摘要:近几年来,我国经济建设的发展比较迅猛,人民群众的生活水平有所提升,对于电能的依赖程度越来越大,在加上工业化进程的逐渐加快,工厂对电能的需求也给电力企业的发展增加了很多的挑战。建设特高压电网是改善我国电力发展的主要手段,目前,我国特高压电网的建设与运行中还存在诸多问题,对影响特高压电网运行的因素和应对策略进行研究有着重大的意义。
关键词:特高压;电网运行;应对策略
一、特高压的电网建设经济背景
在国内电力的供应过程中,大部分发电机是煤发电机组。在2011年国内火电设备的平均利用时间高达5294h,与2010年相比提高了264h,新增加火电装机的容量大约是5886万kW,是风电、水电与核电三者装机容量两倍左右。到2011年末,国内发电机的容量高达10.5个亿kW。而特高压的电压可以实现电能大规模与高容量的输送,从相关资料中可以看出,在相同条件下,特高压的电网输送电量为现有电网输电量的六倍左右,送电的距离为现有电网的3倍左右。1000kV或者是以上电压,每一天负荷输电量大约是1.2亿kW•h,等同于每一天14列火车运送的煤炭。通常情况下,输电的电压主要分别为特高压、超高压与高压。在国际上,通常高压发热电压在35-220kV之间;而超高压的电压一般在330kV-100kV之间;特高压的电压一般在100kV以上。但在国内,特高压的电网主要指1000kV的交流以及±800kV的直流电网,特高压的电网形成和发展条件有以下两个:用电负荷不断增长;负荷中心以及电源基地在地域上是逆向的分布,并且距离比较远。而联网能力比较强、大容量、远距离的输电、占地少是特高压电网主要特点。
二、特高压电网运行影响因素
特高压电网运行过程中的影响因素和其他因素造成一定的麻烦,因此有必要对特高压电网运行的影响因素进行研究,并采取相关措施排除,以提高电网运行的安全性和稳定性。
2.1潮流控制的影响
在特高压电网建设的初始阶段,有许多地方有待改进。从理论上说,特高压电网的潮流控制是在不同的领域相互协调的。但实际情况会受到机组容量和机组输出振动面积的影响,时间滞后等因素的调整,在协调控制中存在诸多问题。大容量的直流线路阻塞,大容量机组的运行,大型间歇性电源接入等因素来控制联络线功率带来的干扰,使其控制难度大大增加,损坏系统的暂态和静态稳定性。此外,它也会引起继电保护动作,进而引起一系列的连锁故障。
2.2失稳与连锁故障
特高压输电通道出现故障,容易引起线路过负荷和功率不平衡,会影响特高压电网的稳定性和安全性。研究发现,特高压输电线路故障的影响因素分为外部因素和内部因素。外部因素包括人为错误操作、电气环境、自然天气等。由于特高压电网具有大的功率容量,因此,故障往往会造成不好的现象:首先,增加了发电机的功率角摆动,增加输电,从而造成电压崩溃或功率角振荡稳定的破坏;其次,传输线跳闸的可能性在传输过程中有很大的增加,从而导致其他级联故障。此外,特高压的发展过程中易形成电磁环网。当特高压线路一旦故障的低压电力线会增加,增加线路过载和过载的概率,进而威胁系统的安全。
2.3安全稳定装置和继电保护
考虑到特高压系统的高电压水平,因此,使用的安全性和稳定性在继电保护装置更复杂。一旦这些保护系统故障,同样会影响特高压电网的正常运行。对于继电保护装置的安全性和稳定性等负荷或故障,会使线路过载大幅度增加,从而导致线路出现连锁故障。
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三、特高压电网运行影响因素的应对策略
3.1增强继电保护装置的性能
因为特高压电网运行和输送具有特殊性,所以要配置继电保护装置来保障其运行的可控性,可以在故障出现时及时切断故障点,不会使整体电网出现较大幅度的波动。因此在规划和设计特高压电网过程中,应重点加强继电保护装置的配置及运用,还要对其进行定期性检查,确保其始终处于良好的运行状态。
3.2优化电网架构及其运行方式
要想从根本上降低特高压电网运行过程中的安全风险,还可以通过交直流电间的互相协调,提升对电网调控的能力,减少因大规模潮流转移而出现的线路超负荷现象。在优化特高压电网的架构以及其运行方式时,还可以规避电网本身的安全风险,减少因为检修方式带来的电网系统超负荷转移及其他故障。
3.3建立健全特高压电网安全风险的预警与管控机制
除了运用科学的技术手段对特高压电网运行过程中的安全风险进行规避,还要对特高压电网在运行过程中的安全风险预警与安全风险管控工作给予高度重视。一方面,要建立并完善安全事故预警和应急方案,根据安全事故发生的特点和等级进行合理分类,制订出合理有效的解决方案;另一方面,要加强对相关工作人员的管理和培训,使工作人员在面对特高压电网运行系统出现安全问题时,可以按照相关的操作顺序和运行方式解决系统出现的问题,进而避免因人为操作所导致事故的发生几率。
3.4增强相关的安全稳定措施
要有效的保护特高压电网系统的正常运行,还应该采取更加有效和合理的方式,并且采取的方式还要具有安全稳定性。还可以根据实际问题发生的情况,有选择性地对电网的负荷和机组进行切断。当然,这首先应对特高压电网在运行时所采取的安全稳定方式进行合理的规划和设计,使之具备较强的针对性和实际使用性,从而达到相互配合、有效协调的目的;其次,要保证特高压电网在运行时所使用的安全稳定装置和继电保护装置的正常运行,以保证特高压电网运行系统的安全稳定性。这样即使系统出现突发情况也可以得到及时解决和处理。
3.5对安全风险管理形成常效化机制。
对特高压电网运行进行管理的相关部门,还要对特高压电网运行系统的安全风险管理工作及管理的内容进行长期的、有效的管控。建立健全更详尽的安全风险管理制度和管理体系,提升相关工作管理人员对特高压电网运行系统的正确理解,并培养其对安全风险进行主动管理的自主意识,相关管理人员应按照相关管理规定严格地、标准的、规范的程序进行管理操作,使特高压电网运行系统的安全风险管理工作变得常态化与规范化,促进其长远的发展。
结语
总的来讲,根据我国的能源分布以及经济发展情况,发展特高压电网技术,实现电能的远距离输送是必然选择。由于特高压技术还处在发展的初级阶段,不可避免的会受到各种因素的影响,降低输电的安全性和稳定性,因此技术人员必须从运行风险因素出发,积极寻找应对策略,为特高压电网技术的进一步发展创造条件。
参考文献
[1]刘楠,唐晓骏,张文朝等.特高压电网接入河南电网后电磁环网的解决方案研究[J].电力系统保护与控制,2011.
[2]李纪昌,霍峰,张彦斌,等.超高压电网继电保护状态检修及初步实施探讨[J].电工技术,2013.
李颖(1991.03.07—),性别:女;籍贯:陕西;民族:汉;学历:研究生;研究方向:电力系统及其自动化;单位 :陕西省电力公司检修公司.
郑航(1991.01.07—),性别:男;籍贯:陕西;民族:汉;学历:研究生;职称:无;职务:无;研究方向:电力系统及其自动化;单位 :陕西省电力公司检修公司.
论文作者:李颖,郑航
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/28
标签:电网论文; 特高压论文; 因素论文; 故障论文; 风险论文; 系统论文; 电压论文; 《电力设备》2018年第2期论文;