摘要：分布式区域稳定控制系统主要用于区域电网及大区互联电网的安全稳定控制，尤其适合区域的多个厂站的稳定控制系统，也可用于单个厂站的安全稳定控制。为了解决安鹤西部电网面临的大机小网的实际情况，通过在各相关厂站部署稳控装置，以最大限度提高区域电网外送能力，解决电网安全稳定运行的问题。[1]
关键词：稳控装置；区域电网；安全稳定控制；系统振荡；电网
0稳控装置的引入背景
安鹤西部电网区域安全稳定控制系统是电网安全稳定运行的一项重要保障措施，系统通过检测各重要联络线的功率、区域内各并网电厂及新能源厂站的运行工况，结合联络通道上检测到的各种故障、联络通道过载等异常运行状况，采取切机等手段保障电网安全稳定运行。
系统按照预定的策略表进行控制，适应系统方式的变化，对于保障安鹤西部电网的安全稳定运行具有重要意义。通过控制策略，可有效避免因输电线路严重故障导致的区域电网系统振荡的严重事故，同时在一定程度上保证了系统的输送能力，有效提高了区域电网的供电能力。
1安鹤西部外送断面情况分析
1.1安鹤西部电网及断面情况
安阳西部林州市、水冶区电网主要为500kV彰德变供电系统，此外彰德系统还包括220kV桃园变和同力电厂1台300MW机组。
安鹤西部电网位于安鹤电网西部末端，以500kV彰德变为支撑，主要包括1座500kV变电站和7座220kV变电站，形成220kV林州、安阳县西部环网为骨干通道的网架结构，向东经500kVI、II彰洹线与500kV洹安变相连，经220kV文官线、茶文线与安阳市区电网相连，向南经220kV横桃线与鹤壁电网相连。
1.2安鹤西部负荷情况
2018年，安鹤西部各220kV变电站最大负荷约为1721MW，根据国网河南省电力公司负荷预测水平，并结合实际负荷情况，考虑了林丰铝业关停导致的林州电网损失负荷约380～400MW。安鹤西部2019年负荷预计1492MW，2020年负荷预计1634MW。
1.3安鹤西部电源情况
截至目前，安鹤西部断面内装机合计2842MW，其中，统调火电2200MW（接入220kV及以上电网），光伏594MW（接入10～110kV电网），风电48MW（接入110kV电网）。另外，安阳西部地方电厂2018年装机容量260MW，2019年增加至344MW。
1.4安鹤西部电力送出需求
以下对安鹤西部夏季大负荷及冬季日渐小负荷进行电力平衡分析，其平衡原则如下：
1、安鹤西部冬季日间小负荷率按照0.4考虑。
2、机组开机方式：夏大方式火电机组全开机、满出力；冬小方式：盛唐电厂（2*350MW）和同力电厂（1*300MW）出力系数0.6，不可单机运行；丰鹤电厂（2*600MW）出力系数0.5，可单机运行。
根据以上平衡原则，得出如下电力平衡表1：
表1夏季大负荷和冬季小负荷近三年的电力平衡预测表
根据安鹤西部电网夏季大负荷和冬季小负荷电力平衡，2019年安鹤西部电网电力盈余最大约1200MW，根据电力平衡以及潮流计算结果，需要通过相关线路外送电力。
2安全稳定控制系统配置原则
2.1基本原则
电网安全稳定控制系统配置要满足《电力系统安全稳定导则》、《电力系统安全稳定控制技术导则》、《电力系统安全自动装置设计技术规定》要求，主要用于在电力系统事故状态下，防止电力系统失稳和大面积停电。
2.2在详细稳定计算分析的基础上，设置三道防线[2]
第一道防线，即正常运行状态下的安全稳定控制。
为保证电力系统正常运行状态及承受出现概率较高的单一故障时的安全要求，应由一次系统设施、继电保护、以及安全稳定预防性控制（包括发电机控制，如机组的PSS、发电机励磁调节）等组成。
第二道防线，即紧急状态下的安全稳定控制。
为保证电力系统承受出现概率较低的单一严重故障时的安全要求，应有防止稳定破坏和参数严重越限的紧急控制组成，包括切机、快控汽门、发电机励磁紧急控制、动态电阻制动、串联或并联电容强行补偿、高压直流功率紧急调制和集中切负荷等。
第三道防线，即极端紧急状态下的安全稳定控制。
为保证电力系统承受出现概率很低的多重严重故障时的安全要求，配备防止事故连锁扩大、避免系统崩溃的紧急控制装置组成，如振荡解列、频率和电压紧急控制等。
2.3电力系统的稳定问题应以预防为主、控制为辅
应加强第一道防线的建设，从根本上解决问题，尽量减少或避免电力系统大扰动，减少或避免电力系统失稳。
2.4尽量采用简单、实用、可靠的分散就地控制系统，对复杂的稳定控制宜采用分层分布式控制
就地控制一般采用离线方式，分布式控制可以利用通信网络进行信息交换，实现控制的优化，但应尽量简单实用，尽量减少信息交换和互相依赖。
2.5宜选用有成熟经验的、简单可靠的装置
应采用微机型，重要厂站可双重化配置。
2.6切机时应按最优化原则，考虑切机的效果最明显的厂站进行切除。
2.7数据传输宜采用点对点直通方式，优先采用光纤数字通道。
3稳控装置的配置方案
根据系统稳定计算结论，在全接线和检修方式下500kV彰洹双回线路同时失去时，相关220kV茶文线、文官线、横桃线存在热稳定问题，需切除安鹤西部电网部分机组。
针对安鹤西部电网面临的稳定问题，为保证安鹤西部电网的安全稳定运行，本期配置彰德安全稳定控制系统。
在彰德变设置稳控主站，文峰变、桃园变设置采集子站，各火电厂及新能源厂站部署切机子站。各站装置均采用双重化配置，配置A、B两套装置，每套装置配1台SCS-500E主机箱、1台I/O机箱和1套通信接口装置（SCS-500TX）。
500kV彰德变设置为稳定控制系统主站，检测500kV线路运行工况，故障信息；接接收各子站上送的相关信息；根据策略表下发切机命令。通过通信接口装置实现主站与各子站、执行站的通信。
220kV文峰变、桃园变设置为安稳采集子站，均配置双套安稳装置，型号同主站一致。检测220kV相关线路运行工况、故障信息及过载情况并上送彰德变安稳主站。
丰鹤电厂、盛唐电厂、同力电厂设置为安稳切机子站，采集机组运行工况、功率大小等，将信息上送至彰德变安稳主站，接收并执行主站下发的切机命令。
占元风电场、托能太阳能电站、德高太阳能电站、黑玉太阳能电站设置为安稳切机子站，每个风电场或光伏电站均配置双套安稳装置，采集各自机组运行工况、功率大小等，将信息上送至彰德变安稳主站，接收并执行主站下发的切机命令。
主站与子站之间的通信采用光纤通道2M数字接口方式。
安鹤西部安全稳定控制系统具体的结构图如下：
4安全稳定控制系统主要功能
4.1500kV彰德变安全稳定控制主站
采集500kV洹安线路运行工况、功率大小、故障信息；接受220kV文峰、桃园稳控子站传来的相关线路的运行工况、功率大小、故障信息，判断线路过载；接受各稳控子站传来的机组运行工况、功率大小等信息，根据策略表下发切记命令。
与河南省调稳控监视与管理系统通信；具有通信接口分别和220kV文峰、桃园稳控子站、各厂站的执行子站通信。
图1 安鹤西部本期安全稳定控制系统结构示意图
4.2220kV文峰变稳控子站
采集220kV茶棚、官庄线路电压、电流、故障、检修等运行工况，计算线路潮流（方向和大小），将信息上送给彰德变稳控主站。
具有通信接口和彰德变稳控主站通信；与河南省调稳控监视与管理系统通信。
4.3220kV桃园变稳控子站
采集220kV衡山线路电压、电流、故障、检修等运行工况，计算线路潮流（方向和大小），将信息上送给彰德变稳控主站。
具有通信接口和彰德变稳控主站通信；与河南省调稳控监视与管理系统通信。
4.4常规厂站稳控子站
采集各台机组电压、电流、计算机组出力等运行工况信息，并将信息上传至彰德变稳控主站；接收并执行主站下发的切机命令。
具有通信接口和彰德变稳控主站通信；与河南省调稳控监视与管理系统通信。
4.5新能源厂站稳控子站
采集各风场或电站的并网线和集电线路运行工况信息，并将信息上传至彰德变稳控主站；接收并执行主站下发的切机命令。
具有通信接口和彰德变稳控主站通信；与河南省调稳控监视与管理系统通信。
5结论
随着新能源厂站的快速发展，电网的结构变得复杂，必须借助专门的安全自动化系统，以确保电力系统安全稳定运行，采用安全稳定控制措施，能够发挥显著作用。
提高了正常运行方式下电网的输送能力，减少“窝电”损失；在系统联络线故障，电网存在着严重的暂态稳定问题时，必须采取线路跳闸连跳机组措施，否则电网将失稳。
在联络线事故跳闸或过流的情况下，按照策略表，采取切机措施，确保电网的热稳定和暂态稳定，保证电厂机组的安全运行。
参考文献
[1]SCS-500E分布式稳定控制装置技术及使用说明书.国电南瑞科技股份有限公司
[2]电力系统安全稳定导则(DL775-2001).中华人民共和国经济贸易委员会
论文作者:田佳佳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/17
标签：电网论文; 稳定论文; 西部论文; 主站论文; 工况论文; 通信论文; 负荷论文; 《电力设备》2019年第17期论文;