黃偉杰

摘? 要：電力支撐著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性關(guān)系著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也關(guān)系著社會(huì)的和諧和穩(wěn)定。而隨著電網(wǎng)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，其所發(fā)生的安全事故的影響范圍也越來(lái)越大，安全問(wèn)題更加顯現(xiàn)。本次研究就針對(duì)電力系統(tǒng)安全監(jiān)控的理論和方法措施進(jìn)行了詳細(xì)的探討，希望相關(guān)人士借鑒。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);安全監(jiān)控;理論;方法措施

數(shù)字化時(shí)代的來(lái)臨，促進(jìn)了電力系統(tǒng)信息服務(wù)功能的完善，這也在一定程度上擴(kuò)大了電力企業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，而以當(dāng)前電網(wǎng)的運(yùn)行情況為出發(fā)點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)，電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性在一定程度上與電力系統(tǒng)信息功能的正常與否有著密切的關(guān)系。所以，提高電力系統(tǒng)安全監(jiān)控的水平，使電力系統(tǒng)在運(yùn)行中所遇到的安全隱患問(wèn)題能夠得到及時(shí)的處理，為電力企業(yè)作業(yè)的高效性進(jìn)行做好保障。

1、電力系統(tǒng)安全監(jiān)控的理論

目前，電力系統(tǒng)安全監(jiān)控的思想大都是建立在可靠性理論的基礎(chǔ)上的，然后再根據(jù)所選定的可靠性準(zhǔn)則所計(jì)算出來(lái)的可靠性評(píng)估指標(biāo)，并將此評(píng)估指標(biāo)作為對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行安全監(jiān)控的依據(jù)。但是，目前，由于類(lèi)似于事故鏈的多個(gè)事件的并發(fā)以及小概率事件的計(jì)算等問(wèn)題在對(duì)其計(jì)算起來(lái)都非常復(fù)雜，加上其發(fā)生的概率非常小，導(dǎo)致這種可靠性的計(jì)算方法忽視了對(duì)這些事件的計(jì)算。但是有大量的實(shí)踐證明了，多個(gè)事件的并發(fā)和小概率事件也正是電力系統(tǒng)進(jìn)行安全監(jiān)控一定要認(rèn)真考慮的核心問(wèn)題。所以說(shuō)，從監(jiān)控人員以及監(jiān)控設(shè)備安全性的前提進(jìn)行考慮，應(yīng)該對(duì)相關(guān)的監(jiān)控理論進(jìn)行完善。

1.1電力系統(tǒng)安全性的分析

對(duì)電力系統(tǒng)的靜態(tài)運(yùn)行情況進(jìn)行安全分析，也指的是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生安全事故后穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況所發(fā)生的安全性，但是對(duì)于當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)后向事故穩(wěn)定狀態(tài)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移情況不做任何考慮。此時(shí)，預(yù)想事故應(yīng)集中系統(tǒng)中電氣支路的連接和斷開(kāi)，以及系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的連接和斷開(kāi)，對(duì)這兩種事故的安全性進(jìn)行評(píng)定。此時(shí)利用電力系統(tǒng)的安全性分析，能夠簡(jiǎn)單、快速、并且便于實(shí)施計(jì)算。但是對(duì)于一些比較嚴(yán)重的安全事故（如大負(fù)荷線路的斷開(kāi)或者連接，大機(jī)組的斷開(kāi)或者連接等），在對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)，采用電力系統(tǒng)進(jìn)行安全分析時(shí)，其結(jié)果的精度也就比較差。一般情況下，電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)安全分析是對(duì)預(yù)想事故后系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行的評(píng)定，傳統(tǒng)的方法則是離線計(jì)算的數(shù)值積分法，也就是需要在各個(gè)時(shí)間段對(duì)描述電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的微分方程組進(jìn)行求解，進(jìn)而得到每一種狀態(tài)下，其變量隨著時(shí)間所變化的一種規(guī)律，通過(guò)計(jì)算出的這種規(guī)律對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性進(jìn)行判別。此種方法優(yōu)點(diǎn)如上，但是也存在這一些缺點(diǎn)，如最為明顯的一點(diǎn)就是計(jì)算量比較大，并且所得出的結(jié)果只是電力系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)過(guò)程，并不能對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性進(jìn)行迅速的辨別，所以，未能很好的滿足實(shí)時(shí)要求。

1.2電力系統(tǒng)的等值

電力系統(tǒng)控制范圍的擴(kuò)增以及互聯(lián)網(wǎng)的形成，導(dǎo)致在對(duì)電力系統(tǒng)和規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行方式進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程變得更加復(fù)雜。為了降低計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)，可利用等值，將原先的計(jì)算過(guò)程用等值參數(shù)進(jìn)行代替，則能夠有效縮小電力系統(tǒng)的規(guī)模。計(jì)算等值的方法有拓?fù)涞戎捣ê拖喾峭負(fù)涞戎捣ā?/p>

2、電力系統(tǒng)安全監(jiān)控的措施

2.1安全穩(wěn)定控制電力系統(tǒng)的分層與協(xié)調(diào)

由于考慮到電力系統(tǒng)具有分布地域廣、暫態(tài)過(guò)程發(fā)展變化快等特點(diǎn)，所以，在對(duì)電力系統(tǒng)的狀態(tài)信息進(jìn)行收集時(shí)，一定要在較短的時(shí)間內(nèi)完成，這樣才能實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的集中控制，但是這種控制方式不但在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)，并且其還存在著比較差的擴(kuò)展性和安全性，另外，外經(jīng)濟(jì)上也并不可取。因此，結(jié)合電力協(xié)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況，采用分層控制的方案比較可取，也就是將整個(gè)電力系統(tǒng)逐層分解成若干個(gè)子系統(tǒng)，再根據(jù)各個(gè)子系統(tǒng)的特點(diǎn)，安裝一些局部控制裝置，若干個(gè)局部控制裝置最終組成一個(gè)綜合性的安全穩(wěn)定運(yùn)行控制裝置。如中央調(diào)度控制裝置是由遠(yuǎn)端系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)共同組成，并將此裝置放置在中央調(diào)度中心，并且電力系統(tǒng)運(yùn)行中的所有的信息都是由此裝置進(jìn)行收集和處理，同時(shí)還要對(duì)計(jì)分區(qū)局部裝置的工作進(jìn)行協(xié)調(diào)。而子系統(tǒng)的主要控制裝置是由遠(yuǎn)端系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)所組成的，將各個(gè)子系統(tǒng)的控制裝置在地區(qū)調(diào)度所或者樞紐變電站內(nèi)，由其對(duì)各區(qū)域內(nèi)電力系統(tǒng)在緊急情況下的安全穩(wěn)定運(yùn)行的運(yùn)行情況進(jìn)行控制。

2.2安全穩(wěn)定控制電力系統(tǒng)的微機(jī)化和智能化

計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使其在各行各業(yè)的發(fā)展中得到了廣泛的應(yīng)用。電力行業(yè)中也不例外，電力系統(tǒng)已經(jīng)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)成了繼電保護(hù)裝置和安全自動(dòng)裝置，所有的裝置都具有綜合性的功能，如常見(jiàn)的快關(guān)氣門(mén)、電氣制動(dòng)、PSS等組成的發(fā)電機(jī)綜合控制裝置。此種裝置通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了裝置的創(chuàng)新，其能夠?qū)κ占降男畔⑦M(jìn)行實(shí)時(shí)處理，并且對(duì)部分裝置進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制，由于其具有這種優(yōu)勢(shì)，所以，當(dāng)電力系統(tǒng)線路中出現(xiàn)故障后，繼電保護(hù)裝置就會(huì)在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)故障點(diǎn)以及故障的范圍作出準(zhǔn)確的判斷，進(jìn)而采取有效的控制措施，將電力系統(tǒng)中的故障及時(shí)消除，將故障所造成的影響降到最低。再比如，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)所構(gòu)成的新型繼電保護(hù)裝置，不但能夠?qū)ζ渲械男畔⑦M(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，還能對(duì)繼電器難以實(shí)現(xiàn)的一些功能進(jìn)行模擬。

2.3對(duì)電力系統(tǒng)在線實(shí)時(shí)安全穩(wěn)定的分析和控制

對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況實(shí)時(shí)安全穩(wěn)定的分析和控制也是現(xiàn)代化電力系統(tǒng)進(jìn)行安全監(jiān)控的主要發(fā)展方向。目前，我們從理論和實(shí)際兩個(gè)方面著手來(lái)保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在理論方面，重點(diǎn)對(duì)大系統(tǒng)分解成局部系統(tǒng)，進(jìn)而通過(guò)局部控制保證整個(gè)電力系系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的情況進(jìn)行分析;而在實(shí)際中，需要對(duì)利用實(shí)時(shí)狀態(tài)量構(gòu)成穩(wěn)定性的實(shí)用判定依據(jù)進(jìn)行研究。我們將在線實(shí)時(shí)安全穩(wěn)定監(jiān)控功能的發(fā)展分成了兩個(gè)階段，第一階段則需要實(shí)現(xiàn)在線預(yù)想事故下的動(dòng)態(tài)安全分析，也就是說(shuō)當(dāng)判斷出可能要發(fā)生預(yù)想事故時(shí)，要及時(shí)對(duì)系統(tǒng)在預(yù)想事故下運(yùn)行的穩(wěn)定性進(jìn)行判斷，進(jìn)而為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供各種安全的自動(dòng)裝置以及保護(hù)控制方面的協(xié)調(diào)方案。第二個(gè)階段則是實(shí)現(xiàn)在線的安全穩(wěn)定閉環(huán)控制系統(tǒng)。在經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐后，第一個(gè)階段方面的研究已經(jīng)取得了相應(yīng)的成效，國(guó)內(nèi)外有電力企業(yè)已經(jīng)將試用在了電力系統(tǒng)電路的運(yùn)行中。并且，專家們一致認(rèn)為，計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)的廣泛使用，在線的安全穩(wěn)定閉環(huán)控制系統(tǒng)的建立也會(huì)在不久后變成現(xiàn)實(shí)。

3、結(jié)束語(yǔ)

總之，電力系統(tǒng)安全監(jiān)控方案以及實(shí)施措施應(yīng)該在最初電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)的時(shí)候就考慮進(jìn)去，各個(gè)規(guī)劃部門(mén)以及設(shè)計(jì)部門(mén)以規(guī)定的可靠性準(zhǔn)則為依據(jù)，對(duì)電力系統(tǒng)在各個(gè)發(fā)展階段地的規(guī)模進(jìn)行校核，不但包括電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的容量以及配置等，還包括整個(gè)電力系統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的輸送容量，在校核完后，使電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)和整個(gè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)均能夠與電力系統(tǒng)中各個(gè)地區(qū)負(fù)荷的增長(zhǎng)情況相適應(yīng)，并預(yù)留好備用的容量。這種電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)模與地區(qū)負(fù)荷增長(zhǎng)情況的適應(yīng)，需要在有功功率和無(wú)功功率均達(dá)到平衡的狀態(tài)下進(jìn)行，如果無(wú)功功率不足就會(huì)導(dǎo)致線路中電壓下降，造成電力系統(tǒng)瓦解，同時(shí)也要注意各個(gè)薄弱環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)，避免安全事故的發(fā)生。

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