电网安稳系统的探讨与应用

摘要：作为电网“三道防线”之一的电网安全稳定控制系统，在电网发生严重故障和突发事件时能够及时调整电网的运行方式，从而维持电网稳定和避免故障范围的继续扩大。随着电网规模的不断扩大，复杂程度也不断提高，电网安全稳定控制系统已经成为大型电网不可缺少的一个重要部分。从实际应用出发对电网安全稳定控制系统的安装及应用进行了探讨。

关键词：电网；安稳系统；探讨和应用

作者简介：覃剑（1977-），男，广西柳州人，广西电网公司生产设备管理部，工程师。（广西 南宁 530023）

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）29-0213-02

在社会经济不断发展的情况下，人们对电力的需求也越来越大，电网的电力系统容量也越来越大，电网系统结构正在逐渐变得繁杂。同时系统在电力市场出现后，营运状况和营运方法变得越来越多样化，导致电力系统暂态稳定情况更加不容易得到解决。如果电力体系出现不稳定情况，就会导致电力无法正常供应，产生停电现象，甚至会发生整个电网瘫痪的情况。[1]所以，如何保证电网系统的稳定是电力企业的重要工作，而电网安稳系统是保证电网稳定的重要因素，被大量使用到了电网系统中。本文以实际案例为例对电网系统进行分析。

一、案例简介

某电网是电网系统的电力输入端，主要承担着电网下游区域电能输送的功能，整体电网结构图如图1所示。H2电厂和此电网北面使用电压为500kV的s1线连接起来，线1、线2、线3以及电网的南面使用电压为5O0kV的S2线和主网连接起来。整个电网的输送功率在1300MW～1400MW之间。

二、安稳系统的构成以及组成部分的作用

电网安稳控制系统主要是由执行站、站间通道、子站、主控制站构成的，安稳系统通常布置在调度中心，从而对安稳系统起到监控的作用。

通常在电网枢纽变电站上安装控制主站，主要起到辨别电网运行方式和控制子站交换信息、采集全网信息、对事故进行判断和决策、对相关命令进行转发等作用。

在一些比较重要的500kV电车或者变电站上安装控制主站，控制主站主要是用来对主变设备的运行情况进行监控，并把监控信息传送至主站，同时还起到接收主站发送的命令并把控制命令向执行站传输的作用。

一般在切机电厂或者需要切负荷的变电站上会安装执行站，执行站主要是用来把本站的控制量发送到上级子站或者主站，接收上级发送的控制命令，并根据命令中的相关对象进行控制。同时还根据不同地区的情况，具有低频低压切负荷功能和出线过载切负荷的功能。

三、引入区域型安稳系统

为了解决系统中的自适应能力和系统运行方式的问题，经过探讨研究，此电网决定使用分布式稳定控制系统和在线分析预决策系统组成的区域型电网安稳控制系统，以此来提升此电网往主电网传送电力的最大功率，从而使得电力可以被最大化地利用起来。此安稳系统是在专家系统和等面积准则的基础上研发出来的，可以对电网的营运状况有实时的了解，可以快速根据电网实际的系统充裕值和故障情况搜索出来最好的电网控制方法。如图2所示，H1站主站、H2电厂执行站、H13站执行站、H4电厂执行站、H3电厂 B厂执行站、H13站控制子电站7个电站构成了电网安稳系统。从图中可以看到，H1站位于中心区域，因此把对安稳装置可以进行在线控制决策的OPS系统安装在H1站上，同时使用两套分布式安稳控制系统（FWR-300）装置在H1站上。各个执行站、子站使用双通道光纤进行连接，以便它们之间可以进行信息的实时交换。安装有安稳系统的中调管理主站、H7控制主站、H6控制子站和H1主站的OPS系统连接起来，并保持信息互通。中调管理主站主要是对H1站安稳系统收集到的系统情况进行整理，同时对H1站OPS系统计算出来的在线或者离线控制策略表、上位机定值、单元处理机定值等信息进行收集总结。电网安稳的控制策略分为3个级别。元件故障区域控制测量是一级策略，通常包含了特殊方式、正常方式、S2线检修方法等针对元件跳闸的控制测量。后备控制策略是2级控制策略，2级控制策略和1级控制策略作用比较相似。三级控制测量主要是用来辨别主变电压负荷过大的情况。

四、安稳系统的维护经验和出现的问题

1.系统运行的维护经验

为了保证安全系统的作用可以充分发挥出来，就需要制订科学合理的管理方法。电力公司应该制定出专门的电网安稳系统管理制度。通过对系统的技术和配置参数、系统的安装使用原理进行详细介绍，然后根据电网安稳运行工作中总结的经验对电力公司的相关维护人员制定出相关的管理要求。具体为：

（1）在对电网安稳系统进行检查的时候，要认真检查系统的采样值、运行状况、指示灯、压板投退。特别要检查各个电站和安稳系统的通信状况是否良好；在对主变线路或者回变线路进行检修的时候，为了预防特殊电网事故的发生，要制定出事故预想方案。

（2）在安稳系统运行后，对装置的状况要快速审查，并向中调和地调汇报收集到的信息，为了避免安稳装置因为收到跳闸信息产生错误的装置判定信息，要把开关操作箱的跳闸灯及时回归正常。

（3）要及时打印出通道通信和安稳装置不正常的装置信息，并找出异常产生的原因，反馈给进行设备维护的相关部门。如果是装置运行存在的问题，就需要马上向中调进行报告。[2]

（4）要在制度中注明单台开关检修、旁路代路操作、主变单元或线路停电等情况的把手调换或者压板的有关操作注意事项。

对继保维护人员有下面几个方面的要求：

（1）因为安稳装置的电流回路和录波器、保护设施所使用的电流回路是串联的，所以在进行故障录波器和保护设施的实验时，为了不影响安稳系统的整体运行情况，要把安稳装置的回路进行短接，如果不进行以上措施，可能会引起安稳装置动作出口。而且此类事故在2011年曾经发生过。

（2）要在全部通信通道压板和出口压板全部切断的情况下才可以对安稳装置的定制进行修改。

（3）为了防止不正确的切负荷和切机情况发生，要在安稳装置和所有电站切断通信连接，退出压板的时候才可以进行本地试验。

2.此安稳系统实际运行中出现的问题

此电网的安稳系统在投入使用后，整体运行情况是非常不错的，可以准确记录有关线路故障的详细情况，并没有出现电网不稳定或者过安稳的情况，但还是存在一些问题。

（1）安稳系统并没有完全实现实时在线决策并在线进行匹配的这一要求，还只是停留在离线的情况下，预先做出决策，然后进行实时匹配的阶段。

（2）安稳系统设置存在问题也会导致系统不能正常运转，比如曲江站原来的线路保护设备为自保持继电器，在接入安稳装置后，当发生跳闸情况时要使用人工对其位置进行恢复，假如在较长一段时间内没有对跳闸情况进行位置的恢复，安稳系统就会因为接受到过长时间的跳闸信号而自动关闭安稳装置。

（3）安稳系统的通信情况不好，在使用的过程中经常会出现光纤断裂、数据交换拥堵、侧通信不正常、通信插件故障等情况，所以要对通信装置进行正确的设置，同时要加大对通信通道维护和巡视的力度。

五、在安稳系统中应用现代化技术

近几年，随着经济的发展，我国科学技术水平显著提高，各个行业的相关技术都有了飞速发展，电网安稳系统也在科学技术不断的发展下有了新的成长空间。具体为：

（1）广域测量项目。电网广域测量是由连接各个同步相量测量单元的即时通讯网络和全球GPS定位系统构成的，通过使用这一技术可以在相同的时间中对电力系统的运行参数、运行情况、运行方法等信息进行获取，这样就避免了当前系统参数和模型不正确的情况，在对整体信息进行分析和制订全面的暂态稳定控制方案方面有着非常好的效果，从而确保了安稳系统可以实时准确地对电网进行控制。

（2）随着电网系统的规模逐渐增大，为了更好地对系统需求做出回应和处理，单个的计算机已经不能满足系统工作的需要。为了提高系统对数据的运算处理能力，在硬件方面，电网安稳系统应该使用异步通信和工作站计算机群的分布式并行计算技术，从而使得策略表的搜索和稳定分析计算功能可以迅速完成，从而达到电网安稳系统可以在线实时决策的目的。[3]

（3）在以光纤为主要传输工具的情况下，信息传输通道的快速性、安稳性、快速性已经形成，使得安稳系统的功用可以更好地发挥出来，而且在安全性和稳定性的传输技术逐渐成熟的情况下，更有力地确保了在线实时决策系统的稳定运行，而且安稳控制系统也将不会局限于安稳控制装置直接的信息互通，未来将会在电力市场交易系统、完全稳定控制管理系统、能量管理系统、广域测量系统之间进行数据的通信。

六、结语

综上所述，电网的安稳系统是保证电网稳定性的重要部分，因此对电网安稳系统的正确开发和应用对电力企业的发展有着非常重要的意义，尤其在当前我国经济飞速发展的情况下，电力的需求量越来越大，电网的整体结构也逐渐变得复杂。使用正确的电网安稳系统不仅避免了电网事故的产生，促进了电力企业的发展，同时也给用户生活提供了更多的方便。

参考文献：

[1]吴国丙，吴烈鑫.广东电网安全稳定控制系统的功能配置好控制原则[J].广东电力，2006，19（2）.

[2]北京四方继保自动化有限公司.JWK100BE—211 安稳装置[Z].2005.

[3]广东电网茂名供电局.500 kV 茂名变电站现场运行规程（安稳控制系统）[Z].2009.