基于响应的电力系统广域安全稳定控制论文_赵辉,戴明明,戴鹏

基于响应的电力系统广域安全稳定控制论文_赵辉,戴明明,戴鹏

1.国网安徽省电力公司亳州供电公司 安徽亳州 236800;2.国网安徽省电力公司蒙城县供电公司 安徽蒙城 233500

摘要:电力作为当今社会最主要的能源,与人民生活和经济建设息息相关。供电系统如果不稳定,往往导致大面积、长时间的停电事故,造成严重的经济损失及社会影响。因此,学习电力系统安全稳定控制理论并研究适应时代发展要求的新的电力系统安全稳定控制技术对于实现当前电力资源的合理配置、提高我国现有电力系统的输电能力和电网的安全稳定运行具有十分重要的意义。

关键词:电力系统;安全稳定;控制技术;应用对策

随着经济社会的迅速发展,生活及工业用电的规模也日益扩大。实现电力系统的安全稳定运行不仅对于国民经济的发展具有重要的意义,而且还直接影响着人们的生活状态。在市场经济进一步发展和电力市场发生变化的新形势下,电力系统运行的环境也日趋复杂,同时也对电网的安全运行提出了更高的要求。本文介绍了电力系统在安全稳定方面存在的一些问题,并就如何解决这些问题提出了相应的对策。以供业内人士参考。

1 电力系统实现安全稳定运行的意义

电力系统具有关联性很强的特点,对电网的整体运行水平要求很高。在电力系统中哪怕只是在局部发生了一点点故障,都会在不同程度上对整个电力系统的运行产生影响。尤其是当主干线或者发电机等部位发生故障时,需要及时进行有效的处理,避免扩大事故,保证电力系统中的其他部分得以正常运行。如果没有进行及时处理或处理不当,就有可能造成大面积大范围的停电,直接影响到国家的经济建设和人们的正常生活,造成的损失也是相当巨大的。

2 电力系统安全稳定控制概述

2.1 电力系统稳定的相关概念

电力系统的主要任务就是向用户提供不间断的、电压和频率稳定的电能。它的性能指标主要包括安全性、可靠性和稳定性。电力系统可靠性是指符合要求长期运行的概率,它表示长期连续不断地为用户提供充足电力服务的能力。安全性指电力系统承受可能发生的各种扰动而不对用户中断供电的风险程度。稳定性是指经历扰动后电力系统保持完整运行的持续性。

2.2 电力系统安全稳定控制模式的分类

按照信息采集和传递以及决策方式的不同,电力系统安全稳定控制模式可以分为以下几种:一是就地控制模式。在这种控制模式中,控制装置安装在各个厂站,彼此之间不进行信息交换,只能根据各厂站就地信息进行切换和判断,解决本厂站出现的问题。二是集中控制模式。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种控制模式拥有独立的通信和数据采集系统,在调度中心设置有总控,对系统运行状态进行实时检测,根据系统的运行状态制定相应的控制策略表,发出控制命令并实施对整个系统的安全稳定控制。三是区域控制模式。区域控制型稳定控制系统是针对一个区域的电网安全稳定问题而安装在多个厂站的安全稳定控制装置,能够实现站间运行信息的相互交换和控制命令的传送,并在较大范围实现电力系统的安全稳定控制。

3 安全稳定控制系统的要求

可靠性要求是安全稳定控制系统运行的关键和基础,如果安全稳定控制系统发生拒动,就会产生较大的破坏性,它不但会直接导致系统稳定的剧降,还会引发数据的误动,从而造成部分系统的机组和负荷的损失,其后果是不可低估的。所以说我们在可靠性要求过程中,极力强调安全稳定控制系统的安全性。通常情况下,我们对安全稳定控制系统分两个方面进行控制。第一种是在系统发生了相对比较大扰动,为了确保系统的安全稳定运行,控制了部分机组和负荷,装置运行之后,一旦控制量不能满足前提要求,系统就会处于一个完全失稳的状态之下,这样就起不到任何的稳定控制的作用。第二种是对控制对象的选择,最为常见的处理方式就是快速消弱出力控制对象,第一时间对一些有效性相对比较高的对象进行控制。在远距离的送电稳定控制装置中,电厂出线为主要的保护范围,根据实际需要最多可以延伸到下一级,通过对下一级出线故障进行控制而缓解损失。对于一些网间的稳定性控制,一般都是利用特质的网间装置对其进行控制,特殊情况下,还可以通过发电厂的具体装置进行控制。所以说,安全稳定控制系统要确保协调控制,逐步满足所有系统的具体要求。

4 电力系统安全稳定控制技术应用分析

4.1 电力系统安全稳定控制体系的构建

在进行电力系统规划设计时要把电力系统的安全性放在首要位置,确保电力系统的持续安全稳定。因此,运用电力系统安全稳定控制技术构建合理的、具有预防性控制调度手段的电网结构,组成一个完备的电网安全防御体系是预防电力系统动荡因素和大停电事故的有效方式。电力系统安全稳定控制体系是一个综合性的系统工程,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。电力系统安全稳定控制体系可以分为受扰动前的电力系统安全保障体系和受扰动后的电力系统安全稳定控制体系。系统的体系结构由整个体系由三道防线构成。

第一道防线:用于保证系统正常运行和承受各类电力系统大扰动的安全要求。在发生安全故障时该防线可以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。

第二道防线:该防线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。

第三道防线:该防线采用系统解列、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。

4.2 电力系统安全稳定控制过程分析

电力系统作为一个极其复杂的非线性的动态大系统,由于系统的电气量变化范围相对比较大,而且持续的时间短,分析计算又相对比较繁琐,决定了电力系统安全稳定控制过程实现起来也相对较为复杂,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。解决这一问题的方法一般有两种:一是在线方式。该方法主要是根据当时电网的实时运行状态由在线决策系统的服务器对可能发生的相关故障进行稳定分析计算,从而形成当前电网的稳定控制策略表。需要指出的是,该方法的实现需要当前电网的运行状态和大量相关的数据信息,实现起来比较困难,在实际的分析计算中很少采用该方法。二是离线方式。它是人为通过对电网不同运行状态下可能遇到的故障进行稳定计算分析后形成的电网的稳定控制策略表的一种分析计算方法。相比较在线方式,该方法实现起来比较简单,缺点是计算、维护工作量大,对电网发展变化的适应性较差。

随着我国市场经济的进一步发展,电力系统的市场化程度也逐渐提高,电力系统运行的环境和运行状态也发生了显著变化。因此,要积极采取相应的控制措施和对策来提高电力系统的安全及稳定性。

参考文献:

[1]李智超.电力系统安全稳定性研究及防护方案[J].河南科技,2011(08).

[2]韩彬.电力系统的安全稳定性研究[J].硅谷,2008(02).

论文作者:赵辉,戴明明,戴鹏

论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期

论文发表时间:2017/12/28

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