通信系統(tǒng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制的作用探討

張捷夫

哈爾濱市阿城電業(yè)局，黑龍江 哈爾濱 150300

引言

近些年，我國的信息技術(shù)已經(jīng)取得了突飛猛進的發(fā)展。人們的生活也早已進入信息化時代。當前，我國絕大多數(shù)電力企業(yè)的電力系統(tǒng)都已經(jīng)發(fā)展成了由物理電力系統(tǒng)和通信系統(tǒng)共同組成的非常復(fù)雜的耦合型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其中，通信系統(tǒng)如果發(fā)生了故障，將會直接影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。因此，對通信系統(tǒng)在電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制中的作用加以研究，有著非常重要的意義。

1 通信系統(tǒng)的穩(wěn)定控制裝置對電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制的作用

在通信系統(tǒng)最初的發(fā)展階段，其穩(wěn)定控制裝置一直使用均方根法作為主要的交流采樣算法。在通信系統(tǒng)的穩(wěn)定控制裝置中，南瑞 FWK-300分布型控制裝置以及 UFV-200頻率緊急電壓型控制裝置所使用的交流采樣算法都屬于均方根算法，華瑞泰控制裝置與北京四方控制裝置使用的也是均方根算法，但是南瑞繼?？刂蒲b置使用的則是 DFT算法。在電力系統(tǒng)的實際工作中，人們發(fā)現(xiàn)，當均方根算法與 DET算法處在非同步采樣的狀況下時，都存在一個非常致命的缺陷，那就是如果電力系統(tǒng)的頻率偏離了原先制定的50 Hz，那么電力系統(tǒng)在一定間隔的采樣狀況下，可能會產(chǎn)生相對較大的誤差。為此，通信系統(tǒng)的研究人員也對各種各樣的交流算法展開了更加深入的研究。

研究人員在SCS-500E分布型控制裝置中使用了非同步采樣型DET修正算法。這是一種在以往的DET修正算法的基礎(chǔ)上經(jīng)過一定程度的改進而創(chuàng)造出來的。與以往的DET修正算法相比，非同步采樣型DET修正算法的抗諧波性能和精度都有了明顯的提升，但是速度出現(xiàn)了略微的下降。當電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)波形并不會呈現(xiàn)正弦波的形態(tài)。這種情況下使用DET修正算法計算出的數(shù)值可能會小于實際數(shù)值，從而發(fā)生誤判。這時，工作人員應(yīng)使用通信系統(tǒng)中的交流采樣算法，并結(jié)合繼電保護裝置所應(yīng)用的較為成熟的算法，防止使用均方根算法可能會導致短路故障下非周期性的直流電被計算到有效值里面而引起的電流值偏大狀況，從而使電力系統(tǒng)控制在相對穩(wěn)定的工作狀態(tài)[1]。

2 通信系統(tǒng)的故障判據(jù)功能對電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制的作用

通信系統(tǒng)中的故障判據(jù)功能，主要指的是對電力系統(tǒng)中各個交流設(shè)備跳閘故障的判據(jù)，而電力系統(tǒng)的低頻低壓、直流閉鎖、高頻高壓和過載的判據(jù)通常不會發(fā)生太大問題，所以并不在通信系統(tǒng)故障判據(jù)的功能范圍內(nèi)。通常情況下，通信系統(tǒng)的故障判據(jù)功能可以分成兩種，分別是故障跳閘和無故障跳閘。其中，故障跳閘還需要將繼電保護裝置里面的A相、B相和C相的跳閘信號當作系統(tǒng)元件跳閘狀況的參照判據(jù)。由于通信系統(tǒng)的穩(wěn)定控制裝置必須要等到繼電保護裝置發(fā)生動作之后才能發(fā)揮穩(wěn)定控制的作用，因此，繼電保護裝置中會產(chǎn)生合理的分相跳闡信號。當然，故障判據(jù)功能有時也會發(fā)生一些比較特殊的狀況，例如在東北電網(wǎng)的電力系統(tǒng)中，由于一些特殊的原因，通信系統(tǒng)并不能直接將分相跳閘信號傳送給繼電保護系統(tǒng)，而需要先將信號傳送給安控裝置之后，才能傳送到繼電保護系統(tǒng)中，從而起到故障判據(jù)的作用。

長期以來，通信系統(tǒng)中的故障判據(jù)功能對電力系統(tǒng)的無故障跳閘判據(jù)很難將潮流轉(zhuǎn)移狀況與真正的無故障跳閘狀況準確地區(qū)分開來，這導致了多起對無故障跳閘狀況的誤判事件，并引發(fā)了多起因穩(wěn)定控制裝置出現(xiàn)錯誤動作而產(chǎn)生的多切機組超負荷事件，這給很多電力公司帶來了巨大的經(jīng)濟損失。為了解決這一問題，南瑞公司自主研發(fā)出了一種可以對本地測量阻抗的無故障跳閘進行判據(jù)的新的通信系統(tǒng)。它能夠通過測量阻抗線路中的無故障跳閘和潮流轉(zhuǎn)移存在一定差異的機理，解決以往通信系統(tǒng)的無故障跳閘判據(jù)無法對潮流轉(zhuǎn)移和無故障跳閘加以準確區(qū)分的問題。目前，這個新的通信系統(tǒng)已經(jīng)在四川電網(wǎng)中運行了 4年多的時間，其故障判據(jù)功能的真實有效性也得到了工作人員的廣泛認可，對四川電網(wǎng)中電力系統(tǒng)的正常運行起到了良好的穩(wěn)定控制作用。

3 通信系統(tǒng)的標準化軟件對電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制的作用

在對電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制的工作中，通信系統(tǒng)的標準化軟件也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定控制工作而言，通信系統(tǒng)標準化軟件的主要作用有：（1）標準化軟件可以有效地減少電力系統(tǒng)中的編程人員以及調(diào)試人員的日常工作量；（2）標準化軟件可以提高電力系統(tǒng)安控裝置軟件的可靠性；（3）標準化軟件能夠減小電力系統(tǒng)后期改造與維護工作中的工作量。也就是說，標準化軟件通過建立統(tǒng)一的模型和語言，來將電力系統(tǒng)抽象化，使其抽象成一組獨立的模型，然后再利用這個對象模型對電力系統(tǒng)中穩(wěn)定控制系統(tǒng)的各項軟件加以設(shè)計，并對其展開具體的需求分析。通信系統(tǒng)的標準化軟件能夠直接面向目標進行編程，這種模式可以有效地解決在嵌入編程工作中可能會遇到的實時性問題[2]。用這種標準化軟件搜索和匹配到的狀態(tài)模型會穩(wěn)定控制電力系統(tǒng)軟件當中的各個元素，并和有限狀態(tài)下的計算機模型共同建立一個相互對應(yīng)的關(guān)系，從而實現(xiàn)策略與搜索的聯(lián)系，使電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運行。

4 總結(jié)

由此可見，通信系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行中，發(fā)揮著不可替代的控制作用，而通信系統(tǒng)中的穩(wěn)定控制裝置、故障判據(jù)功能和標準化軟件則是產(chǎn)生作用的關(guān)鍵組成?？梢灶A(yù)見，在智能電網(wǎng)以及特高壓電網(wǎng)的不斷建設(shè)下，電網(wǎng)在未來的業(yè)務(wù)將會越來越廣泛，職責也會越來越重大，因此，電力企業(yè)的管理者應(yīng)充分認識通信系統(tǒng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的控制作用，并做好通信系統(tǒng)的保護工作，這樣才能真正實現(xiàn)電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]黃弘揚.交直流電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析與控制問題研究[D].杭州：浙江大學，2014.

[2]陳慶前.電力系統(tǒng)安全風險評估與應(yīng)急體系研究[D].武漢：華中科技大學，2012.