楊杰 王亮 陳俊學(xué)

摘要：在現(xiàn)代化運(yùn)輸系統(tǒng)當(dāng)中，電網(wǎng)輸送是其中較為重要的構(gòu)成單元之一，我國(guó)電網(wǎng)首先實(shí)現(xiàn)了特高壓長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)，成為互聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)頭羊，此種信息傳輸形式對(duì)運(yùn)輸效能的總體優(yōu)化是非常有利的，同時(shí)可大大的提升綜合效益。目前，我國(guó)電網(wǎng)特高壓傳輸技術(shù)早已在世界上處于領(lǐng)先的地位，我國(guó)電網(wǎng)企業(yè)逐漸向信息自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，必然將成為世界制定的具體指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；穩(wěn)定控制裝置；工程化解析

前 言

電力系統(tǒng)的日常運(yùn)行要加強(qiáng)安全保障，建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)最優(yōu)的自動(dòng)化系統(tǒng)，科學(xué)規(guī)劃電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，確保電力系統(tǒng)不出現(xiàn)擾動(dòng)或故障。而一旦出現(xiàn)故障，就要進(jìn)行電力系統(tǒng)的穩(wěn)定控制，采取一系列措施，使系統(tǒng)回歸穩(wěn)定，防止出現(xiàn)大面積停電事故。

一、電力系統(tǒng)穩(wěn)定概念及類別的劃分

綜合電力系統(tǒng)穩(wěn)定概念及聯(lián)合工作概念作出以下的解釋：在特定的初始運(yùn)作方式之下，會(huì)受到物理擾動(dòng)的影響，電力系統(tǒng)依然恢復(fù)到原有的平衡狀態(tài)，在這個(gè)平衡點(diǎn)作用下，電力系統(tǒng)中大多數(shù)的系統(tǒng)處于正常的形態(tài)，以此使得電力系統(tǒng)完整性能得到很好的保證，這便是我們常說(shuō)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。工作組的電力系統(tǒng)穩(wěn)定劃分為以下三種類別，其中，三種類別包含了：功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定。

1.功角穩(wěn)定

電力系統(tǒng)當(dāng)中，會(huì)遭受屋里擾動(dòng)的影響，同步發(fā)電機(jī)依然會(huì)處在同步運(yùn)作狀態(tài)下，我們統(tǒng)稱其為功角穩(wěn)定。同時(shí)互聯(lián)體系也會(huì)遭受擾動(dòng)的影響，隨之會(huì)有線路輸送功率較大的狀況發(fā)生，同步發(fā)電機(jī)不能夠做到與電力系統(tǒng)同步進(jìn)行，這將對(duì)電力系統(tǒng)的瓦解造成很大程度的影響。

2.電壓穩(wěn)定

電力系統(tǒng)穩(wěn)定定義在聯(lián)合工作組當(dāng)中對(duì)其有了全新的界定：初始運(yùn)行狀態(tài)之下的電力系統(tǒng)全部母線于電力系統(tǒng)遭受到擾動(dòng)的情況下依然可以穩(wěn)定比較穩(wěn)定的電壓，系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷供電與負(fù)荷需求相互間依然能夠?qū)﹄妷悍€(wěn)定性進(jìn)行維持。

3.頻率穩(wěn)定

電力系統(tǒng)因遭受到擾動(dòng)的影響，負(fù)荷需求與電力系統(tǒng)向負(fù)荷供電是不能夠保持平衡狀態(tài)的，電力系統(tǒng)依然可以確保電流頻率性能的穩(wěn)定，我們將其稱為頻率的穩(wěn)定。

二、 穩(wěn)定控制系統(tǒng)基本模式

在不同狀態(tài)之下將穩(wěn)定控制系統(tǒng)劃分為就地控制模式、集中控制模式、區(qū)域控制模式。

1.就地控制模式

就地控制模式是在對(duì)信息采集的前提下進(jìn)行的一種有效掌控，針對(duì)各廠站單獨(dú)的進(jìn)行安裝，對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行行之有效的科學(xué)控制，可直接的通過(guò)便捷的聯(lián)切或遙切對(duì)信息進(jìn)行搜集及控制，僅能夠?qū)Ρ緢?chǎng)站中的電力系統(tǒng)存在的問(wèn)題進(jìn)行處理，而各廠站相互間是不能夠進(jìn)行信息的交換的，此種穩(wěn)定裝置是比較落后的一種控制裝置，可是，在我國(guó)控制模式中屬于“前輩”，對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的控制，確保電網(wǎng)傳輸性能及災(zāi)害的預(yù)防有著非常重要的歷史意義，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著巨大的貢獻(xiàn)。

2.區(qū)域控制模式

區(qū)域控制模式是在控制決策形式基礎(chǔ)上所形成的一種控制方式，通常，在不低于 2 個(gè)廠站安裝穩(wěn)定的控制設(shè)施，同時(shí)利用通訊接口共同構(gòu)成完整性的區(qū)域穩(wěn)定控制體系，各廠站信息進(jìn)行交換，進(jìn)行發(fā)布，此種控制模式能夠促使區(qū)域性電網(wǎng)穩(wěn)定問(wèn)題得到有效的處理。從控制覺(jué)得方法入手，將區(qū)域控制模式進(jìn)行劃分：幾種決策模式、分散決策模式。其中，區(qū)域穩(wěn)定控制模式是由幾個(gè)子站共同構(gòu)成，各子站的實(shí)際運(yùn)作情況與區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行方式都是在主站匯合之后再輸送至子站的。電力系統(tǒng)只能對(duì)區(qū)域信息進(jìn)行速記 - 判斷 - 利用，促使電力系統(tǒng)區(qū)域安全穩(wěn)定性能得到良好的保障。

三、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定控制

電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，一旦出現(xiàn)異常或者擾動(dòng)，就要啟動(dòng)穩(wěn)定控制體系，首先及時(shí)隔離電力系統(tǒng)中的故障元件，避免故障升級(jí)或擴(kuò)大，其次是實(shí)施穩(wěn)定的控制方法，避免系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況，最后是一旦系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況，要采取措施，避免出現(xiàn)大面積停電事故，盡可能的保護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

1.快速隔離故障元件

通過(guò)一些繼電保護(hù)裝置快速準(zhǔn)確的隔離電力系統(tǒng)中的故障元器件，當(dāng)出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，繼電保護(hù)裝置以及斷路器能夠準(zhǔn)確響應(yīng)，不能出現(xiàn)錯(cuò)誤響應(yīng)，不響應(yīng)的現(xiàn)象，造成故障的升級(jí)擴(kuò)大。隨著電力系統(tǒng)先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，要研究相適應(yīng)的故障特征挖掘、辨識(shí)、預(yù)警及預(yù)防技術(shù)，構(gòu)建適應(yīng)特高壓交直流電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

2.實(shí)施穩(wěn)定的控制方法

如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的故障或者出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)未能正確隔離故障元件，電力系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況，為了確保電力系統(tǒng)仍然能夠穩(wěn)定運(yùn)行，就需要實(shí)施穩(wěn)定的控制方法，包括切機(jī)、切負(fù)荷、解列、直流調(diào)制等一系列動(dòng)作，使系統(tǒng)的故障得以穩(wěn)定控制。當(dāng)前，通過(guò)一些電力系統(tǒng)特性分析，優(yōu)化控制策略，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制與緊急控制，確保電力系統(tǒng)能夠及時(shí)響應(yīng)，安全控制。

3.緊急調(diào)度控制

如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障十分嚴(yán)重，或者說(shuō)穩(wěn)定的控制措施沒(méi)有將系統(tǒng)回歸穩(wěn)定。那么需要采取緊急的措施，來(lái)防止可能出現(xiàn)的大面積停電事故。通常會(huì)采取失步解列、高頻切機(jī)、低頻切負(fù)荷、低壓切負(fù)荷等系列方法，防止停止事故出現(xiàn)。同時(shí)，采取認(rèn)為的緊急調(diào)度控制，調(diào)度員及時(shí)判斷故障的性質(zhì)與影響，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，掌控運(yùn)行狀態(tài)，控制故障或事故的范圍，使其不再進(jìn)一步升級(jí)擴(kuò)大，重點(diǎn)保證主網(wǎng)安全。

四、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制方法

1.對(duì)線性模式控制方法的探究

在線性模式的前提下采取的穩(wěn)定控制方法，在電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制當(dāng)中是較為多見(jiàn)的。線性模式控制方法是以電力系統(tǒng)線性模型的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，針對(duì)模型實(shí)施的線性化處理。在非線性電力系統(tǒng)模型的具體一點(diǎn)開(kāi)展泰勒展開(kāi)，便會(huì)促使電力系統(tǒng)某一部位有線性化信息，同時(shí)創(chuàng)建電力系統(tǒng)線性化模型，這樣便能夠運(yùn)用線性系統(tǒng)理論對(duì)電力系統(tǒng)開(kāi)展深入探究。

2.非線性控制觀念下的控制方法探究

（1）利亞普諾夫直接法。在非線性系統(tǒng)基礎(chǔ)上創(chuàng)建的利亞普諾夫直接法，具有非常清楚的物理作用及十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)理論作為前提條件，即便利亞普諾夫直接法潛存一定的不足之處，不能夠供應(yīng)一定的辦法，可是依然潛存多個(gè)函數(shù)的可能性，為此，唯有創(chuàng)建電力系統(tǒng)利亞普諾夫函數(shù)，才能夠?qū)麃喥罩Z夫直接法進(jìn)行有效的運(yùn)用。（2）映射線性化方法。在線性分析方法當(dāng)中，映射線性化方法是較為多見(jiàn)的，屬于一種微分幾何理論線性分析方法，而微分幾何理論具有充分的理論根基，為此，在具體的使用過(guò)程當(dāng)中能夠滿足多種理論方面的需求，可是此種方法也有一定的不足之處，其對(duì)系統(tǒng)模型的精準(zhǔn)度要求是比較高的，其控制規(guī)律也存在一定的復(fù)雜特征。映射線性化方法的運(yùn)用需要對(duì)被控電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行精準(zhǔn)性的控制，可是，如果電力系統(tǒng)的非線性程度較大，那么就會(huì)被控系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)清楚的分析?，F(xiàn)代化電力系統(tǒng)控制以往運(yùn)用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法早已不再使用系統(tǒng)模型，為此，逆系統(tǒng)控制法要與配合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行配合才能夠投入使用，達(dá)到預(yù)期的控制成效。

五、結(jié)束語(yǔ)

電力系統(tǒng)屬于一種較為復(fù)雜化的體系，具備顯著的多目標(biāo)、高維數(shù)、關(guān)聯(lián)性及分散性的特征，若想要對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行成功的有效控制，則一定要對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面掌握，同時(shí)采用多種有效的控制方法，以此達(dá)到成功掌控的目的。

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