城市電網(wǎng)電磁環(huán)網(wǎng)的解環(huán)問題研究

劉淋

摘要：隨著我國經(jīng)濟發(fā)展不斷加快，電力生產(chǎn)作為基礎起到的支持作用逐漸明顯。從當前的供電情況來看，結(jié)合某地實際情況分析，其電網(wǎng)、電磁環(huán)、網(wǎng)解環(huán)在工作狀態(tài)下，會出現(xiàn)N-2事故的出現(xiàn)，會影響到另一個地區(qū)的主網(wǎng)解列的發(fā)生，對電網(wǎng)安全有不利影響。結(jié)合這種情況，就要對電網(wǎng)運行進行24 h的監(jiān)測，如果出現(xiàn)問題，能夠及時被自動控制系統(tǒng)替代。在當前情況中，各地都有自己的自動投入設備，并且能夠根據(jù)當?shù)匦畔⑦M行相關(guān)的操作，而且只有單一的工作狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：電磁環(huán)網(wǎng);解環(huán)運行

引言

電力系統(tǒng)的電磁環(huán)網(wǎng)是指不同電壓等級的輸電線路通過變壓器磁或電磁耦合構(gòu)成的環(huán)形電網(wǎng)。電網(wǎng)建設發(fā)展的過程中，在網(wǎng)架薄弱的初期，通常以電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)運行的方式，減少電網(wǎng)一次性投資，提高系統(tǒng)運行可靠性。隨著電網(wǎng)的不斷加強，電磁環(huán)網(wǎng)逐步具備解環(huán)運行的條件后，為避免電磁環(huán)網(wǎng)運行帶來的安全弊端，電磁環(huán)網(wǎng)存在逐步解環(huán)運行的需求。

1電網(wǎng)解環(huán)運行意義

1.1易造成系統(tǒng)熱穩(wěn)定破壞

如果高壓電網(wǎng)正常運行時，突然出現(xiàn)斷路情況，其中傳輸功率會出集中在低壓線路中，這就增加其負擔，并最終影響靜態(tài)穩(wěn)定或熱穩(wěn)的能力。

1.2易造成系統(tǒng)動穩(wěn)定破壞

在高壓輸電線路中，要降低其中斷的概率，這就會加大每個體系之間相連阻抗的阻力。隨之產(chǎn)生的就是暫態(tài)穩(wěn)定極限，會嚴重影響到電網(wǎng)系統(tǒng)的安全。如果系統(tǒng)發(fā)生振蕩，其中的保護措施就會開始工作，這種非常規(guī)處置會造成后續(xù)不能正常供電，并且斷電區(qū)域會不斷擴大。

1.3安穩(wěn)裝置復雜

如果形成電磁環(huán)網(wǎng)狀態(tài)，解開環(huán)網(wǎng)的工作要比相應的安全措施還要困難。再加上使用的保護系統(tǒng)與自動安全設備之間不能有效地形成聯(lián)系，所以，出現(xiàn)電磁環(huán)網(wǎng)時，就會由于出現(xiàn)了問題，不得不進行選擇解決方案的操作。

1.4不利于控制短路電流水平

結(jié)合當前電網(wǎng)技術(shù)的升級，要減少斷路電流的出現(xiàn)。當電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷擴大時，就需要增加預防斷路電流出現(xiàn)的方案，這樣不但能夠降低開關(guān)裝置的流通能力，還能減少其對電網(wǎng)運行的威脅。

1.5不利于簡化運行

結(jié)合電磁環(huán)網(wǎng)工作情況，在事故發(fā)生后，工作人員不能及時做出應對方案，將出現(xiàn)的問題解決?；谶@種情況，該地要進行220 kV電網(wǎng)解環(huán)工作時，要掌握好其動態(tài)方向，并減少斷路電流的出現(xiàn)。同時，也要減少繼電保護裝置，使維持平穩(wěn)裝置的有效縮減，這樣能夠增加電網(wǎng)運行的能力，對出現(xiàn)的振蕩中心偏移做出調(diào)整，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的提升。

2電磁環(huán)網(wǎng)解合環(huán)專家系統(tǒng)模式

電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)調(diào)電操作條件的計算是電網(wǎng)運行方式分析的常見問題，目前運行方式人員采用電力系統(tǒng)計算分析軟件進行計算，過程繁瑣，計算結(jié)果實用性不足。為了改善分析方法及提高工作效率，需要充分利用調(diào)度自動化系統(tǒng)資源，將計算的流程標準化、程序化，形成電磁環(huán)網(wǎng)解合環(huán)專家系統(tǒng)。由于電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)調(diào)電操作分析的網(wǎng)架屬于電網(wǎng)網(wǎng)架的未來目標網(wǎng)架，網(wǎng)架與運行歷史的拓撲不一定相同，計算所用的數(shù)據(jù)可能不同于當前或歷史網(wǎng)架，所以專家系統(tǒng)的計算分析軟件平臺必須能使用考慮電網(wǎng)建設投運計劃后的電網(wǎng)計算數(shù)據(jù)進行分析，應能兼容當前國內(nèi)電網(wǎng)規(guī)劃及生產(chǎn)運行部門電網(wǎng)分析普遍使用BPA數(shù)據(jù)格式，這是決定系統(tǒng)推廣應用前景的重要因素。專家系統(tǒng)工作流程可如下圖進行設計：為了完成電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)計算的分析，專家系統(tǒng)需要具備以下特點：1）兼容電力系統(tǒng)分析程序BPA數(shù)據(jù)格式，支持不與調(diào)度自動化系統(tǒng)接口的手動離線研究分析使用模式;2）建立電網(wǎng)合環(huán)調(diào)電網(wǎng)架數(shù)據(jù)庫，包括合環(huán)通道設備穩(wěn)定參數(shù)庫、站點可調(diào)功率數(shù)據(jù)庫等;3）根據(jù)目標電磁環(huán)網(wǎng)，形成電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)運行方式下各合環(huán)通道設備針對每一目標設備的站點功率分布系數(shù)表、主環(huán)網(wǎng)各相關(guān)斷面N-1潮流轉(zhuǎn)移分布系數(shù)表;4）調(diào)度自動化站點歷史曲線數(shù)據(jù)截取，極限潮流邊界條件分析及邊界條件的手動修正功能;5）按邊界縮放的計算方法自動計算搜索合環(huán)操作的安全條件。

3提升電網(wǎng)電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)運行的措施

需要設置解環(huán)點在電網(wǎng)中，能夠在出現(xiàn)N-2或N-1事故時，通過廣域備用電源，利用自動投入裝置的設備，在失去與主網(wǎng)聯(lián)系的情況下，做到及時恢復供電能力。比如，結(jié)合汛期出現(xiàn)的情況，要在兩點間，建立220kV的雙回線路電網(wǎng)。一旦出現(xiàn)N-2問題時，該地的電網(wǎng)系統(tǒng)會與主網(wǎng)失去聯(lián)系，其電網(wǎng)會受到功率的作用影響，降低安全運行能力。如果此時利用廣域備投設備的特點，在電網(wǎng)負荷運轉(zhuǎn)達到極值時，能夠?qū)⒃摰仉娋W(wǎng)并入到周邊電網(wǎng)中，并實現(xiàn)其電力暢通的能力，降低安全風險發(fā)生的可能性。與以往的功能相比，只是將自身的能力作為依靠，并不能很好地聯(lián)系外部。在電網(wǎng)建設高速發(fā)展的今天，需要建立整個地區(qū)的數(shù)據(jù)庫，依據(jù)數(shù)據(jù)情況，對整個地區(qū)做出判斷，能夠?qū)崿F(xiàn)廣域備自投控制系統(tǒng)的推廣，通常會有2種形式出現(xiàn)：（1）根據(jù)主要電站間的信息，并通過整體的自投控制體系，實現(xiàn)其220 kV電網(wǎng)，能夠在周邊地區(qū)建立分站。將各站組織到一起，并收集各個區(qū)域的數(shù)據(jù)，從而進行分析和調(diào)整，按照提前制定好的方案，在不同種類的環(huán)境中實現(xiàn)對各站之間的管理。在各個地區(qū)站內(nèi)，也要對電壓量和電流做好記錄，同時要建立保護管道的處理，記錄斷開電流的位置。在各站中出現(xiàn)的問題，收集整理交到主站，由主站進行統(tǒng)一的調(diào)度。如果電網(wǎng)中出現(xiàn)N-2或N-1問題，各站將出現(xiàn)的斷路情況，此時要及時上報到主站并根據(jù)制定好的解決措施，進行處理。各站根據(jù)主站的命令，對出現(xiàn)問題的位置，及時采取應對措施，為后續(xù)恢復供電提供保障。在各站收集數(shù)據(jù)分析中，通常使用2 m的數(shù)據(jù)通道，實現(xiàn)光電調(diào)換后，將信息內(nèi)容通過SDH設備后，使主站能夠第一時間收到信息。（2）主站在整個工作中，利用備投設備，使得電網(wǎng)自動化能力不斷增加，主站的作用也越來越明顯，從該地的電網(wǎng)工作情況中看出，能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)控的整體運行。在主站的命令調(diào)整中，也能夠?qū)⒐芾眢w現(xiàn)結(jié)合到備自投模式中，將建立好的信息模塊，組裝到EMS系統(tǒng)內(nèi)，并實現(xiàn)不同方案的制定與實施。接下來，通過斷路器的功能，將電網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)的分閘信息自動運行到廣域備自投設備中。其運行原理就是實施具體的解決方案，然后經(jīng)過EMS做最后的檢驗，將得到的結(jié)果通過監(jiān)控系統(tǒng)順利實施，在開關(guān)的控制下，可以對出現(xiàn)的電網(wǎng)斷路情況進行自動恢復，使電網(wǎng)供電正常。

結(jié)束語

1）電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)操作的分析是一個復雜的計算分析過程，由于目前的邊界縮放分析法因邊界的選取過于極端，分析結(jié)論較為保守，實用性不足。改進的計算方法以邊界條件的分析為出發(fā)點，以調(diào)度自動化的運行歷史數(shù)據(jù)為基礎對邊界變量極端組合進行分析修正，使邊界條件更加符合電網(wǎng)實際。2）調(diào)度自動化的運行歷史數(shù)據(jù)的截取和數(shù)據(jù)處理是計算方法改進的主要措施，文章給出的合環(huán)通道站點功率極端組合求解方法是合理的，方法的實現(xiàn)構(gòu)想是可行的。3）為了簡化電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)調(diào)電操作分析計算工作，提高工作效率，建議進一步開展電磁環(huán)網(wǎng)解合環(huán)專家系統(tǒng)的研究工作。

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