淺談如何提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性及管理

標(biāo)簽：電網(wǎng) 電網(wǎng)調(diào)度 穩(wěn)定性

摘 要：電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)意義重大，隨著電網(wǎng)的不斷互聯(lián)，電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境更加復(fù)雜，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行要求也越來(lái)越高。通過(guò)分析電網(wǎng)運(yùn)行中安全穩(wěn)定性方面存在的問(wèn)題，對(duì)搞好電網(wǎng)安全運(yùn)行管理的措施作出幾點(diǎn)介紹。

一 電網(wǎng)運(yùn)行安全穩(wěn)定性分析

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，保證系統(tǒng)穩(wěn)定至關(guān)重要，如果系統(tǒng)穩(wěn)定性遭到破壞，可能導(dǎo)致系統(tǒng)瓦解和大面積停電等災(zāi)難性事故，給社會(huì)帶來(lái)巨大的損失。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)以及電力電子技術(shù)的發(fā)展，及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，有關(guān)電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性也出現(xiàn)了許多需要解決的問(wèn)題。

1.數(shù)據(jù)提供的信息量不足

電網(wǎng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)包括數(shù)字仿真數(shù)據(jù)及系統(tǒng)中各種裝置所采集的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，如管理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)以及各種仿真軟件仿真生成的數(shù)據(jù)。然而工程技術(shù)人員通過(guò)這些數(shù)據(jù)所獲取的信息量?jī)H僅是全體數(shù)據(jù)包含信息量的部分，隱藏在這些數(shù)據(jù)后的還有極有價(jià)值的信息是電力系統(tǒng)各種失穩(wěn)模式、發(fā)展規(guī)律及內(nèi)在的聯(lián)系，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度人員來(lái)說(shuō)，這些信息具有極其重要的參考價(jià)值。

2. 安全穩(wěn)定性的定量顯示

電力市場(chǎng)的形成發(fā)展，使系統(tǒng)運(yùn)行在臨界狀態(tài)附近，安全裕度變小，調(diào)度人員面臨越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，應(yīng)深入了解新的市場(chǎng)環(huán)境下電力系統(tǒng)全局安全穩(wěn)定性的本質(zhì)，找出電力系統(tǒng)各種失穩(wěn)模式、內(nèi)在本質(zhì)及對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，同時(shí)，使用淺顯易懂的信息來(lái)定量估計(jì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)安全水平，估計(jì)各種參變量的穩(wěn)定極限，為調(diào)度人員創(chuàng)造一個(gè)簡(jiǎn)易實(shí)用的條件來(lái)處理、分析電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定問(wèn)題。

3.安全穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)及控制

由于電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定類型極其復(fù)雜，無(wú)法完全預(yù)測(cè)，調(diào)度人員需要更多的專家、更有價(jià)值的信息來(lái)預(yù)測(cè)及采取必要的控制措施來(lái)保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，這就對(duì)安全穩(wěn)定評(píng)估算法的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性及智能性提出了挑戰(zhàn)。

二 提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性及管理措施

1.研究新的智能數(shù)據(jù)分析方法

為解決上面提到的數(shù)據(jù)提供的信息量不足，安全穩(wěn)定性的定量顯示，安全穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)及控制等問(wèn)題，工程技術(shù)人員需要掌握系統(tǒng)可能運(yùn)行空間所蘊(yùn)含的規(guī)律，并使用不斷積累的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)直接對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性進(jìn)行分析。

在這種情況下，單憑人力己無(wú)法完成這種數(shù)據(jù)分析任務(wù)，為此，研究新的智能數(shù)據(jù)分析方法，更多地用計(jì)算機(jī)代替人去完成繁瑣的計(jì)算及推導(dǎo)工作，對(duì)提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性具有重要的意義。

2.規(guī)范電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行工作

近年，隨著電網(wǎng)迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)保護(hù)和高新科技的不斷應(yīng)用，以及調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的日益完善，電網(wǎng)調(diào)度的現(xiàn)代化程度越來(lái)越高，這對(duì)電網(wǎng)安全性和經(jīng)濟(jì)性的提高發(fā)揮著積極的促進(jìn)作用。但是因?yàn)檎{(diào)度員操作不規(guī)范、誤調(diào)度等原因，使得電網(wǎng)的安全穩(wěn)定問(wèn)題依然十分嚴(yán)重。因此，為保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，應(yīng)認(rèn)真考慮人的因素，杜絕誤調(diào)度、誤操作的人為事故發(fā)生。在電網(wǎng)調(diào)度上，應(yīng)從規(guī)范交接班、規(guī)范調(diào)度操作、提高事故處理能力等方面著手，進(jìn)一步提升調(diào)度員駕馭電網(wǎng)的能力和執(zhí)行力，促進(jìn)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和調(diào)度運(yùn)行的規(guī)范化管理。

2.1規(guī)范交接班制度

交接班是保證電網(wǎng)調(diào)度連續(xù)性的重要環(huán)節(jié)，規(guī)范的交接班制度，是確保交接內(nèi)容完整、調(diào)度思想統(tǒng)一的保證。只有交接清楚，后續(xù)工作才能順利開(kāi)展。如果交接不清楚，就有可能造成誤送電、漏送電的情況，嚴(yán)重時(shí)甚至造成電網(wǎng)瓦解、人身傷亡等事故。

2.2 規(guī)范調(diào)度操作命令

b 在導(dǎo)通進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，由于并聯(lián)元件在導(dǎo)通狀態(tài)下的伏安特性(正向壓降)有差異， 則引起穩(wěn)態(tài)電流不均。過(guò)去多年來(lái)，提高并聯(lián)可控硅橋中電流的分配總是一個(gè)問(wèn)題。沒(méi) 有一個(gè)實(shí)用的方法，正如交流進(jìn)線的位置、在每個(gè)可控硅橋進(jìn)線口的均流電抗器都不是 完全有效的。實(shí)際上在最好的情況下可接受 10%的額定電流不對(duì)稱量已經(jīng)超出了理論的 要求。東方電機(jī)由于采取了作為軟件功能的動(dòng)態(tài)電流分布，使流過(guò)每一個(gè)可控硅橋的電 流差不多是相等的。在大多數(shù)較大電流應(yīng)用情況下，由于不必計(jì)算電流的不平衡性，通 過(guò)動(dòng)態(tài)電流分布可以節(jié)省一個(gè)可控硅橋。此外，成組的可控硅整流橋的交流進(jìn)線可以在 右邊進(jìn)線或者在左邊進(jìn)線。 這是因?yàn)椴槐乜紤]從變壓器的二次側(cè)到可控硅整流橋合適的 電磁路徑。從而，交流母排內(nèi)部互相連接是統(tǒng)一的和標(biāo)準(zhǔn)化的。因此，內(nèi)部互相連接的交流母排的工作和費(fèi)用極大地減少。

東方電機(jī)在解決以上電流分配不均方面采用以下方法：

a.在調(diào)節(jié)器內(nèi)采取了作為軟件功能的動(dòng)態(tài)電流分布，使流過(guò)每一個(gè)可控硅橋的電流差 不多是相等的。

b. 在并聯(lián)支路元件的選配上，保證所選元件的開(kāi)通特性和正向壓降基本一致，即開(kāi)通 時(shí)間的偏差不大于 20 微秒， 正向壓降的偏差不超過(guò) 0.05 伏， 元件的額定電流降低到 0.8 倍以下使用。

c. 在觸發(fā)回路設(shè)計(jì)方面，盡可能提高觸發(fā)電流的上升率和幅值，使開(kāi)通時(shí)間偏差縮 小;

d. 在元件的排列和引出母線的位置上，力求做到使各支路的電阻相等，自感相等， 互感也大致相等;在母排的選用、處理工藝上力求做到并聯(lián)支路的一致性。

3. 晶閘管與熔斷器配合關(guān)系說(shuō)明

快速熔斷器的熔斷特性是指通過(guò)熔體的熔斷電流(峰值)與清除故障時(shí)間的關(guān)系。 清除故障時(shí)間包括熔體的熔化時(shí)間與飛弧時(shí)間。東方電機(jī)在選用熔斷器時(shí)，采用以下方 法來(lái)實(shí)現(xiàn)晶閘管與熔斷器的配合：

a 選用的熔斷器的額定電流小于流過(guò)可控硅元件的實(shí)際工作電流，即：

式中：IR 為熔體的額定電流，IT(AV) 為整流元件的額定通態(tài)平均電流 IA(RMS)為流過(guò)橋臂的實(shí)際工作電流的均方根值 np 為并聯(lián)支路數(shù)， KCI 為均流系數(shù)

b 在預(yù)期故障電流的條件下，熔體的熔斷特性處于被保護(hù)元件的短時(shí)過(guò)載特性的 下方。預(yù)期故障電流是指不裝熔斷器時(shí)，該電路中可能產(chǎn)生的最大故障電流。

熔斷器限流特性曲線和熔化特性曲線見(jiàn)附圖。

4. 滑極保護(hù)方法說(shuō)明

當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)滑極時(shí)，發(fā)電機(jī)處于異步運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子繞組會(huì)感生很大的交流電流， 從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生過(guò)電壓，其值與轉(zhuǎn)差率的大小有關(guān)。為了消除滑極所引起的過(guò)電 壓，采用非線性電阻跨接在轉(zhuǎn)子兩端來(lái)保護(hù)轉(zhuǎn)子和整流橋。

5. 抑制靜態(tài)勵(lì)磁裝置輸出回路中故障電流的方法說(shuō)明

為了抑制靜態(tài)勵(lì)磁裝置輸出回路中故障電流，東方電機(jī)在設(shè)計(jì)中采取了以下措施：

a 勵(lì)磁裝置內(nèi)部具有完整的自檢和自診斷功能;

b 調(diào)節(jié)控制和功率部份采用冗余配置;

c 勵(lì)磁裝置設(shè)有各種限制和保護(hù)功能，如空載過(guò)勵(lì)限制、低頻過(guò)勵(lì)限制、最大勵(lì) 磁電流限制、最小勵(lì)磁電流限制等功能。