浅谈如何提高电网运行的安全稳定性及管理

标签：电网 电网调度 稳定性

摘 要：电网的安全稳定运行对国民经济意义重大，随着电网的不断互联，电力系统的运行环境更加复杂，对电网的安全稳定运行要求也越来越高。通过分析电网运行中安全稳定性方面存在的问题，对搞好电网安全运行管理的措施作出几点介绍。

一 电网运行安全稳定性分析

在电力系统运行中，保证系统稳定至关重要，如果系统稳定性遭到破坏，可能导致系统瓦解和大面积停电等灾难性事故，给社会带来巨大的损失。随着计算机技术、通讯技术、控制技术以及电力电子技术的发展，及其在电力系统中的应用，有关电网运行的安全稳定性也出现了许多需要解决的问题。

1.数据提供的信息量不足

电网运行的数据包括数字仿真数据及系统中各种装置所采集的实测数据，如管理信息系统、地理信息系统以及各种仿真软件仿真生成的数据。然而工程技术人员通过这些数据所获取的信息量仅仅是全体数据包含信息量的部分，隐藏在这些数据后的还有极有价值的信息是电力系统各种失稳模式、发展规律及内在的联系，对电网调度人员来说，这些信息具有极其重要的参考价值。

2. 安全稳定性的定量显示

电力市场的形成发展，使系统运行在临界状态附近，安全裕度变小，调度人员面临越来越严峻的挑战。因此，应深入了解新的市场环境下电力系统全局安全稳定性的本质，找出电力系统各种失稳模式、内在本质及对其发展趋势的预测，同时，使用浅显易懂的信息来定量估计系统动态安全水平，估计各种参变量的稳定极限，为调度人员创造一个简易实用的条件来处理、分析电力系统的安全稳定问题。

3.安全稳定性的评价及控制

由于电力系统的不稳定类型极其复杂，无法完全预测，调度人员需要更多的专家、更有价值的信息来预测及采取必要的控制措施来保证电力系统的安全稳定运行，这就对安全稳定评估算法的实时性、准确性及智能性提出了挑战。

二 提高电网运行的安全稳定性及管理措施

1.研究新的智能数据分析方法

为解决上面提到的数据提供的信息量不足，安全稳定性的定量显示，安全稳定性的评价及控制等问题，工程技术人员需要掌握系统可能运行空间所蕴含的规律，并使用不断积累的实测数据直接对系统的安全稳定性进行分析。

在这种情况下，单凭人力己无法完成这种数据分析任务，为此，研究新的智能数据分析方法，更多地用计算机代替人去完成繁琐的计算及推导工作，对提高系统运行的安全稳定性具有重要的意义。

2.规范电网调度运行工作

近年，随着电网迅速发展，计算机保护和高新科技的不断应用，以及调度自动化系统的日益完善，电网调度的现代化程度越来越高，这对电网安全性和经济性的提高发挥着积极的促进作用。但是因为调度员操作不规范、误调度等原因，使得电网的安全稳定问题依然十分严重。因此，为保证电网安全运行，应认真考虑人的因素，杜绝误调度、误操作的人为事故发生。在电网调度上，应从规范交接班、规范调度操作、提高事故处理能力等方面着手，进一步提升调度员驾驭电网的能力和执行力，促进电网的安全稳定运行和调度运行的规范化管理。

2.1规范交接班制度

交接班是保证电网调度连续性的重要环节，规范的交接班制度，是确保交接内容完整、调度思想统一的保证。只有交接清楚，后续工作才能顺利开展。如果交接不清楚，就有可能造成误送电、漏送电的情况，严重时甚至造成电网瓦解、人身伤亡等事故。

2.2 规范调度操作命令

b 在导通进入稳态后，由于并联元件在导通状态下的伏安特性(正向压降)有差异， 则引起稳态电流不均。过去多年来，提高并联可控硅桥中电流的分配总是一个问题。没 有一个实用的方法，正如交流进线的位置、在每个可控硅桥进线口的均流电抗器都不是 完全有效的。实际上在最好的情况下可接受 10%的额定电流不对称量已经超出了理论的 要求。东方电机由于采取了作为软件功能的动态电流分布，使流过每一个可控硅桥的电 流差不多是相等的。在大多数较大电流应用情况下，由于不必计算电流的不平衡性，通 过动态电流分布可以节省一个可控硅桥。此外，成组的可控硅整流桥的交流进线可以在 右边进线或者在左边进线。 这是因为不必考虑从变压器的二次侧到可控硅整流桥合适的 电磁路径。从而，交流母排内部互相连接是统一的和标准化的。因此，内部互相连接的交流母排的工作和费用极大地减少。

东方电机在解决以上电流分配不均方面采用以下方法：

a.在调节器内采取了作为软件功能的动态电流分布，使流过每一个可控硅桥的电流差 不多是相等的。

b. 在并联支路元件的选配上，保证所选元件的开通特性和正向压降基本一致，即开通 时间的偏差不大于 20 微秒， 正向压降的偏差不超过 0.05 伏， 元件的额定电流降低到 0.8 倍以下使用。

c. 在触发回路设计方面，尽可能提高触发电流的上升率和幅值，使开通时间偏差缩 小;

d. 在元件的排列和引出母线的位置上，力求做到使各支路的电阻相等，自感相等， 互感也大致相等;在母排的选用、处理工艺上力求做到并联支路的一致性。

3. 晶闸管与熔断器配合关系说明

快速熔断器的熔断特性是指通过熔体的熔断电流(峰值)与清除故障时间的关系。 清除故障时间包括熔体的熔化时间与飞弧时间。东方电机在选用熔断器时，采用以下方 法来实现晶闸管与熔断器的配合：

a 选用的熔断器的额定电流小于流过可控硅元件的实际工作电流，即：

式中：IR 为熔体的额定电流，IT(AV) 为整流元件的额定通态平均电流 IA(RMS)为流过桥臂的实际工作电流的均方根值 np 为并联支路数， KCI 为均流系数

b 在预期故障电流的条件下，熔体的熔断特性处于被保护元件的短时过载特性的 下方。预期故障电流是指不装熔断器时，该电路中可能产生的最大故障电流。

熔断器限流特性曲线和熔化特性曲线见附图。

4. 滑极保护方法说明

当发电机出现滑极时，发电机处于异步运行中，转子绕组会感生很大的交流电流， 从而在转子绕组中产生过电压，其值与转差率的大小有关。为了消除滑极所引起的过电 压，采用非线性电阻跨接在转子两端来保护转子和整流桥。

5. 抑制静态励磁装置输出回路中故障电流的方法说明

为了抑制静态励磁装置输出回路中故障电流，东方电机在设计中采取了以下措施：

a 励磁装置内部具有完整的自检和自诊断功能;

b 调节控制和功率部份采用冗余配置;

c 励磁装置设有各种限制和保护功能，如空载过励限制、低频过励限制、最大励 磁电流限制、最小励磁电流限制等功能。