电网安全稳定系统的研究

摘要：安稳系统作为电网安全稳定运行的第二道防线，其主要作用是通过稳定控制装置，采用切机、切负荷等紧急控制措施，确保电网在发生概率较低的严重故障时能继续保持稳定运行。本文对电网安全稳定系统进行了探讨。

关键词：电网；安全稳定；系统；特点；管理

中图分类号： U665 文献标识码： A 文章编号：

区域安全稳定控制装置指的是在电力系统发生大扰动时，按照特定的控制策略，通过发电厂或变电站的控制设备，实现切机、切负荷、快速减出力、直流功率紧急提升或回降等功能，使系统恢复到正常运行状态。在电力系统装设安全稳定紧急控制装置，是提高电力系统安全稳定性、防范电网稳定事故、防止发生大面积停电事故的有效措施。

一、电网稳控系统的特点

在稳控系统发展初期，稳控系统在增强电网薄弱环节、提高电网输电能力、防止电网严重故障下的暂态稳定问题等方面发挥了巨大的作用。随着我国电网建设的飞速发展和特高压交流/ 直流输电系统的引入，各区域电网的主网结构不断加强，相应地稳控系统也出现了一些新的特点：

1、主要稳定问题反映为热稳问题

许多地区电网500kV 主网架已基本形成双环网结构，尤其是在大电源送出地区电网不断加强，电网稳控系统解决的主要稳定问题已不再反映为暂态稳定问题，而是局部地区的热稳问题。

2、稳控系统控制功能主要是解决局部地区的电源送出问题

电网一般在局部电网送出通道上的大型电厂及枢纽变电站装设安全稳定控制子站和切机/ 切负荷执行站，以解决电源送出通道较为薄弱的问题。

3、稳控系统的基本配置原则由原有的“分层分布、相互协调”转变为“简单可靠、就地为主”

随着稳控系统日益复杂和庞大，稳控装置及通信通道的故障风险和稳控策略的误动风险也不断提高。因此，为了更好地规避以上风险，应该更合理科学地实现分布式稳定控制，稳控系统应多考虑以简单和就地的配置模式。

4、稳控系统的策略整定思路也有一些新的变化

（1）在保证稳控功能的前提下简化稳控策略，弱化不同区域稳控子站之间的联系。

（2） 稳控子站应以解决就地控制功能为主，防止稳定问题扩大化；同时增强稳控执行装置的就地判据功能，减少稳控装置对通信通道的依赖性。

（3）对于极端条件的故障情况，如500kV 站的主变N- 2 故障情况，不考虑加以稳控措施而是以紧急调度方式作为控制措施。

可见，随着区域电网主网环型网架的加强，稳定问题主要集中为局部送出断面或独立供电分区中，基本不存在跨区域性的大范围稳定问题，因此，针对网络结构和主要稳定问题的变化，应该进一步加强稳控系统的分布式控制，对原有主网稳控装置的控制功能进行简化整合。怎样以更简单可靠的稳定控制策略形成整个电网安全稳定防线，这是一个值得深入研究的问题。

二、电力市场环境下的电网安全稳定校核

1、 N- 1 静态校核考虑

在传统的电力工业中，电力系统静态安全分析是保证电网安全稳定运行的一个重要方面，是电力系统安全稳定评估的重要指标。所谓电力系统静态安全分析，是指应用N- 1 原则，逐个模拟断开线路、变压器等元件，检查其他元件是否因此过负荷和电网低电压，用以检查电网结构强度和运行方式是否满足安全运行要求。

一般情况下，为了提高电网的整体安全稳定水平，电网应该满足N- 1 静态校核，但是，N- 1 标准的执行会导致系统在正常情况下非优化运行。然而，在电力市场环境下，N- 1 标准的实施与否，实施到什么程度，关键还是要看是否获得最大的经济效益而定。如果不实施N- 1 标准所获取的经济效益较实施N- 1 标准要大，电网公司有可能会选择不实施N- 1 标准的方案。在这种情况下，电网的安全运行将失去保障，一旦发生异常情况，出现单一线路或设备故障，将导致连锁反应，扩大停电损失，对电力部门的社会效益造成严重影响。

2、 暂态稳定校核的考虑

在传统的电力工业中，电网的暂态稳定校核是衡量系统安全稳定的关键。电力系统的安全稳定水平如何主要在于系统能不能承受某一故障所带来的后果。暂态稳定是指电力系统受到大扰动后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力，通常指保持第一或第二个振荡周期不失步的功角稳定。暂态稳定计算分析的目的是在规定运行方式和故障状态下，对系统稳定性进行校验，并对继电保护和自动装置以及各种措施提出相应的要求。

电力系统在正常运行时有可能由于某种原因发生故障，系统一旦发生故障，如果不能维持稳定而发生停电事故甚至系统崩溃，将会给电网公司造成巨大损失，因此，电网公司为了维持自己的经济效益，必然要保证电网的安全稳定运行，也就必然要考虑电网的暂态稳定校核。

传统意义上，电力系统的安全稳定水平越高越好，但在市场环境下，由于是以经济效益最大化为最终目的，电网公司为了维持自己的利益，对于那些发生几率很小的故障可能不予考虑，这使得电力市场环境下的电网安全稳定考虑可能没有传统电力系统考虑得全面，除非政府予以行政干预。

三、 电力市场环境下的阻塞管理

1、电网阻塞的产生

作为发电商和用户间的电能输送通道，输电网络一直处于核心地位。对电网而言，大多存在着由于经济、环境的制约以及历史因素造成的一些网络上的薄弱环节，主要体现在其输送潮流的能力受稳定校核计算结果的限制，不得超过某一数值，称之为电网阻塞。在开放的电力市场环境下，随着发电与输配电分开，各发电公司之间的竞争将加剧，更加使得输电网络成为资源竞争的瓶颈。输电网络的管理者为了保证输电网络的安全可靠运行，必须对相关环节的潮流加以约束和限制，以防止线路潮流超过稳定极限要求，危及系统安全。

2、电网阻塞问题的解决

在电力市场环境下，电能的主要交易模式有期货、现货及实时交易三种方式。对于不同的交易方式，应采用不同的方法管理阻塞问题。基本原则应是期货交易优于现货交易，现货交易优于实时交易。对于双边交易的阻塞管理，系统调度员根据约定的优先性原则取消或消减一个或多个造成拥挤的交易，而交易被调整的参与者必须服从调度员的安排。理论上说，在可以预见的范围内，期货交易与现货交易不应受网络阻塞的影响。换言之，只有在两种情况下才能发生阻塞：a. 通过网络的实时交易量过大；b. 网络中有设备发生非计划停运。如发生第二种情况，电网公司作为输电网络的拥有者和提供者，有义务向受到影响的网络使用者做出补偿。电力调度中心不承担由于阻塞管理而对有关交易的参与者可能造成的经济损失。

总之，安稳系统通过对区域性大电网的最高电压等级的输电单元进行监控，从而维持电网运行在一个良性的负荷范内。相对以往单一性的小区域负荷监控手段，安稳系统的控制范围扩大到了区域性大电网的范畴。同时，未来安稳装置采用了动态策略之后，不仅能够严格划分电力负荷等级，而且可以通过不断的更新相关指标，以达到让用户负荷等级与用电发展挂钩的目的，改变了以往系统人为制定的一成不变的负荷等级划分制度。

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