從地級(jí)調(diào)度的角度淺談電網(wǎng)運(yùn)行中的“三道防線”

駱劭璟

（惠州供電局電力調(diào)度通信中心，廣東 惠州 516000）

所謂“三道防線”是指:在電力系統(tǒng)受到不同擾動(dòng)時(shí),對(duì)電網(wǎng)保證安全可靠供電方面提出的要求：

當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生常見的概率高的單一故障時(shí),電力系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)保持穩(wěn)定運(yùn)行,同時(shí)保持對(duì)用戶的正常供電。

當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生了性質(zhì)較嚴(yán)重但概率較低的單一故障時(shí),要求電力系統(tǒng)保持穩(wěn)定運(yùn)行,但允許損失部分負(fù)荷 (或直接切除某些負(fù)荷,或因系統(tǒng)頻率下降,負(fù)荷自然降低）。

當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生了罕見的多重故障 (包括單一故障同時(shí)繼電保護(hù)動(dòng)作不正確等）,電力系統(tǒng)可能不能保持穩(wěn)定,但必須有預(yù)定的措施以盡可能縮小故障影響范圍和縮短影響時(shí)間。

設(shè)置三道防線是我國(guó)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行成功的經(jīng)驗(yàn)，但還應(yīng)進(jìn)一步采取有效措施，加強(qiáng)三道防線建設(shè)，不斷提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，本人作為一名地調(diào)調(diào)度員，在運(yùn)行工作中對(duì)三道防線有一定的認(rèn)識(shí)，在下文將在各個(gè)方面對(duì)三道防線進(jìn)行淺顯的闡述。

1 第一道防線：合理完善的電網(wǎng)，快速可靠的保護(hù)

在第一道防線里，要保證發(fā)生常見的概率高的單一故障不損失負(fù)荷，不影響電網(wǎng)正常運(yùn)行，電網(wǎng)必須完善，在220kV或更高等級(jí)的電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，基本都為多電源網(wǎng)絡(luò)，在單條線路跳閘后，仍能維持正常的供電。

當(dāng)電網(wǎng)不夠完善時(shí)，特別是只有單線路供電的廠站，可靠動(dòng)作的重合閘顯得由為重要，在電網(wǎng)常見的故障中，線路的瞬時(shí)接地故障占有極高的比例，重合閘能夠迅速的切除故障同時(shí)保證線路繼續(xù)正常供電運(yùn)行，是實(shí)現(xiàn)第一道防線的一個(gè)較為重要的保證。當(dāng)然，對(duì)于不能滿足N-1的電網(wǎng)方式，僅僅靠重合閘是不夠的，精心進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，既要加強(qiáng)一次電網(wǎng)的建設(shè)，合理的安排運(yùn)行方式，才是第一道防線的基礎(chǔ)。

當(dāng)電網(wǎng)足夠完善后，高速、準(zhǔn)確地切除故障元件的繼電保護(hù)和反應(yīng)被保護(hù)設(shè)備運(yùn)行異常的保護(hù)顯得更為重要，快速、可靠的保護(hù)可以在盡可能小的范圍內(nèi)切除故障，減少系統(tǒng)產(chǎn)生的不平衡能量，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行而在滿足N-1條件的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，即使是單條線路的永久故障仍不影響用戶的正常供電。

綜上所述，第一道防線中，靠合理完善的電網(wǎng)保證負(fù)荷不受損失，靠快速可靠的保護(hù)保證電網(wǎng)的穩(wěn)定。這是筆者對(duì)第一道防線的理解。

2 第二道防線；保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的安全自動(dòng)裝置

在第二道防線的意義，最關(guān)鍵是保障確保電網(wǎng)在發(fā)生概率較低的嚴(yán)重故障時(shí)能繼續(xù)保持穩(wěn)定運(yùn)行，其中包括自動(dòng)重合閘裝置：除減少重合于永久故障時(shí)系統(tǒng)不平衡能量外，盡量減少網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?，盡快恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)輸電能力；還包括備自投、事故減出力、自動(dòng)切負(fù)荷、抽水改發(fā)電等裝置和措施，以此快速保持穩(wěn)態(tài)發(fā)輸電能力與用電需求的平衡。還有過負(fù)荷控制：連鎖切機(jī)、切負(fù)荷，遠(yuǎn)方切機(jī)、切負(fù)荷等，能夠保持穩(wěn)態(tài)輸電能力與輸電需求的平衡。

按照《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》對(duì)穩(wěn)定的分級(jí)與要求，惠州電力系統(tǒng)中裝設(shè)了大量安全自動(dòng)裝置（以下簡(jiǎn)稱“安自裝置”），包括安全穩(wěn)定控制裝置（簡(jiǎn)稱“穩(wěn)控裝置”）、低頻低壓減載裝置以及備自投裝置等。各種類型的安自裝置構(gòu)筑了惠州電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的第二道、第三道防線，其主要作用是在系統(tǒng)發(fā)生故障、第一道防線的繼電保護(hù)裝置切除故障元件后，按設(shè)定的判據(jù)、控制策略采取切機(jī)、切負(fù)荷或解列等措施，確保主網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

同時(shí)，隨著負(fù)荷的不斷上升，惠州大部分220千伏變電站負(fù)荷超過控制界面，為保證設(shè)備安全，避免N-1時(shí)造成事故擴(kuò)大，被迫將相關(guān)220千伏變電站110千伏母線分列運(yùn)行，主電源系統(tǒng)可靠性下降。所以三棟站、鎮(zhèn)隆站、風(fēng)田站、仲愷站、秋長(zhǎng)站、東澎站、九潭站安穩(wěn)裝置投入了主變過載切負(fù)荷功能。主變過載切負(fù)荷功能指：當(dāng)一臺(tái)主變跳閘后，另外一臺(tái)主變的負(fù)荷超過1.4倍額定電流便延時(shí)6″切除負(fù)荷至額定電流，盡量彌補(bǔ)因負(fù)荷過重對(duì)電網(wǎng)造成的風(fēng)險(xiǎn)。

3 第三道防線；失步解列與頻率、電壓控制以及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控

其中失步解列是指在互聯(lián)電網(wǎng)失去同步后，在預(yù)定的地點(diǎn)解列，以求各子網(wǎng)能獨(dú)立滿足供電需求。頻率控制指的是通過低周減載、開啟備用機(jī)組等滿足頻率要求，通過高周切機(jī)保證頻率穩(wěn)定、機(jī)組安全。而電壓和無(wú)功控制指的是通過低壓減載和增發(fā)無(wú)功維持電壓水平，防止電壓崩潰。

對(duì)于中國(guó)的整個(gè)電網(wǎng)而言，前兩道防線都沒能阻隔的大停電事故是非常罕見的，同時(shí)，我國(guó)電力系統(tǒng)在三道防線的實(shí)施中，對(duì)第一道和第二道防線比較重視，有關(guān)的技術(shù)規(guī)定和要求也比較明確，各系統(tǒng)都進(jìn)行了大量工作。但對(duì)第三道防線則未給予應(yīng)有重視，該如何設(shè)置和整定，是許多系統(tǒng)經(jīng)常遇到的問題。有些系統(tǒng)的第三道防線，除了低頻減負(fù)荷以外，沒有采取其他任何措施。實(shí)踐證明，電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)一些事先很難預(yù)料的多種偶然因素湊在一起的復(fù)雜故障，如果缺乏適當(dāng)?shù)拇胧?，這些故障完全可能相繼擴(kuò)大而導(dǎo)致大面積停電。

對(duì)地調(diào)而言，極少接觸到包括失步解列與頻率、電壓控制的各種技術(shù)措施，但是地調(diào)必須有應(yīng)對(duì)大范圍停電的預(yù)防及應(yīng)對(duì)措施，包括風(fēng)險(xiǎn)分析，事故預(yù)案等，惠州地調(diào)在第三道防線的努力主要體現(xiàn)在管理方面，包括加強(qiáng)二次設(shè)備管理，尤其是繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置的管理。對(duì)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置進(jìn)行全面檢查，落實(shí)“反措”的執(zhí)行情況，確保裝置在各種可能情況下正確動(dòng)作，有效制止事故時(shí)的連鎖反應(yīng)。以及按新穩(wěn)定導(dǎo)則要求，加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行方式和穩(wěn)定狀況的分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)存在的問題，提出解決的方案和有效措施，做好應(yīng)對(duì)重大事故的預(yù)案，同時(shí)加強(qiáng)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)管理，將風(fēng)險(xiǎn)管理工作不斷深入、細(xì)化，嚴(yán)把安全關(guān)，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警及防控措施得以及時(shí)而全面地宣貫，風(fēng)險(xiǎn)控制工作越發(fā)井然有序。電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)范管理對(duì)有效降低電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)、防止事故發(fā)生起到了重要作用，有效保障了惠州電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)惠州電網(wǎng)而言，雖然在完善三道防線方面做了巨大的努力，但如果以三道防線的最高標(biāo)準(zhǔn)來(lái)要求，仍有不少可以改進(jìn)和發(fā)展的空間，主要體現(xiàn)在由于部分電網(wǎng)建設(shè)落后于負(fù)荷發(fā)展，重載變電站及N-1不滿足要求的變壓器及線路問題更加突出，大部分重載變電站之間聯(lián)絡(luò)薄弱，線路存在轉(zhuǎn)負(fù)荷困難問題。所以我們?nèi)岳^續(xù)努力，進(jìn)一步采取有效措施，加強(qiáng)三道防線建設(shè)，不斷提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

[1]王世楨.電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行技術(shù)[M].沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，1997.

[2]惠州供電局電力調(diào)通中心.惠州電網(wǎng).2010年運(yùn)行情況總結(jié)，2010.

[3]加強(qiáng)三道防線建設(shè)與管理 保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定——我國(guó)三道防線及電網(wǎng)安全[J]電力設(shè)備，2004.