二、電力市場(chǎng)環(huán)境下的電網(wǎng)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(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要方面，是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定評(píng)估的重要指標(biāo)。所謂電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析，是指應(yīng)用N- 1 原則，逐個(gè)模擬斷開(kāi)線路、變壓器等元件，檢查其他元件是否因此過(guò)負(fù)荷和電網(wǎng)低電壓，用以檢查電

9、網(wǎng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和運(yùn)行方式是否滿足安全運(yùn)行要求。 </p><p>　　一般情況下，為了提高電網(wǎng)的整體安全穩(wěn)定水平，電網(wǎng)應(yīng)該滿足N- 1 靜態(tài)校核，但是，N- 1 標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)在正常情況下非優(yōu)化運(yùn)行。然而，在電力市場(chǎng)環(huán)境下，N- 1 標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施與否，實(shí)施到什么程度，關(guān)鍵還是要看是否獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益而定。如果不實(shí)施N- 1 標(biāo)準(zhǔn)所獲取的經(jīng)濟(jì)效益較實(shí)施N- 1 標(biāo)準(zhǔn)要大，電網(wǎng)公司有可能會(huì)選擇不實(shí)施N- 1 標(biāo)準(zhǔn)的

10、方案。在這種情況下，電網(wǎng)的安全運(yùn)行將失去保障，一旦發(fā)生異常情況，出現(xiàn)單一線路或設(shè)備故障，將導(dǎo)致連鎖反應(yīng)，擴(kuò)大停電損失，對(duì)電力部門(mén)的社會(huì)效益造成嚴(yán)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(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定校核是衡量系統(tǒng)安全穩(wěn)定的關(guān)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(lái)的后果。暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到大擾動(dòng)后，

11、各同步電機(jī)保持同步運(yùn)行并過(guò)渡到新的或恢復(fù)到原來(lái)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式的能力，通常指保持第一或第二個(gè)振蕩周期不失步的功角穩(wěn)定。暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算分析的目的是在規(guī)定運(yùn)行方式和故障狀態(tài)下，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行校驗(yàn)，并對(duì)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置以及各種措施提出相應(yīng)的要求。 </p><p>　　電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)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(huì)給電網(wǎng)公司造成巨大損失，因此，電網(wǎng)公司為

12、了維持自己的經(jīng)濟(jì)效益，必然要保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，也就必然要考慮電網(wǎng)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(chǎng)環(huán)境下，由于是以經(jīng)濟(jì)效益最大化為最終目的，電網(wǎng)公司為了維持自己的利益，對(duì)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(chǎng)環(huán)境下的電網(wǎng)安全穩(wěn)定考慮可能沒(méi)有傳統(tǒng)電力系統(tǒng)考慮得全面，除非政府予以行政干預(yù)。 </p><p>　　三、

13、 電力市場(chǎng)環(huán)境下的阻塞管理 </p><p>　　1、電網(wǎng)阻塞的產(chǎn)生 </p><p>　　作為發(fā)電商和用戶間的電能輸送通道，輸電網(wǎng)絡(luò)一直處于核心地位。對(duì)電網(wǎng)而言，大多存在著由于經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的制約以及歷史因素造成的一些網(wǎng)絡(luò)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(jì)算結(jié)果的限制，不得超過(guò)某一數(shù)值，稱之為電網(wǎng)阻塞。在開(kāi)放的電力市場(chǎng)環(huán)境下，隨著發(fā)電與輸配電分開(kāi)，各發(fā)電公司之間的競(jìng)爭(zhēng)將加劇

14、，更加使得輸電網(wǎng)絡(luò)成為資源競(jìng)爭(zhēng)的瓶頸。輸電網(wǎng)絡(luò)的管理者為了保證輸電網(wǎng)絡(luò)的安全可靠運(yùn)行，必須對(duì)相關(guān)環(huán)節(jié)的潮流加以約束和限制，以防止線路潮流超過(guò)穩(wěn)定極限要求，危及系統(tǒng)安全。 </p><p>　　2、電網(wǎng)阻塞問(wèn)題的解決 </p><p>　　在電力市場(chǎng)環(huán)境下，電能的主要交易模式有期貨、現(xiàn)貨及實(shí)時(shí)交易三種方式。對(duì)于不同的交易方式，應(yīng)采用不同的方法管理阻塞問(wèn)題?；驹瓌t應(yīng)是期貨交易優(yōu)于現(xiàn)貨交易，現(xiàn)

15、貨交易優(yōu)于實(shí)時(shí)交易。對(duì)于雙邊交易的阻塞管理，系統(tǒng)調(diào)度員根據(jù)約定的優(yōu)先性原則取消或消減一個(gè)或多個(gè)造成擁擠的交易，而交易被調(diào)整的參與者必須服從調(diào)度員的安排。理論上說(shuō)，在可以預(yù)見(jiàn)的范圍內(nèi)，期貨交易與現(xiàn)貨交易不應(yīng)受網(wǎng)絡(luò)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(guò)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)交易量過(guò)大；b. 網(wǎng)絡(luò)中有設(shè)備發(fā)生非計(jì)劃停運(yùn)。如發(fā)生第二種情況，電網(wǎng)公司作為輸電網(wǎng)絡(luò)的擁有者和提供者，有義務(wù)向受到影響的網(wǎng)絡(luò)使用者做出補(bǔ)償。電力調(diào)度中心不承擔(dān)由

16、于阻塞管理而對(duì)有關(guān)交易的參與者可能造成的經(jīng)濟(jì)損失。 </p><p>　　總之，安穩(wěn)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)區(qū)域性大電網(wǎng)的最高電壓等級(jí)的輸電單元進(jìn)行監(jiān)控，從而維持電網(wǎng)運(yùn)行在一個(gè)良性的負(fù)荷范內(nèi)。相對(duì)以往單一性的小區(qū)域負(fù)荷監(jiān)控手段，安穩(wěn)系統(tǒng)的控制范圍擴(kuò)大到了區(qū)域性大電網(wǎng)的范疇。同時(shí)，未來(lái)安穩(wěn)裝置采用了動(dòng)態(tài)策略之后，不僅能夠嚴(yán)格劃分電力負(fù)荷等級(jí)，而且可以通過(guò)不斷的更新相關(guān)指標(biāo)，以達(dá)到讓用戶負(fù)荷等級(jí)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(fù)荷等級(jí)劃分制度。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 魏秋輝,李朝中. RCS-992A分布式穩(wěn)控裝置在南陽(yáng)電網(wǎng)的應(yīng)用[J]. 科技信息. 2008(32) </p><p>　　[2] 徐行. 關(guān)于電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的分析[J]. 黑龍江科技信息. 2004(03) &l

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