淺談如何提高電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性及管理

標簽：電網(wǎng) 電網(wǎng)調(diào)度 穩(wěn)定性

摘 要：電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行對國民經(jīng)濟意義重大，隨著電網(wǎng)的不斷互聯(lián)，電力系統(tǒng)的運行環(huán)境更加復雜，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行要求也越來越高。通過分析電網(wǎng)運行中安全穩(wěn)定性方面存在的問題，對搞好電網(wǎng)安全運行管理的措施作出幾點介紹。

一 電網(wǎng)運行安全穩(wěn)定性分析

在電力系統(tǒng)運行中，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，可能導致系統(tǒng)瓦解和大面積停電等災難性事故，給社會帶來巨大的損失。隨著計算機技術(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)中的應用，有關(guān)電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性也出現(xiàn)了許多需要解決的問題。

1.數(shù)據(jù)提供的信息量不足

電網(wǎng)運行的數(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測數(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)人員通過這些數(shù)據(jù)所獲取的信息量僅僅是全體數(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，對電網(wǎng)調(diào)度人員來說，這些信息具有極其重要的參考價值。

2. 安全穩(wěn)定性的定量顯示

電力市場的形成發(fā)展，使系統(tǒng)運行在臨界狀態(tài)附近，安全裕度變小，調(diào)度人員面臨越來越嚴峻的挑戰(zhàn)。因此，應深入了解新的市場環(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)及對其發(fā)展趨勢的預測，同時，使用淺顯易懂的信息來定量估計系統(tǒng)動態(tài)安全水平，估計各種參變量的穩(wěn)定極限，為調(diào)度人員創(chuàng)造一個簡易實用的條件來處理、分析電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定問題。

3.安全穩(wěn)定性的評價及控制

由于電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定類型極其復雜，無法完全預測，調(diào)度人員需要更多的專家、更有價值的信息來預測及采取必要的控制措施來保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，這就對安全穩(wěn)定評估算法的實時性、準確性及智能性提出了挑戰(zhàn)。

二 提高電網(wǎng)運行的安全穩(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)定性的評價及控制等問題，工程技術(shù)人員需要掌握系統(tǒng)可能運行空間所蘊含的規(guī)律，并使用不斷積累的實測數(shù)據(jù)直接對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性進行分析。

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

2.規(guī)范電網(wǎng)調(diào)度運行工作

近年，隨著電網(wǎng)迅速發(fā)展，計算機保護和高新科技的不斷應用，以及調(diào)度自動化系統(tǒng)的日益完善，電網(wǎng)調(diào)度的現(xiàn)代化程度越來越高，這對電網(wǎng)安全性和經(jīng)濟性的提高發(fā)揮著積極的促進作用。但是因為調(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)定問題依然十分嚴重。因此，為保證電網(wǎng)安全運行，應認真考慮人的因素，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，進一步提升調(diào)度員駕馭電網(wǎng)的能力和執(zhí)行力，促進電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和調(diào)度運行的規(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)工作才能順利開展。如果交接不清楚，就有可能造成誤送電、漏送電的情況，嚴重時甚至造成電網(wǎng)瓦解、人身傷亡等事故。

2.2 規(guī)范調(diào)度操作命令

b 在導通進入穩(wěn)態(tài)后，由于并聯(lián)元件在導通狀態(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。過去多年來，提高并聯(lián)可控硅橋中電流的分配總是一個問題。沒 有一個實用的方法，正如交流進線的位置、在每個可控硅橋進線口的均流電抗器都不是 完全有效的。實際上在最好的情況下可接受 10%的額定電流不對稱量已經(jīng)超出了理論的 要求。東方電機由于采取了作為軟件功能的動態(tài)電流分布，使流過每一個可控硅橋的電 流差不多是相等的。在大多數(shù)較大電流應用情況下，由于不必計算電流的不平衡性，通 過動態(tài)電流分布可以節(jié)省一個可控硅橋。此外，成組的可控硅整流橋的交流進線可以在 右邊進線或者在左邊進線。 這是因為不必考慮從變壓器的二次側(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)一的和標準化的。因此，內(nèi)部互相連接的交流母排的工作和費用極大地減少。

東方電機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態(tài)電流分布，使流過每一個可控硅橋的電流差 不多是相等的。

b. 在并聯(lián)支路元件的選配上，保證所選元件的開通特性和正向壓降基本一致，即開通 時間的偏差不大于 20 微秒， 正向壓降的偏差不超過 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)回路設計方面，盡可能提高觸發(fā)電流的上升率和幅值，使開通時間偏差縮 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)系說明

快速熔斷器的熔斷特性是指通過熔體的熔斷電流(峰值)與清除故障時間的關(guān)系。 清除故障時間包括熔體的熔化時間與飛弧時間。東方電機在選用熔斷器時，采用以下方 法來實現(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可控硅元件的實際工作電流，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)為流過橋臂的實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 在預期故障電流的條件下，熔體的熔斷特性處于被保護元件的短時過載特性的 下方。預期故障電流是指不裝熔斷器時，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附圖。

4. 滑極保護方法說明

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

5. 抑制靜態(tài)勵磁裝置輸出回路中故障電流的方法說明

為了抑制靜態(tài)勵磁裝置輸出回路中故障電流，東方電機在設計中采取了以下措施：

a 勵磁裝置內(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 勵磁裝置設有各種限制和保護功能，如空載過勵限制、低頻過勵限制、最大勵 磁電流限制、最小勵磁電流限制等功能。