杜樹鑫

摘 要 穩(wěn)控控制系統(tǒng)對整個系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)和潮流進行連續(xù)計算，并以事故發(fā)生前的狀態(tài)量和模擬量實時計算、動態(tài)更新切負荷交叉矩陣，用于高速切除負荷。相比于傳統(tǒng)的低周減載固定幾個頻段，低到某個頻段固定切多少負荷，穩(wěn)控系統(tǒng)能使得發(fā)電機組與外網(wǎng)解列后快速過渡到平穩(wěn)孤網(wǎng)運行狀態(tài)，確保電力系統(tǒng)安穩(wěn)運行。

【關(guān)鍵詞】穩(wěn)控系統(tǒng) 交叉矩陣 優(yōu)先級 決策表

1 穩(wěn)控系統(tǒng)簡介

穩(wěn)控系統(tǒng)采用高精度的同步向量測量技術(shù)進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，當出現(xiàn)逆功率或在電網(wǎng)聯(lián)絡線N-2斷電時根據(jù)當時電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)分級快速精確地切除相應當量的次要負荷，避免因發(fā)電和用電不平衡引起頻率降低從而造成的電網(wǎng)崩潰。

1.1 實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

穩(wěn)控系統(tǒng)實時收集各站的運行數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)，實時進行動態(tài)負荷跟蹤，依據(jù)動態(tài)跟蹤的系統(tǒng)運行網(wǎng)路拓撲結(jié)構(gòu)，結(jié)合負荷重要性等級制定負荷平衡策略表，動態(tài)調(diào)整切負荷的執(zhí)行策略表，來作為穩(wěn)控系統(tǒng)的主要調(diào)節(jié)手段。

1.2 穩(wěn)控動態(tài)分析控制系統(tǒng)

穩(wěn)控系統(tǒng)主機首先根據(jù)實時收集上來的數(shù)據(jù)（各回路斷路器和刀閘的運行狀態(tài)、電源容量、負荷量）為穩(wěn)控系統(tǒng)快速切除負荷進行數(shù)據(jù)準備。根據(jù)交叉矩陣算法步驟，在建立了完整的拓撲結(jié)構(gòu)后，穩(wěn)控主機對電源和負荷狀況進行實時評估，并預先對負荷切除的優(yōu)先級和實際用電負荷功率進行分析，以及現(xiàn)有電源的供電容量和發(fā)電機備用容量來計算失去不同電源時應當切負荷的量。并將計算出來的結(jié)果保存在交叉矩陣策略表中。

2 負荷優(yōu)先級

穩(wěn)控系統(tǒng)根據(jù)負荷重要性的不同進行排序，優(yōu)先選擇切除的負荷排在前面。此外，穩(wěn)控系統(tǒng)還針對每個負荷定義了負荷優(yōu)先級，優(yōu)先級為0～6的整數(shù)，數(shù)值越高，表示該負荷優(yōu)先切除。優(yōu)先級為0的負荷為禁止切除的負荷。當多個負荷具有相同的優(yōu)先級，則選擇排序靠前的負荷優(yōu)先切除。

在穩(wěn)控系統(tǒng)正常運行的過程中，用戶可以在SCADA HMI畫面上寫入自定義的負荷優(yōu)先級，寫入操作如圖2所示。負荷優(yōu)先級的有效數(shù)值為0/1/2/3/4/5/6，寫入數(shù)據(jù)以整數(shù)為宜，如果寫入值小于0或者大于6，作6處理，輸入帶小數(shù)點的數(shù)據(jù)，則根據(jù)四舍五入的原則處理，比如輸入2.5，則系統(tǒng)認定優(yōu)先級為3。

3 負荷減載決策表

穩(wěn)控系統(tǒng)會根據(jù)負荷的狀況和“需要切除的負荷量”判定切除多少負荷，以及切除哪些負荷。負荷的狀況包括：負荷的優(yōu)先級、負荷的功率值、負荷的斷路器狀態(tài)。電力系統(tǒng)在出現(xiàn)N-2的當下，其模擬量處于暫態(tài)不穩(wěn)定的階段，因此，穩(wěn)控系統(tǒng)采用5秒之前的模擬量作為穩(wěn)控的數(shù)據(jù)。圖2中，表格首列中指示了3種事故類型，包括：N-2、G3退出運行、G4退出運行，系統(tǒng)共計有15個負荷可供穩(wěn)控切除。行與列的交叉組成了矩陣，該矩陣即為決策表。通過該矩陣，用戶可以直觀地查看決策表的狀態(tài)，并可據(jù)此更改負荷優(yōu)先級，變化決策表。

4 結(jié)語

大型企業(yè)尤其是石油化工類企業(yè)，對供電持續(xù)性、穩(wěn)定性要求很高，需為可靠獨立雙電源供電，再加上石油化工類企業(yè)生產(chǎn)過程中需要蒸汽，多數(shù)企業(yè)都配有自備發(fā)電廠，自備發(fā)電廠和外電網(wǎng)并網(wǎng)運行。當外網(wǎng)故障，發(fā)電機組與外網(wǎng)解列過渡到孤網(wǎng)運行，此時因外網(wǎng)解列系統(tǒng)出現(xiàn)供電缺口，運行發(fā)電機的發(fā)電增量不足以彌補供電缺口時，系統(tǒng)頻率開始下降，傳統(tǒng)方案是裝設低周減載將所帶負荷分批切除，但具體切除多少負荷只能是固定幾個頻段，低到某個頻段切多少負荷，不能根據(jù)實際負荷缺口，選擇最優(yōu)化的切除方案，而且為了確保頻段時間形成可靠級差，每個頻段都需要增加時間級差，長時間低頻被動切除負荷，發(fā)電機組很難進入孤網(wǎng)穩(wěn)定運行狀態(tài)，極易拖垮孤網(wǎng)運行的發(fā)電機組，造成系統(tǒng)徹底瓦解停電。

穩(wěn)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)實時檢測負荷情況，發(fā)電機組與外網(wǎng)解列過渡到孤網(wǎng)運行時能快速、精確、有序地切除部分用電負荷，以保證發(fā)電機組出力及用電負荷平衡，保證發(fā)電機組在孤網(wǎng)時的安全穩(wěn)定運行，從而杜絕系統(tǒng)電網(wǎng)崩潰瓦解，確保企業(yè)有序生產(chǎn)。

參考文獻

[1]張文亮，周孝信，白曉民，湯涌. 城市電網(wǎng)應對突發(fā)事件保障供電安全的對策研究[J].中國電機工程學報，2008（22）：1-7.

[2]梁雙.城市電網(wǎng)供電安全判據(jù)的研究[D].北京：中國電力科學研究院，2009.

[3]崔艷妍.電網(wǎng)規(guī)劃綜合評價方法研究與應用[D].天津：天津大學，2008.

[4]華智明，張瑞林.電力系統(tǒng)[M].重慶：重慶大學出版社，1997.

[5]王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.

作者單位

中國石油錦州石化分公司 遼寧省錦州市 121000