電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)策研究

1、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)策研究 摘要：本文就電網(wǎng)互聯(lián)與電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)下的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)策進(jìn)行研究，首先分析當(dāng)前電網(wǎng)所面臨的安全問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)癥下藥地提出應(yīng)對(duì)策略。 關(guān)鍵詞：電網(wǎng)互聯(lián)；電力市場(chǎng)；電網(wǎng)安全 現(xiàn)代社會(huì)的建設(shè)與發(fā)展，在很大程度上是依靠電力行業(yè)支撐的，電力能源的穩(wěn)定供應(yīng)是維護(hù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要支撐，也是保障國(guó)家安全與穩(wěn)定的重要因素，而在電力能源供應(yīng)過(guò)程中，會(huì)受到電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的重要影響。因此，出于保障電力能源穩(wěn)定供應(yīng)的需要，應(yīng)當(dāng)對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定提出合理的保障措施。 電網(wǎng)互聯(lián)與電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定的必要性 電網(wǎng)擾動(dòng)帶來(lái)的沖擊。電網(wǎng)擾動(dòng)主要包括三種：自然因素對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)造成的

2、擾動(dòng)，包括臺(tái)風(fēng)、雪災(zāi)、雷電與暴雨等，這種惡劣天氣是不可控的，有可能造成區(qū)域性斷電問(wèn)題，例如，年冬季爆發(fā)的覆蓋整個(gè)中國(guó)南部的雪災(zāi)，在災(zāi)害持續(xù)階段，部分地區(qū)斷電，就是因?yàn)檠?zāi)導(dǎo)致的線路覆冰，增加了線路負(fù)荷，導(dǎo)致線路舞動(dòng)劇烈，最終產(chǎn)生斷線與倒塔等事故；電力設(shè)備自身存在故障問(wèn)題而引起的電網(wǎng)擾動(dòng)，比如電力保護(hù)裝置發(fā)生故障，進(jìn)而導(dǎo)致線路誤跳閘；電力網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過(guò)程中，由于人為因素導(dǎo)致的電網(wǎng)擾動(dòng)。電力網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過(guò)程中，必須明確電網(wǎng)擾動(dòng)會(huì)帶來(lái)的影響與沖擊，并采取有效措施，對(duì)這些電網(wǎng)擾動(dòng)事件加以抑制，以減少電網(wǎng)擾動(dòng)可能會(huì)帶來(lái)的沖擊與損失。交直流混聯(lián)電網(wǎng)建設(shè)的需要。就目前而言，我國(guó)電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與發(fā)展方向?yàn)樘卮笮徒恢?/p>

3、流混聯(lián)電網(wǎng)，以特高壓輸電技術(shù)為基礎(chǔ)，使電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行面臨巨大的變化。特高壓直流運(yùn)行過(guò)程中會(huì)存在端系統(tǒng)相互影響與相互耦合的情況，而且面臨著特高壓系統(tǒng)與電力網(wǎng)絡(luò)相互制約的現(xiàn)象。因此，區(qū)域電力網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定裕度會(huì)受到影響而有所下降，分布式電源、微電網(wǎng)接入與大用戶直供的供電方式也對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)造成相應(yīng)的壓力，對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)行的安全與穩(wěn)定提出了新的要求。 電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)策 采用主動(dòng)型與對(duì)策型的電網(wǎng)安全防御體系。針對(duì)電網(wǎng)擾動(dòng)問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)采取主動(dòng)型與對(duì)策型安全防御對(duì)策，以減少電網(wǎng)擾動(dòng)的沖擊。就目前而言，大多數(shù)電力網(wǎng)絡(luò)還是采用預(yù)案型安全防御策略，將作為主要的配置方案，對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行進(jìn)行靜態(tài)安全分析

4、，但隨著時(shí)代的發(fā)展，這種安全防御措施已經(jīng)無(wú)法充分滿足我國(guó)現(xiàn)代化電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)行的需求。電網(wǎng)互聯(lián)與電力市場(chǎng)環(huán)境下，應(yīng)當(dāng)從主動(dòng)型與對(duì)策型的角度出發(fā)，建立動(dòng)態(tài)安全防御系統(tǒng)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行動(dòng)態(tài)化分析。建立區(qū)域一體化的電力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，比如建設(shè)省市縣一體化機(jī)制，從區(qū)域整體的角度對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行信息采集與研究，并開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)化的安全分析系統(tǒng)，以保障大電網(wǎng)整體的安全運(yùn)行。采用在線分析異地聯(lián)合計(jì)算技術(shù)。在線分析異地聯(lián)合計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用是以智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)平臺(tái)（）為基礎(chǔ)，對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行有效地分析，而這一過(guò)程所采用的數(shù)據(jù)信息來(lái)源于電網(wǎng)潮流與靜態(tài)模型所搭建的能量管理系統(tǒng)，可以對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行

5、的狀態(tài)加以真實(shí)反映。另外，動(dòng)態(tài)模型的構(gòu)建需要采用相應(yīng)的離線數(shù)據(jù)，從各種角度對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的穩(wěn)定性問(wèn)題進(jìn)行全面掃描，以便于采取相應(yīng)措施保障電力網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。關(guān)鍵技術(shù)。在線分析異地聯(lián)合計(jì)算技術(shù)需要使用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并在此前提下，對(duì)潮流進(jìn)行有效調(diào)整，因此在技術(shù)方面包括：（）在線數(shù)據(jù)準(zhǔn)備技術(shù)。以為基礎(chǔ)，構(gòu)建在線數(shù)據(jù)準(zhǔn)備功能模塊，建立以全方位數(shù)據(jù)來(lái)源的快速數(shù)據(jù)準(zhǔn)備功能，實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別調(diào)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)同步運(yùn)行。（）協(xié)同潮流調(diào)整技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)不同級(jí)別調(diào)控，并且有利于電力網(wǎng)絡(luò)的分布式協(xié)同操作，在技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)信息共享。（）電力網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行評(píng)估，主要是就區(qū)域內(nèi)電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行進(jìn)行安全性

6、評(píng)價(jià)與校核。（）工作流程管理，以智能化系統(tǒng)為前提，實(shí)現(xiàn)不同工作階段與工作環(huán)節(jié)的有效協(xié)同。（）系統(tǒng)集成，將在線示警、網(wǎng)絡(luò)分析等功能進(jìn)行系統(tǒng)集成，以更好地適應(yīng)聯(lián)合計(jì)算的實(shí)際需求。硬件平臺(tái)與計(jì)算流程。在線分析異地聯(lián)合計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，在硬件方面包括計(jì)算機(jī)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并制定科學(xué)合理的硬件架構(gòu)。在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，需要各級(jí)電力機(jī)構(gòu)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行匯總，并構(gòu)建統(tǒng)一的分析報(bào)告，以語(yǔ)言文件的形式進(jìn)行交互。具體的異地聯(lián)合計(jì)算流程為：（）任務(wù)啟動(dòng)，申請(qǐng)采用聯(lián)合計(jì)算技術(shù)，并形成聯(lián)合計(jì)算信息。（）計(jì)劃制定，上機(jī)單位批準(zhǔn)聯(lián)合計(jì)算技術(shù)的啟動(dòng)申請(qǐng)之后，制定相應(yīng)的聯(lián)合計(jì)算技術(shù)應(yīng)用計(jì)劃。（）潮流調(diào)整，在以上基礎(chǔ)上選擇相應(yīng)的潮流調(diào)

7、整方式，具體包括串行調(diào)整與并行調(diào)整兩種方式。（）計(jì)算分析，可以采用靜態(tài)、暫態(tài)與動(dòng)態(tài)三個(gè)層次進(jìn)行安全分析。（）對(duì)計(jì)算報(bào)告進(jìn)行整理。實(shí)例分析。年，古浪武勝一線的電力網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了故障跳閘與閘刀無(wú)法重合的事故。為了對(duì)該事故的原因進(jìn)行分析，該電力線路周邊的三家調(diào)控機(jī)構(gòu)聯(lián)合，采用在線分析異地聯(lián)合計(jì)算技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合計(jì)算。如果電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行正常，則該線路為線路與雙線路的雙回合環(huán)運(yùn)行。針對(duì)線路故障與停運(yùn)情況，從靜態(tài)、暫態(tài)、小干擾等層面進(jìn)行分析，并就電壓穩(wěn)定與斷面穩(wěn)定裕度進(jìn)行研究。經(jīng)過(guò)計(jì)算并提交相應(yīng)的分析報(bào)告。經(jīng)過(guò)分析確定，武勝變電母線電壓的靜態(tài)安全裕度為，故障原因?yàn)榘孜渚€開(kāi)斷，安全線的靜態(tài)穩(wěn)定裕度為，故障問(wèn)題為安金線

8、開(kāi)斷，暫態(tài)頻率穩(wěn)定裕度為，存在寧拉線開(kāi)斷。對(duì)其進(jìn)行阻尼比的計(jì)算，如果其特征值，則槡。經(jīng)過(guò)計(jì)算，區(qū)域振蕩的小干擾穩(wěn)定阻尼比為，振蕩頻率為。銀川東變電母線存在的電流電路，其額定開(kāi)斷容量為。對(duì)電壓穩(wěn)定結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，確定存在關(guān)鍵線路斷面，電壓穩(wěn)定裕度為，對(duì)線路斷面穩(wěn)定裕度進(jìn)行分析，確定其在線極限為，關(guān)鍵性的故障問(wèn)題為受到暫態(tài)穩(wěn)定因素的制約，存在河北武雙回線河西側(cè)一回三永跳雙回。針對(duì)以上故障問(wèn)題，采取了合理的處理措施，避免更加嚴(yán)重的電網(wǎng)安全穩(wěn)定故障的產(chǎn)生。仿真分析與穩(wěn)定控制技術(shù)的研發(fā)。仿真分析與穩(wěn)定控制技術(shù)包括三個(gè)技術(shù)層面：以電網(wǎng)特性為基礎(chǔ)的仿真分析技術(shù)；電網(wǎng)互聯(lián)環(huán)境下的聯(lián)絡(luò)線功率分析與控制；斷電網(wǎng)電壓

9、穩(wěn)定評(píng)估與控制。首先，可以建立國(guó)家電網(wǎng)仿真中心，建立數(shù)據(jù)模型混合仿真實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合數(shù)字技術(shù)與物理模型組合技術(shù)，構(gòu)建混合式仿真裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)真實(shí)物理裝置的模擬仿真，以更好地反映交直流電力網(wǎng)絡(luò)的物理現(xiàn)象。還可以應(yīng)用多時(shí)間尺度動(dòng)態(tài)全過(guò)程仿真軟件，以更好地解決高階剛性微分代數(shù)方程（），有效應(yīng)對(duì)與解決電磁機(jī)電暫態(tài)接口存在的問(wèn)題，構(gòu)建多時(shí)間尺度全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真軟件，以滿足大規(guī)模交直流互聯(lián)電網(wǎng)（節(jié)點(diǎn)）的全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真。其次，運(yùn)用互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線動(dòng)態(tài)功率分析與控制技術(shù)，對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)安全與穩(wěn)定問(wèn)題產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。分析得出區(qū)域性停電產(chǎn)生的原因主要在于聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)與振蕩。這種擾動(dòng)共計(jì)會(huì)造成聯(lián)絡(luò)線斷面，影響電力供應(yīng)的

10、安全與穩(wěn)定。另外，還可以對(duì)功率波動(dòng)峰值進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，并制定合理的輸電斷面運(yùn)行限額控制，主要采用的預(yù)測(cè)方法為波動(dòng)峰值主導(dǎo)模式線性化快速與預(yù)測(cè)解析算法。最后，對(duì)斷電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估與控制，可以研發(fā)失穩(wěn)模式辨識(shí)技術(shù)，并制定一個(gè)的電壓穩(wěn)定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 結(jié)語(yǔ) 電力網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展、社會(huì)生產(chǎn)生活正常進(jìn)行、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定的重要途徑。我國(guó)電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來(lái)越大，對(duì)電力網(wǎng)路的安全穩(wěn)定提出了更高的要求，可以從建設(shè)主動(dòng)型及對(duì)策型安全防御系統(tǒng)、在線分析異地聯(lián)合計(jì)算技術(shù)及仿真分析與穩(wěn)定控制技術(shù)等層面入手加以保障。 參考文獻(xiàn) 牟凡，陳興鑫分析電網(wǎng)互聯(lián)和電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)下電網(wǎng)運(yùn)行科技與創(chuàng)新，（）： 馮長(zhǎng)有，金一丁，史東宇