（国网湖南省电力公司永州供电分公司 湖南永州 425000）
摘要：基于区域电网安全稳定控制系统的结构及实现方式，结合某地区电网的安全稳定控制装置安装实例，对区域电网安全稳定控制系统进行技术应用分析，探讨安全稳定控制策略制定依据和方法，得出构建电力系统安全稳定控制体系的防线要点和安全稳定控制过程。
关键词：控制系统；策略分析；电网安全；
一、电网安全稳定控制系统结构
电网安全稳定控制系统不仅可防止发生大面积停电和电网崩溃，而且可作为保证电力系统安全稳定运行的第二和第三道防线。某区域电网的安全稳定控制装置安装在两个及以上厂站，经光纤通道和接口设备连接，其实现方式如图1所示。其区域电网安全稳定控制系统包括稳控主站、稳控子站和稳控切负荷执行站，其结构如图2所示。具体来说：①控制主站将离线计算的控制策略表输入主站系统，在运行中通过收集的区域电网电气量信息，识别运行方式并做好状态评估，动态安全估计区域电网给定的预想事故集，最后将有关运行方式信息和控制策略表传送到各子站。②控制子站将采集到的本站运行的电气量信息传送给主站，在接收到系统故障信息时根据子站内已录的控制策略，接收主站发出的控制命令，并将控制命令发送到切负荷执行站以执行切负荷命令，维持电网区域稳定。③切负荷执行站接收控制子站发送的控制命令，按控制命令执行切负荷操作，并将反馈信息上送至控制子站。
二、电网安全稳定控制策略的制定依据和方法
1）稳定判据。安全稳定控制策略的计算需同时考虑电力系统的热稳定性、暂态稳定性和动态稳定性。根据规程规定，电力系统的稳定包括功角稳定、电压稳定和频率稳定。①热稳定：正常运行不超过设备的热稳正常电流。事故后控制考虑设备的事故过载能力。电力系统发生故障后，导线的负载率不超事故限流值，是线路的热稳定极限。而视在功率不超过其额定容量的1.3倍，是系统故障后变压器的热稳定极限。②动态稳定：电力系统中的区域间振荡模式及与大机组强相关的局部振荡模式，在小扰动及大扰动情况下的最低阻尼比标准应分别不低于0.035和0.025。③功角稳定：电力系统故障后在同一系统中的任意两台机组的相对角度摇摆曲线呈同步减幅振荡。④电压稳定：暂态和动态过程中系统电压中枢点母线电压下降持续低于0.75p.u.的时间不超过1s，且动态过程平息后的220kV及以上电压等级中枢点母线电压不低于0.9p.u.。⑤频率稳定：任何时刻系统频率低于51.5HZ、高于47.5HZ，且事故后能迅速恢复到49.2——50.5HZ，并考虑计算可能出现的误差。上述条件下，若出现个别小机组与系统失步，而整个系统能保持稳定的情形，或系统振荡虽然平息较慢，但是逐渐衰减的情形，则仍认为系统是暂态稳定的。
2）计算工具。安全稳定控制策略的系统潮流计算采用中国电力科学研究院开发的PSD－BPA潮流和暂态稳定程序作为本次研究的主要工具，主要包含PSD－BPA 潮流计算程序、PSD－BPA稳定计算程序、PSD－CLIQUE格式潮流图和地理接线图绘制程序。
3）计算模型。暂态稳定计算中，发电机的变化采用E”d、E”q的详细模型，并将励磁和调速系统的作用加入计算。负荷的计算模型，综合考虑恒定电流、恒定阻抗、恒定功率及频率特性因子。其中恒定电流占比40%，恒定阻抗占比30%，恒定功率占比30%，三者取和；有功频率因子为1.8，无功频率因子为-2.0。
4）故障类型及切除时间。稳定计算的主要故障类型：500kV线路无故障跳闸或三相短路故障跳闸；500kV双回线路故障同时跳开。500kV线路三永故障切除时间，故障后线路近端跳开时间取0.09s，远端跳开时间取0.1s；主变故障后跳开时间，故障后取0.1s。220kV线路三永故障切除时间，故障后取0.12s；安全稳定控制装置远方切负荷切机时间，故障后取0.3s。
5）电网安全稳定控制策略的制定方法。首先，策略制定的依据是电网出现暂态稳定时必须满足电力系统的稳定判据，因此需使用上述计算工具、计算模型以及计算参数（故障类型级切除时间）进行稳定计算。其次，要收集该区域电网基础数据，作为稳定计算的资料。再次，选取常见的四种运行方式（故障方式“N-2”方式、检修方式“N-2” 方式、主变 “N-1” 方式和220kV线路 “N-2”方式）计算系统的稳定性。通过潮流和短路计算分析，得出稳定计算结论，进而制定出稳定控制配置策略。
三、电力系统安全稳定控制技术应用分析
1）电力系统安全稳定控制体系的构建。电力系统安全稳定控制体系涉及电网结构设计、电力系统运行方式规划、安全稳定控制和系统自动控制等方面。整个体系可分为三道防线：①在发生安全故障时借助继电保护机制安全快速切除故障元件，确保电网发生常见的单一故障时能够正常稳定运行。该防线主要应用了继电保护、一次性系统设备以及安全稳定预防性控制技术等措施。②借助稳定控制装置及切机、切负荷等稳定控制、功率紧急调制以及串联补偿等技术措施来有效预防稳定破坏，实现系统参数发生严重越限时的紧急控制，从而确保在发生严重故障时电网能继续保持稳定运行。③采用系统解列、再同步以及频率及电压紧急控制等技术实现系统崩溃时的紧急控制，从而当电网遇到多重严重事故而稳定破坏时可以有效防止事故扩大，从源头上杜绝电力供应中大面积停电的出现。
2）电力系统安全稳定控制过程。为了更好地保证电力系统的安全稳定控制效果，要求相关安全控制策略的分析计算应在事故发生前做好相关充分的准备工作，一般有在线和离线两种方式。电力系统安全稳定控制过程的核心就是要生成电网的稳定控制策略表，而系统稳定控制决策的主要任务就是通过不断计算分析当前这些控制策略表内容以形成新的控制策略，从而不断刷新稳控装置的策略表的控制策略。然后在事故发生时这些稳控装置就可以根据事故前电网运行方式、有关参数及故障类型查找预先存放在装置内的控制策略表，采取相应的措施，保障电力系统的安全稳定运行。
四、小结
安全稳定控制系统是提高电网输送能力、保证电网安全稳定运行的重要手段。本文主要对电网安全稳定控制系统的系统结构，控制策略的制定方法和依据，以及电力系统安全稳定控制技术的应用进行讨论。以期为今后的相关工作提供参考。
参考文献：
【1】DL/T5147-2001电力系统安全自动装置设计技术规定[S].
【2】DL775—2001电力系统安全稳定导则[S].
【3】GB/T22384-2008电力系统安全稳定控制系统检验规范[S].
【4】广东电网安全稳定水平及安全稳定控制系统配置研究作者：杨俊锋 年份：2005 学校：华南理工大学.
论文作者:陈子文,王娟,纪伯巍
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
标签：稳定论文; 电网论文; 故障论文; 策略论文; 系统论文; 系统安全论文; 方式论文; 《电力设备》2017年第5期论文;