电力系统安全稳定控制技术及其应用研究

电力系统安全稳定控制技术及其应用研究

雷 鸣，赵选宗、，乔立同，刘世超，杜鹏程，苗伟威

(国网山东省电力公司，山东济南250001)

[摘要] 电力系统作为现实社会最基本的能源输出机构，和广大人民群众的日常生活及我国的国民经济发展密切关联。供电装置运行状态倘若不能够达到稳定，一般可引发大范围、长久性的断电故障，并且由此导致严重的社会财产损失及不稳定的社会负面影响。所以，探讨电力装置安全平稳管控技术且研讨满足社会进步需求的新型电力装置安全平稳管控工艺，对于达到现实电力负载的科学匹配、完善我国目前电力装置的送电功能及电力系统的安全平稳运作具备相当关键的价值。

关键词 电力系统 安全稳定 控制技术

中图分类号TM715

1电力装置安全平稳调控

1.1电力装置稳定运行的基本概念

电力装置运作的基本任务是给广大客户提供持续性的线路电压及功效平稳的电力能源。电源运行的指标集中在输电的精度、稳定性和效率上。发电厂运行的稳定性是满足供电客户长期稳定的需求。它是指长时间、平稳地交付给客户充分的电能效率。它的平稳性能代表电力单位能够有效地处理外部环境中各种可能的干扰，而不会导致用户停止用电的风险概率。效率代表电力线路在遇到外部电压扰动后，保持平稳运行或恢复正常运行状态的速度和能力。

1.2电力装置安全平稳调控机制类型的划分

依照信息收集和传送以及对其处置模式的差异，电力装置安全平稳调控的模式可以划分成如下几类：一是基于场的控制方法。在这种控制方法下，电源控制机制被布置在每个控制站点的下面分散，实现各个站点之间的信息交换。只有按照控制站点的站点控制消息来实现转换和辨别，才能解决控制现场发生的各种问题。二是集中管理和控制。这种控制模式具有单独的通信和参数采集系统，是在电力调度控制中心位于总控设备中，实施在线检测装置的运行形式。按照电源设备操作形成相应的控制手段，给出了操作说明，并对整个电力设备打开了安全、平稳的调节。三者属于区域功能调节机制。区域稳定调节机制是实现电力系统安全稳定运行的一项相关电源。在多站点的配置和控制中安全稳定的调节机制，可以完成各个控制站之间电网运行信息相互通信和控制指令的安全、平稳运行，实现了电源设备的大间隔。

2影响电力系统安全稳定性的原因分析

近年来，随着我国经济发展速度的加快，各产业实现了高速发展。电力产业作为我国基础型经济产业之一，其系统运行的穗定性直接影响着国家经济建设。因此，如何确保电力系统运行的安全稳定是电力工作者必须重视的问题。我国电力事业高速发展促使了电网范围不断扩大;而随着电网数量的不断增加，系统不稳定事故发生的概率越来越高，每一次事故造成的经济损失都非常严重。因此，稳定电力系统运行安全已经成为电力系统从业人员刻不容缓的工作。经过前段时间对东北和华东等地区的电网运行情况进行分析与调查，笔者认为影响电力系统安全运行的原因大致分为三种：薄弱的电网构造体系使得电网经不得任何动荡;必要技术措施的匮乏，或者使用了不正确的防范措施;在系统运行过程中，管理手段与管理目标不能满足系统管理的稳定性与安全性需求。电网构造体系是确保电网安全和稳定运行的基础，同时也是电网系统规划设计环节应认真对待的问题。

3电力装置安全平稳调控的重点工艺

3.1电力装置安全平稳调控的惯用工艺

3.1.1低频调控工艺

低频功率信号频率振荡与器件系统的结构、运行参数以及动力装置的运行状态密切相关，原因是由于长距离输电线路出现了电源波动，大尺度、弱连杆机构型阻尼系统振荡减弱，远距离传输电路的中间部分或接收端电压限制。在安全稳定的控制机制中，增加了微弱频率测试的判断准则和控制手段，即能及时验证和控制微弱频率阻尼振荡。在设备中部的长距离传输电路中，添加支持网络结构、平衡串联电容器件、选择直流输电线路方案和设置同步调节电压相位的实际方法，以加强电压型负荷的功能。

3.1.2低压型调控工艺

线路的大电压波动是推动低压控制过程的基本动力。由于线路电压波动大，导致整个输电网络的异常波动。线路电压的变化是由于线路电压的波动引起的，导致电网的大规模、大规模的电压降低，导致较大的供电区出现意外停电。低压电路控制技术可以依靠相关的信息管理系统来收集电源设备在操作过程中的各种参数，并且能够预测电压故障状态下可能导致的瘫痪电压控制，平滑地实现了中间电压稳定度的分析计算，为电压控制制定了预防措施。

3.2光电传感器的新技术

与传统的电压和电流互感器相比，新型的光电流和电压互感器具有明显的优越性，具有良好的绝缘性能。现代数字信号处理器( DSP)与光电传感技术的结合，已成为电力系统安全稳定控制技术的新方向，其在全球定位系统(GPS)中的应用可以实时解决了广域时间尺度问题。

3.3自适应稳定控制技术

使控制系统对未建模部分的动态过程以及对过程参数的变化变得不敏感是自适应控制的最终目标。其作用原理是这样的：当系统控制过程发生动态变化时，自适应控制系统能及时捕捉这一变化，并实时调节控制策略和相关的控制器参数，从而实现系统的稳定控制。

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，要把电力杀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。电力系统安全稳定控制系统可分为扰动前的电力系统安全系统和扰动后的电力系统安全稳定控制系统。整个系统由三条防线组成。第一条防线确保系统正常运行和满足各类电力系统大扰动的安全要求。当安全故障发生时，防御线可以安全、快速地用继电保护机制消除故障分量，保证电网中常见故障的正常稳定运行。该防线主要应用于继电保护、在线系统设备、安全稳定、预防控制技术等措施。第二条防线采用技术措施，对稳定控制装置和切割机及切削载荷、稳定控制、应急功率调制和串联补偿等进行防失稳，实现系统参数紧急控制严重限制，确保在发生严重故障时能够，继续保持电网稳定运行。第三条防线为防御分裂、再同步.和频率、电压紧急控制技术，能够实现紧急控制，避免系统崩溃，可防止事故的发生。

4.2电力系统安全稳定控制过程

电力系统作为一个动态系统，具有非常复杂的非线性。由于电气系统范围的变化相对较大，且时间短，计算和比较烦琐，决定了电力系统的安全稳定实现控制过程相对复杂。为了保证电力系统的安全稳定控制效果，对于安全控制策略的分析要求应在事放前做好充分准备。解决这个问题通常有两种方法：一是在线方式。该方法基于电网的实时运行状态，通过在线决策系统的服务器对网络的相关故障进行分析和计算，从而形成一个稳定的电流电网控制策略表。应该指出的是，该方法的实施需要当前的网格操作和大量的相关数据信息，这是难以实现的。在实践中，这种方法很少使用。二是脱机方式通过对电网不同运行状态下可能出现的故障的稳态计算和分析，为电网控制策略表的分析和计算提供了一种方法。与在线方法相比，该方法实现比较简单。其缺点是计算和维护工作量大，对电网发展的适应性较差。

总之，充分发掘与综合运用信息技术和计算机网络以及控制领域的先进技术来为电力系统安全稳定控制服务，是提升电力安全系统稳定控制水平的有效方式：电力工作者应努力探索应用新的电力安全控制技术及其运用的合理模式，以确保电力系统的安全稳定运行。

参考文献

[1]黄鹏.关于变电站设备安全运行管理标准化建设的思考[J]. 南方农机，2016，47(1)：81.

[2]易雪莲.浅析发电厂电力系统自动化技术[J].科技创新与应用,2016(18)：167.