電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定綜合防御體系框架探究

陶國(guó) 張濤 白遠(yuǎn)仙

摘 ?要：建立健全安全性較強(qiáng)的電力系統(tǒng)以及完善的防御體系有著極為重要的意義。文章主要是根據(jù)電力系統(tǒng)的安全保障體系與安全穩(wěn)定控制體系這兩個(gè)方面，提出電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定綜合防御體系相關(guān)結(jié)構(gòu)，期望為建立穩(wěn)定、安全的電力系統(tǒng)提供一定的理論借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);安全穩(wěn)定;主動(dòng)運(yùn)行;被動(dòng)運(yùn)行

中圖分類號(hào)：TM712 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）02-0108-02

電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的安全是一個(gè)備受世界矚目的話題，是因?yàn)槠潢P(guān)系到國(guó)家的穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展兩大方面，所以會(huì)受到國(guó)家和各個(gè)地區(qū)的電力公司的高度重視。自20世紀(jì)70年代以來，由于大面積的停電而直接引發(fā)的各種嚴(yán)重事故比比皆是，每一次的大面積停電均給社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成不同程度的嚴(yán)重?fù)p失。所以，電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定問題也日益引起了各電力公司的廣泛關(guān)注，各電力公司也投入了大量的財(cái)力與人力來研究電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行問題，結(jié)果也令人滿意，大面積停電的不良社會(huì)現(xiàn)象也不斷減少。但與此同時(shí)，伴隨著電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系以及規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)的復(fù)雜程度也越來越高，也就是說，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定以及安全問題并未得到根本性的解決，例如，2003年發(fā)生于北美東部的“8·14”特大面積停電事件，便是很有力的證明?；诖?，各電力公司也不斷邀請(qǐng)專家學(xué)者就電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性等重大問題進(jìn)行深入、廣泛的研究，希望在技術(shù)上能夠創(chuàng)新，在理論上能夠突破。

1 ?電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全等綜合性防御體系

安全問題在電力系統(tǒng)的實(shí)際操作與具體運(yùn)行的過程中始終占據(jù)著關(guān)鍵性的地位。因此，在對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃以及設(shè)計(jì)的過程中，尤其是在實(shí)際運(yùn)行中，要時(shí)刻謹(jǐn)記把安全放在第一位，一定要保證建立并完善穩(wěn)定性和安全性均較強(qiáng)的電力系統(tǒng)。在實(shí)際運(yùn)行中，必須重視建立健全安全性強(qiáng)的電力系統(tǒng)，以有效地避免大面積停電等不良情況的發(fā)生。因此，電力系統(tǒng)的安全防御工程是一個(gè)極其繁雜的系統(tǒng)，關(guān)系到預(yù)防大面積停電、電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定、電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等方面。

總體而言，電力系統(tǒng)的安全以及穩(wěn)定等綜合性防御體系主要由以下兩個(gè)重要部分組成，一是干擾前的安全以及穩(wěn)定保障體系;二是干擾后的安全以及穩(wěn)定調(diào)控體系。在一定程度上，電力系統(tǒng)的安全以及穩(wěn)定綜合防御體系也可以說是從主動(dòng)與被動(dòng)安全這兩個(gè)角度構(gòu)建的。

對(duì)于電力系統(tǒng)的安全來說，電力系統(tǒng)在受到相關(guān)干擾前的安全保障體系指的就是主動(dòng)安全系統(tǒng)，其在防范各種安全事故的過程中有著顯著的積極性、主動(dòng)性和自覺性，是為了提高電力系統(tǒng)的安全性;被動(dòng)安全是電力系統(tǒng)在受到干擾后盡最大力量來保證電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，不會(huì)發(fā)生大面積停電的安全穩(wěn)定控制體系，是為了保障電力系統(tǒng)受到干擾后的安全性，也就是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的三道有力防線。

主動(dòng)安全系統(tǒng)的有力防線包括以下三個(gè)方面：①安全高效的實(shí)際運(yùn)作形式，是為了保障電力系統(tǒng)在安全水平中運(yùn)行;②優(yōu)秀的自控系統(tǒng)，是為了提高電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的安全水平;③堅(jiān)固的電網(wǎng)體系，是為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

電力系統(tǒng)的被動(dòng)安全也有三道防線：①電力系統(tǒng)受到干擾失去穩(wěn)定后，為了預(yù)防大面積停電而發(fā)生事故;②采用有效的穩(wěn)定措施，預(yù)防電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定;③迅速的切斷發(fā)生事故的元件，阻止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。

2 ?電力系統(tǒng)的三道主動(dòng)安全防線

2.1 ?電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，要保障電力系統(tǒng)在安全水平中

為了保障電力系統(tǒng)是在安全水平中運(yùn)行和調(diào)度，這就要求自控系統(tǒng)與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)必須確定下來，同時(shí)這也是電力系統(tǒng)主動(dòng)安全體系的第一道防線。電力系統(tǒng)運(yùn)行的總體規(guī)劃設(shè)計(jì)取決于各級(jí)、各部門上一年度的實(shí)際運(yùn)行情況。而在電力系統(tǒng)的實(shí)際操作過程中，也需要電力系統(tǒng)的其他體系予以配合，如相關(guān)的決策系統(tǒng)以及安全報(bào)警器等，有助于加深關(guān)于實(shí)際運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)，在實(shí)際操作中，可以在遵照《電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行規(guī)定》的基礎(chǔ)上進(jìn)行積極主動(dòng)的有效預(yù)防，從而可以有力地增強(qiáng)各個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性。所以，迫切需要加強(qiáng)電力系統(tǒng)的在線安全報(bào)警分析技術(shù)，不斷完善輔助決策系統(tǒng)，提高決策水平，優(yōu)化電力系統(tǒng)的實(shí)際操作以及運(yùn)行方式，并最終保證其得以安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。

2.2 ?優(yōu)化自控系統(tǒng)以增強(qiáng)實(shí)際操作與運(yùn)行的安全性

電力系統(tǒng)中的自控系統(tǒng)是主動(dòng)安全體系的第二道防線。雖然電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)很堅(jiān)固，但是在實(shí)際的電網(wǎng)建設(shè)中，還會(huì)受到很多因素的制約，比如，環(huán)境、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等方面，因此，在增強(qiáng)電網(wǎng)安全性的過程中，只注重完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

增強(qiáng)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，就必須注重不斷完善電力系統(tǒng)中的自控系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)組是一個(gè)能夠起著關(guān)鍵性作用的元件，其控制技術(shù)已經(jīng)被電力領(lǐng)域的專家進(jìn)行深入研究，發(fā)電機(jī)的迅速調(diào)控系統(tǒng)、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定器等設(shè)備已經(jīng)在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。但是，對(duì)多種多樣的新型設(shè)備的研究，還有很大的提升空間。

隨著我國(guó)電力公司的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的安全也存在著嚴(yán)重的隱患，比如，輸電能力有限、潮流轉(zhuǎn)移的壓力增大等問題。電力系統(tǒng)所面臨的問題，對(duì)提高其自控水平有了更高的要求，迫切需要科學(xué)、先進(jìn)理論的支撐，同時(shí)也要及時(shí)地掌握最新信息，對(duì)相關(guān)電力系統(tǒng)中的自控系統(tǒng)不斷地進(jìn)行更新和完善，以最終實(shí)現(xiàn)各個(gè)電力系統(tǒng)的安全以及穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 ?完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為安全的操作與運(yùn)行提供基礎(chǔ)性支撐

在主動(dòng)安全體系中，完善、健全的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)屬于最后一道防線，可以為整個(gè)電力系統(tǒng)提供堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。實(shí)踐表明，在對(duì)整個(gè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)以及規(guī)劃的過程中，電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的安全性及其提出的各種要求屬于一個(gè)不可忽視的因素。在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，若對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的安全性未給予高度重視，或者難有科學(xué)合理性的規(guī)劃，便會(huì)造成極大的安全隱患，可顯著增加實(shí)際運(yùn)行中各種安全事故發(fā)生的概率。在電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，應(yīng)該綜合分析電力系統(tǒng)的特性，合理的布局，加強(qiáng)對(duì)主干網(wǎng)絡(luò)的了解，有助于提出更好的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

3 ?電力系統(tǒng)中被動(dòng)的三道安全防線

3.1 ?電力系統(tǒng)受到相關(guān)干擾后可有效地防范各種事故

在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，如果被動(dòng)安全體系在系統(tǒng)受到干擾，為了預(yù)防大面積停電導(dǎo)致發(fā)生事故，應(yīng)該采用高頻切機(jī)、解列、低壓切負(fù)荷等手段，有效的防止大面積停電而發(fā)生事故。

3.2 ?采用相應(yīng)措施以保持實(shí)際運(yùn)行的穩(wěn)定性

在被動(dòng)安全體系中，其第二道防線是采用穩(wěn)定的控制措施，來保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在發(fā)生故障后，由于沒有及時(shí)準(zhǔn)確的切斷發(fā)生事故的元件或者是事故比較嚴(yán)重，而造成電力系統(tǒng)不穩(wěn)定，便需充分借助于電力系統(tǒng)中的各種控制裝備，采取積極的處理措施，保證實(shí)際運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性。

3.3 ?及時(shí)切除引起事故的相關(guān)元件，阻止事故的進(jìn)一步

擴(kuò)大

電力系統(tǒng)中被動(dòng)安全體系的第三道防線是迅速切除發(fā)生事故的元件，阻止事故的擴(kuò)大。在切除元件時(shí)，要求迅速和可靠，盡可能的把事故的影響控制在最小范圍，阻止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。

4 ?結(jié) ?語

電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定綜合防御體系的框架主要是由兩大部分組成，一是主動(dòng)安全體系，二是被動(dòng)安全體系。其中，在電力系統(tǒng)中，其主動(dòng)安全體系主要包括以下幾個(gè)方面：電力系統(tǒng)穩(wěn)定以及安全的運(yùn)行、完善的自控系統(tǒng)以及健全的電網(wǎng)結(jié)構(gòu);電力系統(tǒng)的被動(dòng)安全體系由預(yù)防大面積停電事故、保障穩(wěn)定運(yùn)行和切除事故元件。要不斷的加強(qiáng)電力系統(tǒng)中主動(dòng)安全體系的三道防線和完善被動(dòng)安全體系的三道防線，保證我國(guó)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

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