【摘要】電力系統(tǒng)的安全是電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵之所在，文章闡述和分析了電力安全穩(wěn)定計(jì)算的原則和組成，重點(diǎn)就電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制的進(jìn)行了研討和分析，同時(shí)結(jié)合筆者多年的實(shí)際工作和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)電力安全控制提出了一些休整意見(jiàn)和建議，最后通過(guò)應(yīng)用實(shí)例說(shuō)明了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制的重要性。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)穩(wěn)定；電力行業(yè)；安全生產(chǎn)

十一五期間，我國(guó)以新增4.3億千瓦的電力裝機(jī)躍居世界第一的電網(wǎng)規(guī)模，展示了我國(guó)電力系統(tǒng)是如何成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的引擎。在現(xiàn)代化的運(yùn)輸體系中，我國(guó)電網(wǎng)企業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)中率先起步，以特高壓長(zhǎng)距離輸送能源的方式，實(shí)現(xiàn)了整體運(yùn)輸效能的最優(yōu)組合，創(chuàng)造了最大的綜合效益。在特高壓領(lǐng)域，我國(guó)電網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)成為世界電網(wǎng)企業(yè)的領(lǐng)跑者；在開(kāi)發(fā)具有信息化、自動(dòng)化和靈活特性的智能電網(wǎng)方面，我國(guó)電網(wǎng)企業(yè)或?qū)⒊蔀槭澜鐦?biāo)準(zhǔn)的制定者；由此可見(jiàn)，無(wú)論是“十二五”的投資規(guī)模還是科技水平，我國(guó)電網(wǎng)以其巨大規(guī)模正在實(shí)現(xiàn)彎道超車。本文重點(diǎn)在借鑒國(guó)外先進(jìn)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合工作實(shí)際就電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制進(jìn)行了探討。

1、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計(jì)算分析

電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活改善，一個(gè)國(guó)家要發(fā)展就必須要有一個(gè)穩(wěn)定的能源補(bǔ)給系統(tǒng)，因此穩(wěn)定性計(jì)算成了電力系統(tǒng)計(jì)算的重中之重。1972年自加拿大Dommel教授等首次將隱式梯形積分規(guī)則應(yīng)用于電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程的數(shù)值仿真計(jì)算后，隱式梯形積分規(guī)則在電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析計(jì)算中一直占據(jù)主導(dǎo)地位。近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者在國(guó)內(nèi)外率先將“辛幾何方法”應(yīng)用于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性數(shù)值計(jì)算。正是在對(duì)比研究中他們發(fā)現(xiàn)并證明了傳統(tǒng)的數(shù)值積分方法并不是“絕對(duì)穩(wěn)定的”數(shù)值計(jì)算方法，目前“辛幾何方法”已運(yùn)用于國(guó)內(nèi)最大的南方電網(wǎng)電力系統(tǒng)之中。在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計(jì)算中，我們都是以配置自動(dòng)裝置為最終目的，其關(guān)鍵就是研究系統(tǒng)正常接線的情況下多發(fā)生的二三級(jí)擾動(dòng)下的穩(wěn)定性。如果系統(tǒng)出現(xiàn)異常，就應(yīng)該在第一時(shí)間找到異常故障，通過(guò)區(qū)域內(nèi)功率平衡找出具體的分區(qū)解列點(diǎn)。

2、安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的要求

可靠性要求是安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，如果安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)發(fā)生拒動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生較大的破壞性，它不但會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定的劇降，還會(huì)引發(fā)數(shù)據(jù)的誤動(dòng)，從而造成部分系統(tǒng)的機(jī)組和負(fù)荷的損失，其后果是不可低估的。所以說(shuō)我們?cè)诳煽啃砸筮^(guò)程中，極力強(qiáng)調(diào)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的安全性。通常情況下，我們對(duì)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)分兩個(gè)方面進(jìn)行控制。第一種是在系統(tǒng)發(fā)生了相對(duì)比較大擾動(dòng)，為了確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，控制了部分機(jī)組和負(fù)荷，裝置運(yùn)行之后，一旦控制量不能滿足前提要求，系統(tǒng)就會(huì)處于一個(gè)完全失穩(wěn)的狀態(tài)之下，這樣就起不到任何的穩(wěn)定控制的作用。第二種是對(duì)控制對(duì)象的選擇，最為常見(jiàn)的處理方式就是快速消弱出力控制對(duì)象，第一時(shí)間對(duì)一些有效性相對(duì)比較高的對(duì)象進(jìn)行控制。在遠(yuǎn)距離的送電穩(wěn)定控制裝置中，電廠出線為主要的保護(hù)范圍，根據(jù)實(shí)際需要最多可以延伸到下一級(jí)，通過(guò)對(duì)下一級(jí)出線故障進(jìn)行控制而緩解損失。對(duì)于一些網(wǎng)間的穩(wěn)定性控制，一般都是利用特質(zhì)的網(wǎng)間裝置對(duì)其進(jìn)行控制，特殊情況下，還可以通過(guò)發(fā)電廠的具體裝置進(jìn)行控制。所以說(shuō)，安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)要確保協(xié)調(diào)控制，逐步滿足所有系統(tǒng)的具體要求。

3、安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的組成

3.1安全穩(wěn)定控制裝置的配置

在正常潮流方式和正常接線情況下，電力系統(tǒng)一旦發(fā)生了二三級(jí)擾動(dòng)，或者是檢修接線正常潮流方式和正常接線加重潮流方式下，電力系統(tǒng)發(fā)生了一二級(jí)擾動(dòng)，只是簡(jiǎn)單地依靠電力系統(tǒng)的一次網(wǎng)架是難能滿足A級(jí)穩(wěn)定的要求，必須要配置一些安全的穩(wěn)定控制裝置進(jìn)行對(duì)其科學(xué)合理的控制和引導(dǎo)。如果電力系統(tǒng)一旦發(fā)生了擾動(dòng)，管理者必須要應(yīng)用具體的處理方式對(duì)其進(jìn)行處置和控制，讓其在短時(shí)間內(nèi)快速降低擾動(dòng)，使之能夠滿足B級(jí)的穩(wěn)定要求。在系統(tǒng)安全的裝置中，通常都是按照雙重的配置進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種配置都是在單一的裝置，通過(guò)三選二的起動(dòng)邏輯對(duì)其進(jìn)行控制，利用這種雙重冗余的配置就能滿足相應(yīng)的要求。

3.2自動(dòng)限制頻率裝置

本項(xiàng)裝置必須要覆蓋所有的獨(dú)立運(yùn)行區(qū)域，主要包括因?yàn)楫惒椒绞蕉蛔詣?dòng)控制所解列出來(lái)的所有系統(tǒng)。我們可以利用限制頻率裝置對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行切機(jī)/切負(fù)荷的控制，這樣就可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)所有的限制缺額頻率變化。通常情況下我們都是對(duì)這種裝置進(jìn)行分散配置的，這種同類配置的做大優(yōu)勢(shì)就是可以實(shí)現(xiàn)配置間相互備份和共享。自動(dòng)限制裝置的目的就是為了減少和防范事故發(fā)生后，電力系統(tǒng)一些節(jié)點(diǎn)不允許值的突然增大或者減小而導(dǎo)致的設(shè)備損壞。在實(shí)際的操作中，我們對(duì)于這種裝置都是依據(jù)其計(jì)算結(jié)果，對(duì)其進(jìn)行配套的配置。在允許時(shí)間內(nèi)的限制電氣設(shè)備超過(guò)允許的過(guò)電流值。比如真實(shí)的電流并沒(méi)有高于手控時(shí)間允許值時(shí)，就盡量不要裝設(shè)任何的限制設(shè)備。當(dāng)前我國(guó)還沒(méi)有出現(xiàn)裝置設(shè)備和允許時(shí)間之間參數(shù)值的具體規(guī)定，很多情況下都是依據(jù)國(guó)外數(shù)值進(jìn)行選定，筆者建議我們?cè)谧詣?dòng)限制設(shè)備的裝置過(guò)程中，應(yīng)該設(shè)計(jì)一些對(duì)電流和電壓進(jìn)行監(jiān)視的設(shè)備，這樣就可以對(duì)輸送電的廠家減小出力或切負(fù)荷的控制。

4、安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的應(yīng)用

沈陽(yáng)萬(wàn)益安全科技有限公司生產(chǎn)的RCS-992A系列穩(wěn)控裝置采用了模塊化、主從式結(jié)構(gòu)，整套系統(tǒng)由多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊組合而成。系統(tǒng)由主機(jī)RCS-992A從機(jī)RCS990A，通信復(fù)接裝置MUX-22A、MUX-64B和MUX-2M等共同構(gòu)成。主站、子站和執(zhí)行站裝置的硬件結(jié)構(gòu)基本一致，只是當(dāng)穩(wěn)控系統(tǒng)較大時(shí)，主站需擴(kuò)展通信接口，而子站用于與主站和執(zhí)行站的通信接口較少，執(zhí)行站可能只需要一個(gè)通信接口用于與主站或子站通信。每個(gè)站均由一套主機(jī)和數(shù)套從機(jī)構(gòu)成，需要時(shí)還有信號(hào)復(fù)接設(shè)備。子站主機(jī)負(fù)責(zé)與其他站的裝置通信、接收本站從機(jī)采集的數(shù)據(jù)和判別結(jié)果、實(shí)施穩(wěn)定控制策略，從機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、計(jì)算，判別線路（主變、機(jī)組）是否運(yùn)行、及判別線路（主變、機(jī)組、母線）是否跳閘及故障形式等，并執(zhí)行主機(jī)下發(fā)的命令；從機(jī)同時(shí)需要進(jìn)行與系統(tǒng)運(yùn)行方式無(wú)關(guān)的穩(wěn)定控制功能的實(shí)施，如變壓器或線路的過(guò)負(fù)荷判別等。某地區(qū)聯(lián)變過(guò)載遠(yuǎn)切負(fù)荷穩(wěn)控系統(tǒng)由A、B、C、D、E變電站的穩(wěn)控裝置通過(guò)通訊通道連接而成。該穩(wěn)定控制系統(tǒng)A站為主站，其他站均為遠(yuǎn)方切負(fù)荷執(zhí)行站。各站間采用2M光纖通信，A站裝置系統(tǒng)由500kV向220kV送電時(shí)主編過(guò)載三輪動(dòng)作，向其他4個(gè)站發(fā)送切負(fù)荷命令，E站作為第三輪次遠(yuǎn)切負(fù)荷子站。

5、結(jié)束語(yǔ)

安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)是提高電網(wǎng)輸送能力、保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。要達(dá)到其目的必須有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、原則制約；確定符合我國(guó)電力系統(tǒng)實(shí)際情況的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則已是當(dāng)務(wù)之急。本文提出的有關(guān)原則，能起到應(yīng)有的作用。

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