電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行對策研究

1、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行對策研究 摘要：本文就電網(wǎng)互聯(lián)與電力市場運營下的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行對策進行研究，首先分析當前電網(wǎng)所面臨的安全問題，進而對癥下藥地提出應對策略。 關鍵詞：電網(wǎng)互聯(lián)；電力市場；電網(wǎng)安全 現(xiàn)代社會的建設與發(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)定供應是維護國民經(jīng)濟安全穩(wěn)定運行的重要支撐，也是保障國家安全與穩(wěn)定的重要因素，而在電力能源供應過程中，會受到電力網(wǎng)絡運行的重要影響。因此，出于保障電力能源穩(wěn)定供應的需要，應當對電力網(wǎng)絡運行的安全與穩(wěn)定提出合理的保障措施。 電網(wǎng)互聯(lián)與電力市場運營保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定的必要性 電網(wǎng)擾動帶來的沖擊。電網(wǎng)擾動主要包括三種：自然因素對電力網(wǎng)絡造成的

2、擾動，包括臺風、雪災、雷電與暴雨等，這種惡劣天氣是不可控的，有可能造成區(qū)域性斷電問題，例如，年冬季爆發(fā)的覆蓋整個中國南部的雪災，在災害持續(xù)階段，部分地區(qū)斷電，就是因為雪災導致的線路覆冰，增加了線路負荷，導致線路舞動劇烈，最終產(chǎn)生斷線與倒塔等事故；電力設備自身存在故障問題而引起的電網(wǎng)擾動，比如電力保護裝置發(fā)生故障，進而導致線路誤跳閘；電力網(wǎng)絡在運行過程中，由于人為因素導致的電網(wǎng)擾動。電力網(wǎng)絡在運行過程中，必須明確電網(wǎng)擾動會帶來的影響與沖擊，并采取有效措施，對這些電網(wǎng)擾動事件加以抑制，以減少電網(wǎng)擾動可能會帶來的沖擊與損失。交直流混聯(lián)電網(wǎng)建設的需要。就目前而言，我國電力網(wǎng)絡建設與發(fā)展方向為特大型交直

3、流混聯(lián)電網(wǎng)，以特高壓輸電技術為基礎，使電力網(wǎng)絡運行面臨巨大的變化。特高壓直流運行過程中會存在端系統(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)絡相互制約的現(xiàn)象。因此，區(qū)域電力網(wǎng)絡安全穩(wěn)定裕度會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電力網(wǎng)絡的建設與運營造成相應的壓力，對電力網(wǎng)絡建設與運行的安全與穩(wěn)定提出了新的要求。 電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行對策 采用主動型與對策型的電網(wǎng)安全防御體系。針對電網(wǎng)擾動問題，應當采取主動型與對策型安全防御對策，以減少電網(wǎng)擾動的沖擊。就目前而言，大多數(shù)電力網(wǎng)絡還是采用預案型安全防御策略，將作為主要的配置方案，對電力網(wǎng)絡的運行進行靜態(tài)安全分析

4、，但隨著時代的發(fā)展，這種安全防御措施已經(jīng)無法充分滿足我國現(xiàn)代化電力網(wǎng)絡建設與運行的需求。電網(wǎng)互聯(lián)與電力市場環(huán)境下，應當從主動型與對策型的角度出發(fā)，建立動態(tài)安全防御系統(tǒng)，對電網(wǎng)運行進行動態(tài)化分析。建立區(qū)域一體化的電力網(wǎng)絡調(diào)度自動化系統(tǒng)，比如建設省市縣一體化機制，從區(qū)域整體的角度對電力網(wǎng)絡故障進行信息采集與研究，并開發(fā)動態(tài)化的安全分析系統(tǒng)，以保障大電網(wǎng)整體的安全運行。采用在線分析異地聯(lián)合計算技術。在線分析異地聯(lián)合計算技術的應用是以智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)平臺（）為基礎，對電力網(wǎng)絡運行數(shù)據(jù)與動態(tài)模型進行有效地分析，而這一過程所采用的數(shù)據(jù)信息來源于電網(wǎng)潮流與靜態(tài)模型所搭建的能量管理系統(tǒng)，可以對電力網(wǎng)絡運行

5、的狀態(tài)加以真實反映。另外，動態(tài)模型的構(gòu)建需要采用相應的離線數(shù)據(jù)，從各種角度對電力網(wǎng)絡運行過程中出現(xiàn)的穩(wěn)定性問題進行全面掃描，以便于采取相應措施保障電力網(wǎng)絡的安全運行。關鍵技術。在線分析異地聯(lián)合計算技術需要使用基礎數(shù)據(jù)，并在此前提下，對潮流進行有效調(diào)整，因此在技術方面包括：（）在線數(shù)據(jù)準備技術。以為基礎，構(gòu)建在線數(shù)據(jù)準備功能模塊，建立以全方位數(shù)據(jù)來源的快速數(shù)據(jù)準備功能，實現(xiàn)不同級別調(diào)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)同步運行。（）協(xié)同潮流調(diào)整技術。該技術的應用能夠?qū)崿F(xiàn)不同級別調(diào)控，并且有利于電力網(wǎng)絡的分布式協(xié)同操作，在技術應用的基礎上，實現(xiàn)信息共享。（）電力網(wǎng)絡安全運行評估，主要是就區(qū)域內(nèi)電力網(wǎng)絡的運行進行安全性

6、評價與校核。（）工作流程管理，以智能化系統(tǒng)為前提，實現(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)絡分析等功能進行系統(tǒng)集成，以更好地適應聯(lián)合計算的實際需求。硬件平臺與計算流程。在線分析異地聯(lián)合計算技術的應用，在硬件方面包括計算機設備與網(wǎng)絡環(huán)境，并制定科學合理的硬件架構(gòu)。在實際計算過程中，需要各級電力機構(gòu)對計算結(jié)果進行匯總，并構(gòu)建統(tǒng)一的分析報告，以語言文件的形式進行交互。具體的異地聯(lián)合計算流程為：（）任務啟動，申請采用聯(lián)合計算技術，并形成聯(lián)合計算信息。（）計劃制定，上機單位批準聯(lián)合計算技術的啟動申請之后，制定相應的聯(lián)合計算技術應用計劃。（）潮流調(diào)整，在以上基礎上選擇相應的潮流調(diào)

7、整方式，具體包括串行調(diào)整與并行調(diào)整兩種方式。（）計算分析，可以采用靜態(tài)、暫態(tài)與動態(tài)三個層次進行安全分析。（）對計算報告進行整理。實例分析。年，古浪武勝一線的電力網(wǎng)絡出現(xiàn)了故障跳閘與閘刀無法重合的事故。為了對該事故的原因進行分析，該電力線路周邊的三家調(diào)控機構(gòu)聯(lián)合，采用在線分析異地聯(lián)合計算技術進行聯(lián)合計算。如果電力網(wǎng)絡運行正常，則該線路為線路與雙線路的雙回合環(huán)運行。針對線路故障與停運情況，從靜態(tài)、暫態(tài)、小干擾等層面進行分析，并就電壓穩(wěn)定與斷面穩(wěn)定裕度進行研究。經(jīng)過計算并提交相應的分析報告。經(jīng)過分析確定，武勝變電母線電壓的靜態(tài)安全裕度為，故障原因為白武線開斷，安全線的靜態(tài)穩(wěn)定裕度為，故障問題為安金線

8、開斷，暫態(tài)頻率穩(wěn)定裕度為，存在寧拉線開斷。對其進行阻尼比的計算，如果其特征值，則槡。經(jīng)過計算，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，其額定開斷容量為。對電壓穩(wěn)定結(jié)構(gòu)進行分析，確定存在關鍵線路斷面，電壓穩(wěn)定裕度為，對線路斷面穩(wěn)定裕度進行分析，確定其在線極限為，關鍵性的故障問題為受到暫態(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。針對以上故障問題，采取了合理的處理措施，避免更加嚴重的電網(wǎng)安全穩(wěn)定故障的產(chǎn)生。仿真分析與穩(wěn)定控制技術的研發(fā)。仿真分析與穩(wěn)定控制技術包括三個技術層面：以電網(wǎng)特性為基礎的仿真分析技術；電網(wǎng)互聯(lián)環(huán)境下的聯(lián)絡線功率分析與控制；斷電網(wǎng)電壓

9、穩(wěn)定評估與控制。首先，可以建立國家電網(wǎng)仿真中心，建立數(shù)據(jù)模型混合仿真實驗室，結(jié)合數(shù)字技術與物理模型組合技術，構(gòu)建混合式仿真裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對真實物理裝置的模擬仿真，以更好地反映交直流電力網(wǎng)絡的物理現(xiàn)象。還可以應用多時間尺度動態(tài)全過程仿真軟件，以更好地解決高階剛性微分代數(shù)方程（），有效應對與解決電磁機電暫態(tài)接口存在的問題，構(gòu)建多時間尺度全過程動態(tài)仿真軟件，以滿足大規(guī)模交直流互聯(lián)電網(wǎng)（節(jié)點）的全過程動態(tài)仿真。其次，運用互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡線動態(tài)功率分析與控制技術，對電力網(wǎng)絡安全與穩(wěn)定問題產(chǎn)生的原因進行分析。分析得出區(qū)域性停電產(chǎn)生的原因主要在于聯(lián)絡線功率波動與振蕩。這種擾動共計會造成聯(lián)絡線斷面，影響電力供應的

10、安全與穩(wěn)定。另外，還可以對功率波動峰值進行精準預測，并制定合理的輸電斷面運行限額控制，主要采用的預測方法為波動峰值主導模式線性化快速與預測解析算法。最后，對斷電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性進行評估與控制，可以研發(fā)失穩(wěn)模式辨識技術，并制定一個的電壓穩(wěn)定評價標準。 結(jié)語 電力網(wǎng)絡的安全穩(wěn)定運行是保障國民經(jīng)濟平穩(wěn)發(fā)展、社會生產(chǎn)生活正常進行、維護社會穩(wěn)定的重要途徑。我國電力網(wǎng)絡規(guī)模越來越大，對電力網(wǎng)路的安全穩(wěn)定提出了更高的要求，可以從建設主動型及對策型安全防御系統(tǒng)、在線分析異地聯(lián)合計算技術及仿真分析與穩(wěn)定控制技術等層面入手加以保障。 參考文獻 牟凡，陳興鑫分析電網(wǎng)互聯(lián)和電力市場運營下電網(wǎng)運行科技與創(chuàng)新，（）： 馮長有，金一丁，史東宇