電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計原則探究

楊曉宇

摘要：電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行對社會發(fā)展具有重要影響，因此本文將在電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行基礎(chǔ)上，對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計原則的重要意義進行詳細分析，然后對其內(nèi)容和原則進行深入研究，最后對其結(jié)構(gòu)組成展開系統(tǒng)論述。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);安全穩(wěn)定;控制系統(tǒng);設(shè)計原則

在我國社會的不斷進步發(fā)展和經(jīng)濟飛速發(fā)展的背景下，人們的生活水平得到了大幅度的提升，社會的各個行業(yè)與領(lǐng)域的發(fā)展機遇也在不斷增多。但是正是在這種發(fā)展背景下，電力行業(yè)的電力系統(tǒng)安全設(shè)計中存在的問題成為制約電力行業(yè)發(fā)展的主要障礙。而本文就將在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，對其進行深入研究分析，以期能夠為我國的電力行業(yè)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定發(fā)展提供有效參考措施。

1電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計原則的應(yīng)用意義

電力工程的發(fā)展是在社會文明的演進以及工業(yè)文明不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上誕生的，電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展以及用居民電量的不斷增加，使得現(xiàn)階段我國的電力系統(tǒng)不斷朝著大規(guī)模、大機組、超遠距離的方向不斷演進，而隨著電網(wǎng)規(guī)模的進一步擴大，當其故障發(fā)生時，在電力系統(tǒng)的設(shè)計影響下，就可以在常規(guī)的自動化裝置控制下實現(xiàn)系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性[1]。另外，電力系統(tǒng)中的自動化裝置不僅是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要保障，同時也是提高配電網(wǎng)供電質(zhì)量和能力的根本途徑。雖然我國當前的電力系統(tǒng)自動化設(shè)計類型較多，但是從電力系統(tǒng)的整體安全性以及系統(tǒng)附件的配置設(shè)計當中，仍沒有較為統(tǒng)一的概念界定。這使得相關(guān)人員在具體的系統(tǒng)安全穩(wěn)定性管理中存在較大問題。因此，加強電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定系統(tǒng)的設(shè)計對電力系統(tǒng)的發(fā)展優(yōu)化具有積極意義。

2電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計原則

2.1安全裝置的分類及特點

根據(jù)其功能性能的不同，可以將電力系統(tǒng)的安全自動裝置設(shè)立為4個類型，首先是具有較強穩(wěn)定性和防御機制的安全自動裝置，該裝置通常發(fā)生在輸電線路發(fā)生故障時，在自動重合閘的周期內(nèi)，使輸送功率降低，降低系統(tǒng)故障的發(fā)生，或功率失衡引發(fā)的超頻、超壓、超負荷等問題，該類裝置主要應(yīng)用在功率過剩的部位，能夠進一步快速實現(xiàn)系統(tǒng)運行功率的控制，降低了超負荷事故的發(fā)生幾率。其次是為了使非同步運行的自動裝置得到有效減少。再次是與低周期減載裝置相符的，能夠消除對系統(tǒng)內(nèi)損壞設(shè)備的高頻、高壓的局部安全自動裝置。最后是應(yīng)用于系統(tǒng)恢復(fù)的安全自動裝置，它能夠?qū)⒉糠职踩詣友b置暫停的線路進行重連，然后對其進行有效應(yīng)用[2]。在電力系統(tǒng)發(fā)展中，成熟穩(wěn)定的電力系統(tǒng)通常會使用多個安全自動裝置，且每個裝置的特殊性也較大，它既可以實現(xiàn)故障發(fā)生時的線路急切，同時還能夠提高電力系統(tǒng)的安全事故處理效率。

2.2原則分析

2.2.1可靠性原則

在電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計中對于系統(tǒng)的制作可靠性非常嚴格。通常情況下，電力系統(tǒng)的可靠性是按照電力系統(tǒng)裝置在及時動作以及其他動作或不需要進行其他動作的狀態(tài)論述。也就是說，當相關(guān)設(shè)備接收到相應(yīng)的動作指令之后，處于“拒動”的狀態(tài)，當不需要其產(chǎn)生動作卻產(chǎn)生了動作等就是其出現(xiàn)問題的具體體現(xiàn)。另外，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性不僅體現(xiàn)在其安全自動裝置身上，同時還包括安全自動裝置在研發(fā)、設(shè)計的過程中所使用的生產(chǎn)工藝以及制作材料等方面，針對這類問題我們通常通過電力控制系統(tǒng)中的動作界面對其進行判斷和控制。在當前的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定發(fā)展中，很可能存在繼電保護與安全裝置共存的現(xiàn)象，一般情況下，繼電保護器的可靠性會在設(shè)備元件拒動或誤動的情況下使得系統(tǒng)的整體安全穩(wěn)定性大大降低，甚至在應(yīng)用過程中還可能對電力系統(tǒng)中的發(fā)電機組的運行安全帶來一定影響。因而，為了使電力系統(tǒng)的可靠性得到進一步提升，在繼電保護和安全裝置的安裝中要盡量減少這兩種設(shè)備的關(guān)聯(lián)性。

2.2.2實效性原則

在電力系統(tǒng)的安全設(shè)計當中，可以將其劃分為兩個方面，一方面，它是指在電力系統(tǒng)受到較大干擾時，為確保電力系統(tǒng)的運行安全性和穩(wěn)定性而采用的控制系統(tǒng)本地單元的電力或負載量。系統(tǒng)設(shè)備運行后，如果控制量不足，將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，不能起到穩(wěn)定控制的作用，安全系數(shù)降低[3]。因此，在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的過程中，一般會要求系統(tǒng)配置一定的備用容量，當系統(tǒng)中有機組中發(fā)生功率過大時，一般不會造成負載損失;用于負載削減控制選擇較常規(guī)的兩種或三種不重要的負荷消除方法也可以在一定程度上減少影響;第二方面主要針對控制對象的選擇。在有多個控制對象和多個影響因素的情況下，我們需要尋找具有較高控制效果的對象并實現(xiàn)對關(guān)鍵對象的有效控制。

2.2.3控制性原則

電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定系統(tǒng)設(shè)計本身就是一個具有綜合性的系統(tǒng)，它是以分層分區(qū)控制為基礎(chǔ)而建立的。安全穩(wěn)定控制裝置的保護對象不具備明確性的特點，其控制方式通常以范圍為界限。如在發(fā)電廠的遠距離供電的電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制裝置方面，其控制范圍一般為電廠出線，范圍稍大的區(qū)域則可以延伸到下級對出現(xiàn)故障的控制，但是電網(wǎng)之間的穩(wěn)定性問題需要依靠網(wǎng)間控制裝置來完成?；诖?，在電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性設(shè)計當中，需要加強對其設(shè)計的控制管理，以此來確保系統(tǒng)運行的安全、協(xié)調(diào)穩(wěn)定。

2.2.4兼容性原則

在電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性設(shè)計中，由于不同用電區(qū)域?qū)╇娦枨蟮牟煌托枰獙ζ浒踩€(wěn)定性進行有針對性的設(shè)計，而這時候就需要相關(guān)人員對電力系統(tǒng)中的控制裝置的兼容性進行有效評估，然后再根據(jù)電力系統(tǒng)的裝置兼容性確定相應(yīng)的設(shè)計方式，以此對裝置的軟硬件適應(yīng)性和兼容性進行直接判斷和控制。使其能夠符合電力系統(tǒng)安全控制裝置設(shè)置的相關(guān)要求，為實現(xiàn)電力系統(tǒng)相關(guān)裝置的系列化、模塊化發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

3電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)

3.1結(jié)構(gòu)配置要求

電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定設(shè)計通常會涉及兩方面的內(nèi)容，即在電力系統(tǒng)的安全裝置配置專用需要對其雙重配置條件進行綜合考慮，只有這樣才能使系統(tǒng)安全穩(wěn)定的安全可靠性得到有效保障，同時也是降低相關(guān)裝置拒動故障的有效保證。另外就是在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定設(shè)計的安全裝置的功能性得到滿足在的情況下，要盡量簡化其安裝步驟和結(jié)構(gòu)。即在具體的裝配當中，要盡量降低后備裝置與安全穩(wěn)定裝置合在一起的安裝情況出現(xiàn)，以此來降低因裝置本身的復(fù)雜性而導(dǎo)致的備用裝置冗余失效的問題的出現(xiàn)。同時盡可能的簡化其裝置結(jié)構(gòu)還有利于對其的規(guī)范化、模塊化管理，這對提高設(shè)備的投產(chǎn)率以及縮短生產(chǎn)周期具有積極作用。

3.2配置相應(yīng)的快關(guān)氣門裝置

快關(guān)氣門裝置在執(zhí)行瞬時快關(guān)操作時，能夠彌補操作人員的反應(yīng)時間，同時在持續(xù)性的快關(guān)操作中，還能夠?qū)ο嚓P(guān)系統(tǒng)和設(shè)備被進行穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制，這對于提高人員干預(yù)安全性，降低設(shè)備損傷，提高操作規(guī)范具有積極作用，同時對于實現(xiàn)增減負荷提高社會經(jīng)濟效益也具有積極作用。

總結(jié)

電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定設(shè)計對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有積極作用，對于提高電力企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展也具有重要意義。因此在電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定設(shè)計中，相關(guān)企業(yè)部門應(yīng)該加強安全管理裝置的設(shè)置和應(yīng)用，并采取有效的控制方法，以此來實現(xiàn)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的平穩(wěn)控制，為其運行安全、可靠提供有效保障。

參考文獻

[1]呂洋.電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的原則及應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017，14（31）：55，57.

[2]楊曉林.芻議電力規(guī)劃設(shè)計在電力工程設(shè)計中的應(yīng)用[J].電子元器件與信息技術(shù)，2019，3（6）：98-100.

[3]張為海.智能電網(wǎng)電力設(shè)計探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019，（20）：4355.