当前电网安全稳定控制系统应用分析

当前电网安全稳定控制系统应用分析

李高磊谢永超马志恒刘瑞

国网乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐市830001

摘要：随着电网的不断发展,电网运行的工况和方式都发生比较大的变化,随之带来的系统安全稳定性问题也日益突出,由于电网安全控制系统能够很好地解决这一问题,目前正在被广泛地研究应用。作为一名电力工作者,我们要不断探索创新,不断积累经验,不断充实自己,对电网安全稳定控制系统进行认真研究分析,得出有效地能够提升电网安全稳定性的措施,进而推动电网安全稳定地运行发展。基于此，本文对当前电网安全稳定控制系统应用进行分析。

关键词：电网系统；安全稳定控制系统；应用

电力作为当今社会最主要的能源，与人民生活和经济建设息息相关。供电系统如果不稳定，往往导致大面积、长时间的停电事故，造成严重的经济损失及社会影响。因此，学习电力系统安全稳定控制理论并研究适应时代发展要求的新的电力系统安全稳定控制技术对于实现当前电力资源的合理配置、提高我国现有电力系统的输电能力和电网的安全稳定运行具有十分重要的意义。

1电网稳定控制的研究背景及现状

随着互联电网规模日益增大,逐渐形成了全国性的跨地区互联电网。在全国性的大电网中,各区域、各部分互相联系、互相影响。如果电网缺少必要的安全措施,即使一个局部发生异常也可能引起事故的联锁性扩大,电网将逐渐失去稳定,最终导致全网的大面积瓦解和崩溃。因此,电网的安全稳定问题越来越突出。区域电网稳定控制系统能够很好地解决现代化电网的安全稳定问题。对区域电网稳定控制系统进行研究,不仅可以提高电网运行的可靠性,而且可以提高经济效益。随着计算机技术、通信技术的进步,对稳定分析方法进行深入研究,发展控制理论,在新形势下寻求电网稳定控制的有效方法,在理论和实践上都有着十分重要的意义。我国对电网的安全稳定控制技术的关注较早,使用较多的稳定控制方法是用继电保护装置或断路器来控制。后来某些系统采用了根据事故前运行方式进行预定的逻辑控制,实现逻辑控制的装置由机电式继电器构成。

2对安全稳定控制系统的基本要求

对安全稳定控制系统的基本的要求包括以下几方面：

2.1可靠性

可靠性是指装置该动作时动作(信赖性)，不该动作时不动作(安全性)。该动作时不动作为拒动，不该动作时动作为误动。

安全稳定控制系统与继电保护装置相比更强调可靠性要求，继电保护的可靠性被破坏的后果只造成一个元件误动或拒动，而安全稳定控制系统拒动将会破坏系统稳定，误动造成局部系统负荷或机组损失，后果严重，在可靠性要求中，必须强调安全性。

2.2有效性

对于安全稳定控制系统的控制有效性要求，可分为两个方面。其一是指在系统发生较大扰动，为保证系统的安全稳定运行而控制局部机组出力或负荷时，所给出的控制量要满足稳定要求。装置动作后，如果控制量不足，系统仍处于失稳状态，起不到稳定控制的作用或作用很小。其二是指控制对象的选择问题，如快速减出力的控制对象可能有几个机组或电厂时，应寻求有效性高的对象加以控制。

2.3选择性

安全稳定控制系统是分层分区控制的。安全稳定控制装置保护对象的界面虽不像继电保护那么明确，但也有一定范围。远距离送电发电厂的稳定控制装置的主要保护范围为电厂出线，最多延伸到下一级出线故障后的稳定控制。而网间的稳定问题则需由网间装置来完成，必要时，其控制措施的执行可通过发电厂的装置来实现。因此，安全稳定控制系统须保证协调控制，满足选择性要求。

2.4适应性

为满足不同时期电力系统发展要求及不同控制要求，装置宜有一定适应性。装置的软、硬件按功能宜做到模块化、系列化。

3当前电网安全稳定控制系统应用分析

3.1电力系统安全稳定控制体系的构建

在进行电力系统规划设计时要把电力系统的安全性放在首要位置，确保电力系统的持续安全稳定。因此，运用电力系统安全稳定控制技术构建合理的、具有预防性控制调度手段的电网结构，组成一个完备的电网安全防御体系是预防电力系统动荡因素和大停电事故的有效方式。电力系统安全稳定控制体系是一个综合性的系统工程，涉及电网结构设计、电力系统运行方式规划、安全稳定控制和系统自动控制等方面。电力系统安全稳定控制体系可以分为受扰动前的电力系统安全保障体系和受扰动后的电力系统安全稳定控制体系。整个体系由三道防线构成。

第一道防线：用于保证系统正常运行和承受各类电力系统大扰动的安全要求。在发生安全故障时该防线可以借助继电保护机制安全快速切除故障元件，确保电网发生常见的单一故障时能够正常稳定运行。该防线主要应用了继电保护、一次性系统设备以及安全稳定预防性控制技术等措施。

第二道防线：该防线借助稳定控制装置及切机、切负荷等稳定控制、功率紧急调制以及串联补偿等技术措施来有效预防稳定破坏，实现系统参数发生严重越限时的紧急控制，从而确保在发生严重故障时电网能继续保持稳定运行。

第三道防线：该防线采用系统解列、再同步以及频率及电压紧急控制等技术实现系统崩溃时的紧急控制，从而当电网遇到多重严重事故而稳定破坏时可以有效防止事故扩大，从源头上杜绝电力供应中大面积停电的出现。

3.2电力系统安全稳定控制过程分析

电力系统作为一个极其复杂的非线性的动态大系统，由于系统的电气量变化范围相对比较大，而且持续的时间短，分析计算又相对比较繁琐，决定了电力系统安全稳定控制过程实现起来也相对较为复杂，为了更好地保证电力系统的安全稳定控制效果，要求相关安全控制策略的分析计算应在事故发生前做好相关充分的准备工作。解决这一问题的方法一般有两种：一是在线方式。该方法主要是根据当时电网的实时运行状态由在线决策系统的服务器对可能发生的相关故障进行稳定分析计算，从而形成当前电网的稳定控制策略表。需要指出的是，该方法的实现需要当前电网的运行状态和大量相关的数据信息，实现起来比较困难，在实际的分析计算中很少采用该方法。二是离线方式。它是人为通过对电网不同运行状态下可能遇到的故障进行稳定计算分析后形成的电网的稳定控制策略表的一种分析计算方法。相比较在线方式，该方法实现起来比较简单，缺点是计算、维护工作量大，对电网发展变化的适应性较差。

电力系统安全稳定控制过程的核心就是要生成电网的稳定控制策略表，而系统稳定控制决策的主要任务就是通过不断计算分析当前这些控制策略表内容以形成新的控制策略，从而不断刷新稳控装置的策略表的控制策略。然后在事故发生时这些稳控装置就可以根据事故前电网运行方式、有关参数及故障类型查找预先存放在装置内的控制策略表，采取相应的措施，保障电力系统的安全稳定运行。

结束语

随着区域电网的发展，针对网络结构和主要稳定问题的变化，应该进一步加强稳控系统的分布式就地控制，以更简单可靠的稳定控制策略保证电网安全稳定。而针对跨区域互联的大型电网，在线预决策技术和广域测量系统的引入，将为调度员提供决策支持或实施控制决策，提高系统运行的安全稳定性和经济性，全面实现电力系统广域的监测、动态分析、保护和控制功能，对电网的安全运行意义重大。

参考文献

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[2]区域电网安全稳定控制系统策略分析[J].韦晓明,李永栈.广东科技.2014(19)

[3]复杂网络理论在电网安全稳定控制中的应用[J].王芸波,刘太学.云南电力技术.2014(03)