（中国石化上海石油化工股份有限公司物供部 上海市金山区 200540）
摘要：安全稳定控制系统是电网安全稳定运行的重要保障。上海石化电网自热电一站发电机组停役后，其稳定性日趋薄弱，而安全稳定控制系统的建设正是为了解决上海石化电网的可靠运行。本文着重介绍了上海石化电网的构架，以及分析了其薄弱环节对整个上海石化电网稳定运行的影响；同时也详细介绍了上海石化电网稳定控制系统特点、功能以及对上海石化电网稳定控制系统的实现。
关键词：上海石化电网 稳定控制 安全运行 数据处理
1、引言：
随着电力系统通信技术的跨越式发展，智能电网已在当今电力运行中得到了广泛的运用。电气测控等自动装置、多通道多协议通信以及计算机运算等技术为电力调度自动化提供了全方位的保障，同时也为现代电网三大控制系统的发展提供了足够的动力。自动发电控制（Automatic Generation Control，AGC）、自动电压控制（Automatic Voltage Control，AVC）和自动稳定控制（Automatic Stability Control，ASC）被总称为现代电网三大自动控制系统，也被称为“3A系统”。在上海石化电网：AGC由热电部发电机组与上海电网的发电机组共同调节；AVC除了热电部参与上海电网（即220KV系统）的调节外，在主要供电系统（35KV系统）设置了自动电压调节系统。ASC则是针对上海石化电网特点而量身定做的系统，它为上海石化电网的稳定运行、避免电网瓦解提供了技术保障。本文着重分析了上海石化电网安全稳定问题并提出解决方案，针对提出的解决方案对安全稳定控制系统各站功能进行了详细阐述。
2、上海石化电网安全稳定性分析
上海石化电网是一个相对独立的完整电网，承担向上海石化股份公司和石化生活区供电任务。自热电一站发电机组退役后，上海石化电网的电力缺口基本维持在70~100MW，若遇到热电二站机组检修，电力缺口更是达到200MW左右。而整个上海石化电网如图1所示：
其中热电二站装机容量为425MW，它的功能除了发电外，还通过其35KV系统向上海石化生产装置供电，另通过煤石2253/2254向石化变、通过金煤2251向热电一站供电；而石化变和热电一站目前作为纯变电站，通过其110KV 、35KV以及10KV系统向上海石化生产装置供电；另外该两个变电站分别通过阳石2110和阳金2119接入上海电网的金阳变电站，从而将上海石化电网与华东大电网连接为一体。而也就这仅有的两条联络线还都同时接入上海电网的金阳变电站，而且这两条联络线还有一段还处于同杆架设。因此，遇到金阳变故障、联络线检修、台风等恶劣天气等影响，整个上海石化与上海电网单联络线并网运行时故障、甚至热电二站带整个上海石化小电网运行的极端情况都由可能发生。上述情况的发生势必造成上海石化电力缺口，从而影响到整个上海石化电网的稳定运行，若没有ASC系统，甚至造成整个上海石化电网的瓦解，作为石油化工这个高温、高压、上下游连续生产的行业来说，电网的瓦解就意味着不可估量的经济损失甚至造成重大的安全事故。
根据当前上海石化电网近30年的运行和检修情况分析，能够影响上海石化电网稳定性的可以归结为以下几种情况：
2.1、正常运行方式：
双联络线联网运行（阳金2119、阳石2110运行）；石化电网三角环网合环运行（金石2252、金煤2251、煤石2253/煤石2254运行）或三角环网单回线开环运行（金石2252和金煤2251一回线检修、一回线投运，煤石2253/煤石2254投运）。该运行方式下需考虑：
2.1.1、金阳变电站故障造成金阳2119，阳石2110跳闸，造成热电二站带上海石化小电网运行情况下稳定性问题；
2.1.2、阳金2119，阳石2110其中一条跳闸（或由于热电二站发电机组跳闸），引起阳金2119，阳石2110过负荷，甚至是过流保护动作跳闸等故障引起的上海石化电网稳定性问题。
2.1.3、三角环网单回线开环运行时，金石2252（或金煤2251）故障跳闸，引起阳金2119过负荷甚至过流保护动作引起的稳定性问题。
2.2、阳金2119运行，阳石2110检修运行方式：
阳金2119运行，阳石2110检修；石化电网三角环网合环运行（金石2252，金煤2251，煤石2253/煤石2254投运）。该运行方式下需考虑：
2.2.1、阳金2119故障跳闸，造成热电二站带上海石化小电网运行情况下稳定性问题；
2.2.2、由于热电二站发电机组跳闸引起阳金2119过负荷或过流保护动作引起的上海石化电网稳定性问题。
2.3、阳石2110运行阳金2119检修方式：
阳石2110运行，金阳2119检修；石化电网三角环网合环运行（金石2252，金煤2251，煤石2253/煤石2254投运）。该运行方式下需考虑：
2.3.1、阳石2110故障跳闸，造成热电二站带上海石化小电网运行情况下稳定性问题；
2.3.2、由于热电二站发电机组跳闸引起阳石2110过负荷或过流保护动作引起的上海石化电网稳定性问题。
2.4、热电二站带热电一站运行和系统联网运行，石化变和系统联网运行：
双联络线联网运行（金阳2119，阳石2110投运），金石2252检修，煤石2253/煤石2254检修，金煤2251投运。该运行方式需考虑：
2.4.1、金煤2251跳闸造成阳金2119过负荷，从而引起上海石化电网稳定性问题；
2.4.2、阳金2119或阳石2110跳闸引起的上海石化电网稳定性问题；
2.4.3、由于热电二站发电机组跳闸造成阳金2119过负荷，从而引起上海石化电网稳定性问题。
2.5、热电二站带石化变运行和系统联网运行，热电一站和系统联网运行
双联络线联网运行（金阳2119，阳石2110投运），金石2252检修，金煤2251检修，煤石2253/煤石2254投运。该运行方式需考虑：
2.5.1、煤石2253/煤石2254跳闸造成阳石2110过负荷，从而引起上海石化电网稳定性问题；
2.5.2、阳金2119或阳石2110跳闸引起的上海石化电网稳定性问题；
2.5.3、由于热电二站发电机组跳闸阳石2110过负荷，从而引起上海石化电网稳定性问题。
除了以上5种情况，其他运行方式完全可以通过检修以及运行方式的调整可以避免。
3、上海石化电网稳定控制介绍
上海石化电网稳定控制系统如图2所示。它主要由主站、从站（即上海石化电网负荷中心：热电一站、热电二站和石化变）以及子站（即上海石化生产装置的配电总降）组成。
3.1主站的功能：
3.1.1负责整个上海石化电网稳定控制系统实时数据的通信。
3.1.2负责接收各从站、子站现场采集的实时数据。
3.1.3完成各从站、子站实时数据的处理。通过数据处理：
3.1.3.1可以判断出上海石化电网的运行方式以及参加上海石化电网稳定控制系统所切负荷线路的运行情况和负荷总额；
3.1.3.2计算上海石化电网总发电量、总有功缺口以及系统频率等关键数据；
3.1.3.3根据有功缺额和能够维持上海石化电网稳定运行的整定频率，计算出所切除的负荷总额和所需切除的线路总数。
3.1.4实时判断出上海石化电网非稳定运行情况（或故障情况）的发生，根据计算出所切除的负荷总额快速向各从站、子站所需切除线路发出跳闸信号；
3.1.5完成整个上海石化电网稳定控制系统的软件配置、后台监视以及控制策略的下达等主要功能。
3.2从站的功能：
3.2.1负责本站、下属子站以及主站的实时数据的通信；
3.2.2负责接收本站现场采集的实时数据并即时上传给主站；
3.2.3负责向主站提供整个上海石化电网实时发电总额、有功缺额、系统频率等关键数据；
3.2.4负责接收主站下发的快速切除负荷线路的信号并即时下达给本站以及下属从站。
3.3子站的功能：
3.3.1负责本站及与主站的实时数据的通信；
3.3.2负责接收本站现场采集的实时数据并即时上传给主站；
3.3.3负责接收子站下发的快速切除负荷线路的信号并即时下达给本站对应的负荷线路。
3.4上海石化电网控制系统各硬件功能：
3.4.1通信管理机DG-X3：安装于主站、从站及各子站。负责接收现场I/O设备实时数据并即时发送给稳控计算平台SEL1102。
3.4.2稳控系统计算平台SEL1102：安装于主站。负责处理从站、子站上传的实时数据；通过对实时数据的处理，可以完成上海石化电网的运行方式、总发电量、总有功缺口以及系统频率等关键数据，还可以实时计算出维持上海石化电网稳定运行所切除的负荷总额及线路数。
3.4.3保护逻辑处理器SEL2100：安装于主站及从站。实时判断出上海石化电网非稳定运行情况（或故障情况）的发生，根据计算出所切除的负荷总额快速向各从站、子站所需切除线路发出跳闸信号。
3.4.4远端I/O输入输出模块SEL2505：安装于子站及各从站。负责接收保护逻辑处理器SEL2100发出的切除负荷线路的跳闸信号并将该跳闸信号返回给SEL2100。
3.4.5通信设备交换机、环网交换机、光纤转换模块SEL2815安装于主站、从站以及各子站。负责实时数据的通信，均采用双通道和环网的结构以确保整个系统的稳定性。
4、上海石化稳定控制系统的特点：
上海石化稳定控制系统是集数据通信、现场I/O测控以及继电保护等技术于一体的综合性自动控制系统，其具有以下鲜明的特点：
4.1通信通道采用双光纤集环网高速通道，能够满足稳定控制系统海量实时数据的交换，同时还能够对电网故障作出快速反应，满足继电保护快速性和灵敏性的要求；
4.2上海石化电网重要数据（系统的频率以及联络线的功率突变量等）的采集，采用了集散控制系统的双重化采集模式，确保稳定控制系统能够准确反映电网的非稳定运行；
4.3稳定控制系统采用双重化计算平台SEL1102，两个平台分别接收从站、子站上传的数据并进行实时处理，同时两台SEL1102之间将处理的数据进行同步，确保实时数据的准确性，以供保护逻辑处理器SEL2100作出准确判断。
4.4整个稳定控制系统采用了多协议通信，不仅安装有与本次控制系统相应的测控装置（ SHL-369、SHL-368）采集现场实时数据，还通过安装于现场的微机保护以及自动化设备，通过协议转换将上述设备中的实时数据上传给稳定控制系统，大大降低了本次稳定控制系统的投资。
5、结束语
上海石化电网稳定控制系统（ASC）的建成，大大提高了整个上海石化电网的安全稳定运行水平，对预防两条220KV联络线故障跳闸、过负荷以及热电二站发电机组故障引发的电网稳定性发挥了重大作用，从而确保了上海石化这个特大型石油石化企业高温、高压、连续生产的安全，同时也为打造上海石化智能化电网提供了坚实的基础。
参考文献：
[1]王士政：电力系统控制与调度自动化（中国电力出版，2008.3）ISBN 978-7-5083-6492-6
论文作者:朱小弟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/7
标签：电网论文; 上海论文; 石化论文; 稳定论文; 控制系统论文; 热电论文; 负荷论文; 《电力设备》2017年第23期论文;