電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)控制研究

馮志強(qiáng)

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及電力技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，控制電力系統(tǒng)的安全變得十分重要。在電力系統(tǒng)日常運(yùn)行的過(guò)程中，電力系統(tǒng)的安全會(huì)受到很多方面的影響，如果受到大干擾的影響，會(huì)使系統(tǒng)失去應(yīng)有的穩(wěn)定性，導(dǎo)致出現(xiàn)大面積停電，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰或者瓦解。文章分析了電力系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)控制。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);安全監(jiān)測(cè)控制;電力技術(shù);電網(wǎng)結(jié)構(gòu);發(fā)電機(jī);氣輪機(jī)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM711文章編號(hào)：1009-2374（2016）04-0015-02DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.04.008

隨著電力規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及電力行業(yè)的迅速發(fā)展，進(jìn)一步增加了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和單機(jī)容量，由于會(huì)在一定程度上受到經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的影響，電力系統(tǒng)安全問(wèn)題變得更加重要，一旦發(fā)生安全問(wèn)題，就會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間、大范圍停電，因此，需要不斷研究電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)控制，促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展。

1 電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)控制的重要性

經(jīng)過(guò)不斷研究我們可以發(fā)現(xiàn)，合理利用控制電力系統(tǒng)的技術(shù)，提高系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)的控制，不但可以增加系統(tǒng)的安全性和可靠性，還能夠促進(jìn)電力系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展，是一種十分有效的經(jīng)濟(jì)方式。如果想要保障系統(tǒng)具有合理的安全性，需要使用的控制方式為以下兩方面：（1）利用有效和完善的安全監(jiān)測(cè)控制方式;（2）加強(qiáng)電網(wǎng)的建設(shè)和合理安排電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)控制具有一定的重要性，合理安排配置，可以在一定程度上提高輸電能力，并且保證系統(tǒng)穩(wěn)定安全地運(yùn)行。

2 電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)控制的類型

從作用時(shí)機(jī)方面來(lái)說(shuō)，可以把電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)控制分為三種，包括恢復(fù)控制、預(yù)防控制以及緊急控制，分別對(duì)應(yīng)于供電中斷以后的恢復(fù)、故障以前的平衡狀態(tài)以及故障之后的暫態(tài)過(guò)程。依據(jù)不同的控制決策、傳遞、采集信息的方式可以分為以下三種控制方式：（1）就地控制模式?？梢园丫偷匦钥刂坪侠淼匕惭b到每一個(gè)控制站，并且相互之間不會(huì)出現(xiàn)影響，只是依據(jù)就地信息來(lái)切換以及判斷主站、母線出現(xiàn)的故障。（2）集中式控制方式。此控制方式具有獨(dú)立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)，在調(diào)度中心設(shè)置控制中心，以便于能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的狀態(tài)，并且依據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)來(lái)合理地更改控制策略、故障情況，發(fā)出一定的控制命令，達(dá)到安全監(jiān)測(cè)的目的。（3）區(qū)域控制模式。區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)主要就是保障電網(wǎng)可以安全穩(wěn)定運(yùn)行而安裝的控制設(shè)置，通過(guò)通信接口和通道設(shè)施進(jìn)行連接。

3 電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)控制的措施

影響電力系統(tǒng)安全的主要原因就是破壞了電力系統(tǒng)內(nèi)部無(wú)功功率和有功功率之間的平衡，而且不可以進(jìn)行恢復(fù)，所以促進(jìn)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的主要方式就是基于以上原理進(jìn)行分析的。現(xiàn)階段，根據(jù)電力系統(tǒng)安全的情況來(lái)說(shuō)，使用最廣泛的就是負(fù)荷切除、切除發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)快關(guān)汽門(mén)、系統(tǒng)解列、電氣制動(dòng)以及發(fā)電機(jī)勵(lì)磁附加穩(wěn)定控制等方式。

3.1 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁附加穩(wěn)定控制

通過(guò)分析電力系統(tǒng)極限功率的表達(dá)式Pm=EV/X可以看出，如果可以有效地降低發(fā)電機(jī)的電抗能，就能夠顯著地增加電力系統(tǒng)的輸送能力和功率極限。利用發(fā)電機(jī)相對(duì)加速度公式a=wn△Mu/Tj可以發(fā)現(xiàn)，如果可以減小加速度a，就能夠有效降低受到干擾之后發(fā)電機(jī)相對(duì)動(dòng)能變化情況，從而可以在一定程度上提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果可以降低發(fā)電機(jī)電抗以及提高發(fā)電機(jī)慣性常數(shù)，也會(huì)適當(dāng)提高消耗材料的數(shù)量，此外，還會(huì)增加電力重量和尺寸，所以這種方式不是十分適合。可以通過(guò)改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)改變發(fā)電機(jī)特性，不但可以增加功率極限，還可以保障有效的擴(kuò)大系統(tǒng)范圍，因此，這種方式一般都是使用在安裝自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的電力系統(tǒng)中。

3.2 切除發(fā)電機(jī)

切除發(fā)電機(jī)又可以被叫做切機(jī)，這種保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的方式具有很多年的研究歷史。切除發(fā)電機(jī)實(shí)際上就是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障和輸電線路斷開(kāi)的時(shí)候，為了盡可能避免由于加速導(dǎo)致電力系統(tǒng)失去安全性，相關(guān)技術(shù)人員需要盡快切除部分發(fā)電機(jī)組。使用這種技術(shù)的時(shí)候，需要相關(guān)操作人員全面分析功率的供需平衡問(wèn)題。

3.3 切除負(fù)荷

經(jīng)過(guò)分析表明，電力系統(tǒng)負(fù)荷一般都是處在經(jīng)常變化的情況下，為了可以保障電力系統(tǒng)傳輸功率的質(zhì)量，需要合理利用控制系統(tǒng)頻率，以便于得到合理控制負(fù)荷的目的。此外，一旦電力系統(tǒng)運(yùn)行中失去電源，想要保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就需要合理地切除部分負(fù)荷。

3.4 汽輪機(jī)快關(guān)汽門(mén)

如果正在運(yùn)行的電力系統(tǒng)遭受到一定的大干擾，就會(huì)使得發(fā)電機(jī)軸上形成不平衡的功率，從而促使發(fā)電機(jī)形成比較劇烈的運(yùn)動(dòng)，破壞了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在運(yùn)行的時(shí)候，如果調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)非常靈敏，需要保證能夠符合電磁功率的實(shí)際變化情況，可以在一定程度上降低不平衡的發(fā)電機(jī)功率，導(dǎo)致電力系統(tǒng)失去應(yīng)有的穩(wěn)定性。想要保障在出現(xiàn)故障之后具有比較小的輸入功率，就需要完全消除輸出功率和輸入功率之間出現(xiàn)的不平衡，相關(guān)操作人員需要合理地利用再熱式汽輪機(jī)組，控制發(fā)電機(jī)功角檢測(cè)裝置、汽輪發(fā)電機(jī)快速調(diào)節(jié)氣門(mén)以及微機(jī)控制的高速系統(tǒng)，充分分析功角變化實(shí)際情況，然后快速交替開(kāi)、關(guān)氣門(mén)，盡可能降低震蕩時(shí)間，達(dá)到系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

3.5 電氣制動(dòng)

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，一部分水流以及水電廠調(diào)節(jié)閥門(mén)擁有一定的慣性，因此，需要把電氣制動(dòng)看作一種可以很好地提高水電廠穩(wěn)定性、安全性的重要方式。

3.6 電力系統(tǒng)的失步解列裝置

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，電力系統(tǒng)不管是嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)穩(wěn)定、安全的運(yùn)行，還是全面控制和分析電力系統(tǒng)的安全，總會(huì)在不知道的情況下出現(xiàn)偶然。在許多偶然因素經(jīng)過(guò)疊加以后，會(huì)在一定程度上破壞系統(tǒng)的安全性，如果不能進(jìn)行及時(shí)處理故障，就可能出現(xiàn)十分嚴(yán)重的后果，例如，長(zhǎng)時(shí)間、大范圍停電。所以，失步解列裝置對(duì)于降低電力系統(tǒng)造成的影響具有很大作用，可以避免大面積停電。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，研究電力系統(tǒng)安全性對(duì)于電力系統(tǒng)的發(fā)展具有十分重要的作用，隨著電力事業(yè)的不斷延伸和擴(kuò)張，使得電力系統(tǒng)變得更加復(fù)雜和龐大，逐漸開(kāi)始顯現(xiàn)一些安全問(wèn)題。為了保證電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，合理地提出安全控制的有效措施，不僅提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，也具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

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（責(zé)任編輯：周 瓊）