電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制的規(guī)劃與應(yīng)用分析

岳云鵬，付 彬

(國網(wǎng)陜西省電力公司渭南供電公司，陜西 渭南 714000)

電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制的規(guī)劃與應(yīng)用分析

岳云鵬，付 彬

(國網(wǎng)陜西省電力公司渭南供電公司，陜西 渭南 714000)

人們對(duì)電力應(yīng)用的需求呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，因此，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定十分重要。但是電力系統(tǒng)在安全穩(wěn)定方面受到許多因素影響，如電力系統(tǒng)受到干擾較大時(shí)，就會(huì)失去穩(wěn)定性，可能會(huì)導(dǎo)致停電，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使電力系統(tǒng)崩潰，因此，提出加強(qiáng)控制電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的措施，以期為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定發(fā)展提供參考。

電力系統(tǒng)；安全穩(wěn)定；控制；規(guī)劃；應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，控制技術(shù)直接影響著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，因此，電力企業(yè)需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全控制，從而保障電力系統(tǒng)能夠在安全、可靠的環(huán)境中運(yùn)行，同時(shí)促進(jìn)電力企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。雖然電力系統(tǒng)采用了自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，在電力安全與穩(wěn)定性方面取得了一些效果，但還需要在具體規(guī)劃和應(yīng)用中加強(qiáng)控制。

1 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制概念及模式分類

電力系統(tǒng)的主要任務(wù)是向用戶提供不間斷的電能，電力系統(tǒng)的性能指標(biāo)包括安全性、穩(wěn)定性和可靠性?？煽啃灾笜?biāo)是指符合要求長期運(yùn)行的概率，表示可以連續(xù)地為用戶提供充足的電力服務(wù)。安全性指標(biāo)是指電力系統(tǒng)能夠承受可能發(fā)生的擾動(dòng)。穩(wěn)定性指標(biāo)是指在經(jīng)歷了擾動(dòng)之后，電力系統(tǒng)還能夠保持完整運(yùn)行的持續(xù)性。我們按照信息采集及決策方式的不同，將電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制模式分為以下幾種：第一，就地控制模式。第二，集中控制模式。第三，區(qū)域性控制模式。

2 加強(qiáng)控制發(fā)電機(jī)中勵(lì)磁附加的穩(wěn)定性

通過研究得知，系統(tǒng)功率的極限表達(dá)式是：Pm=EV/x，通過分析公式可以知道，如果電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生電抗能減小，那么在電力系統(tǒng)中的功率極限及輸送能力顯著提高。而結(jié)合發(fā)電機(jī)中加速度的公式a=wn△Mu/Tj可知，如果把這個(gè)公式中加速度a減小，那么電力發(fā)電機(jī)所受到的干擾相對(duì)動(dòng)能變化量則會(huì)有效減小，從而可以有效提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是，電力系統(tǒng)如果能夠減小發(fā)電機(jī)的電抗性，則可以有效提升電力發(fā)電機(jī)中慣性常數(shù)，同時(shí)材料消耗量會(huì)增加，而電力重量與尺寸也會(huì)隨之增大，所以，通過改善電力中發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)特性，提升電力系統(tǒng)中功率的極限，就可以有效擴(kuò)大電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，我國電力系統(tǒng)可以通過改善發(fā)電機(jī)中自動(dòng)勵(lì)磁的調(diào)節(jié)裝置，提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.1 負(fù)荷與發(fā)電機(jī)切除

通過研究電力系統(tǒng)可知，負(fù)荷是處于實(shí)時(shí)變化的，因此，要充分保障功率傳輸?shù)馁|(zhì)量，可以通過控制負(fù)荷系統(tǒng)的頻率，進(jìn)而達(dá)到對(duì)負(fù)荷進(jìn)行控制的目的。如果電力在運(yùn)行中對(duì)電力系統(tǒng)造成的電源損失較大，就需要充分保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性，把部分負(fù)荷實(shí)施切除，從而達(dá)到維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。此外，電力系統(tǒng)還可以進(jìn)行發(fā)電機(jī)切除。發(fā)電機(jī)切除在電力系統(tǒng)中又被稱為切機(jī)，發(fā)電機(jī)切除指的是當(dāng)電力系統(tǒng)面臨著輸電線路斷開及短路的故障情況，為了能夠較好地避免由于發(fā)電機(jī)加速而導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)穩(wěn)定性不強(qiáng)的情況，電力技術(shù)人員從部分送端中的發(fā)電機(jī)組中進(jìn)行快速切除，進(jìn)而保障電力系統(tǒng)的安全性，利用這種方式可以提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制。此外，技術(shù)人員還可以采取這種做法控制電力系統(tǒng)中的功率平衡，從而切實(shí)提升電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定狀態(tài)。

2.2 快關(guān)汽輪機(jī)的汽門和電氣制動(dòng)

由于電力系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性，一旦電力運(yùn)行中電力系統(tǒng)被干擾，就可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)軸出現(xiàn)功率不平衡的問題，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中產(chǎn)生劇烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最終導(dǎo)致電力系統(tǒng)原本穩(wěn)定的運(yùn)行被破壞。在電力實(shí)際運(yùn)行中，如果電力系統(tǒng)中原動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)較為靈敏，那么原動(dòng)機(jī)功率變化就可以與發(fā)動(dòng)機(jī)中的電磁功率速度相適應(yīng)，那么就能大大減小發(fā)電機(jī)軸上的不平衡性功率，從而有效避免電力系統(tǒng)中的穩(wěn)定狀態(tài)遭到破壞。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，發(fā)電機(jī)組中輸入功率減小，此時(shí)需要保證輸入功率和輸出功率能夠徹底消除不平衡的狀態(tài)，這就需要技術(shù)人員通過微機(jī)控制的方式，把高速系統(tǒng)及汽輪發(fā)電機(jī)中的調(diào)節(jié)氣門快速關(guān)閉，同時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)中的公角檢測及裝置部分進(jìn)行有效控制，從而使電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)公角變化與裝置有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)關(guān)、開氣門的快速交替，從而減少震蕩時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。

2.3 分析電力系統(tǒng)中失步解列相關(guān)裝置

電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，水電廠在調(diào)節(jié)閥門及水流方面都具有較大的慣性，多數(shù)水電廠會(huì)將電氣制動(dòng)變成一種提升安全穩(wěn)定性的手段。而從電力系統(tǒng)長期實(shí)踐工作中可以看出，無論電力系統(tǒng)穩(wěn)定性情況如何，在安全穩(wěn)定的控制措施中總會(huì)遇到一些不可預(yù)知因素，而當(dāng)這些因素自然疊加后，就會(huì)破壞電力系統(tǒng)本身的安全穩(wěn)定情況，因此，需要進(jìn)一步處理好這些因素，從而有效控制這些不穩(wěn)定因素。例如，如果出現(xiàn)大面積及長時(shí)間停電的情況，電力系統(tǒng)的工作人員可以通過“失步解列”加以控制，能夠有效提升電力穩(wěn)定性，而它的主要作用是能夠較好地減輕失步導(dǎo)致的嚴(yán)重后果，防止電力系統(tǒng)出現(xiàn)大面積的停電情況。

3 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)應(yīng)用分析

我們?cè)谶M(jìn)行電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，一定要將電力系統(tǒng)的安全性放在關(guān)鍵位置上，這樣才能進(jìn)一步保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。運(yùn)用電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制及時(shí)創(chuàng)建電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是預(yù)防電力系統(tǒng)出現(xiàn)動(dòng)蕩因素及大型停電事故的有效方式，由于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制體系是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的系統(tǒng)性工程，其涉及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及電力系統(tǒng)運(yùn)行方式規(guī)劃等多個(gè)方面，因此，在對(duì)其進(jìn)行構(gòu)建的時(shí)候，一定要多元化地考慮問題，全面分析電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制體系的各項(xiàng)指標(biāo)體系有沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，只有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)分區(qū)，才能創(chuàng)建穩(wěn)定的控制體系。

4 結(jié)語

電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定是人們用電的重要保障，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展與規(guī)模的不斷延伸，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)日益復(fù)雜、龐大的發(fā)展趨勢，此時(shí)，單機(jī)容量需要提高，但是由于電力系統(tǒng)在運(yùn)行中受到環(huán)境條件的影響，區(qū)域間聯(lián)網(wǎng)及遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)極度不穩(wěn)定的狀態(tài)，這就暴露出電力系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)較差的問題。因此，電力企業(yè)要進(jìn)一步提升電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行效率，通過加強(qiáng)研究保障我國電力系統(tǒng)的安全性，通過制定有效的控制措施，切實(shí)提升電力運(yùn)行的安全性，為電力企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益，從而進(jìn)一步帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為整個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

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Planning and application of power system safety and stability control

YUE Yun-peng, FU Bin

(State Grid Shaanxi Weinan Power Supply Company, Weinan 714000, China)

The security and stability of power system is very important due to the demand for electric power has been increasing. However, the power system is affected by many factors, for example, the power system will lose stability, power outages and even collapse with interference, therefore, measures to strengthen the control of power system security and stability were proposed to provide reference for the safe and stable development of power system.

Power system; Security and stability; Control; Planning; Application

2016-10-24

岳云鵬(1985-)，女，學(xué)士，初級(jí)電力工程師； 付 彬(1982-)，男，學(xué)士，副高級(jí)電力工程師。

TM732

A

1674-8646(2016)22-0054-02