摘要：通过分析地区电力系统孤网运行过程中产生的安全稳定问题，并制定多种措施来控制孤网系统。希望能够让某地区的电力系统内部的弧网能够更加安全的运行。
关键词：电力系统；孤网运行；运行问题；安全稳定
我国全社会的用电量正随着经济的发展不断地增加。电力系统的用电规模也在不断地增大。但在系统极端故障情况下，电力系统存在因故障解列导致局部电网孤网运行的风险，本文研究讨论地区电力系统孤网运行中的相关安全稳定问题和控制措施。
1.孤网安全稳定运行研究的意义
目前大型电网具有经济效益高、系统稳定性强等优势，所以在区域内部形成了互联大电网。但是在系统发生极端故障情况时，可能会相继引发一系列的连锁故障，从而使得地区电网中的主网不稳定，无奈成为孤网系统。对地区电力系统孤网运行的安全稳定问题及控制措施的研究具有实际价值，例如2008年中国的雪灾曾经让贵州东部的电网、东南部电网、北部电网和其他地区的电网都处于孤网运行的状态。在运行的过程中进而影响到我国的铜仁地区、凯里地区和遵义地区。其中，凯里地区的电网受灾最严重，容易进一步被冻住，进而出现恶化。继续解列为“五网”分片运行状态（凯里网、铜仁网、都匀网、湖南网、广西三江网）。孤网系统结构较为脆弱难以维持稳定运行，所以，分析和研究孤网运行的状态对于提高孤网本身的安全性和可靠性都有实际的意义[1]。
2.孤立电网的概念
孤立的电网又被称为孤网。这是区别于大容量电网的小容量电网。一般的孤网内部只有几台发电机。在这种运行方式下，由于系统网架结构薄弱，发电机组容量较小，对频率电压波动较为敏感，系统往往无法保持大干扰情况下的暂态稳定，只有有效地控制系统内部的频率，才能够让孤网运行的状态更加稳定。同时要防止系统电压崩溃，最终再让孤网系统运行变得稳定。
3.孤立电网运行中的安全稳定控制
3.1设置高频切机及过速保护装置
局部的电网会因为出现故障而和主网解列，从而引发地区电力系统孤网运行。如果局部电网内部的发电功率供过于求，会使系统频率升高，最终造成一系列连锁的故障。所以，必要时需要对发电机的高频切机、汽轮机保护进行调整，并全方位地进行优化配置，最终使得整体系统能够更好地运行。
如果高频切机保护和汽轮机两者的参数并未实现合理设置，就会诱发停电事故。在火力发电机组中数字式的电液调速系统和超速保护系统一直都发挥着重要的作用。可以有效地防止在系统故障损失过多负荷时，其机组出现转速飞升的现象。
3.2 设置低频解列装置
地区电力系统孤网运行时，由于频率电压控制困难，当系统低频减载动作之后，如果其内部的频率和电压值都不能够恢复到正常值，调度员必须采用一定措施来使得发电机组安全运行。但是在运行的过程中，需要遵循以下原则：
第一，任何种类的发电机组都应该按照一定的顺序进行能够列解，这样才能够在同一时间段内列解到更多量的发电机组，也不会在使用过程中对电力系统造成冲击。第二，应该在各大地区的电网内部选择最低的频率作为限制值。并将所有发电机组内部的低频解列装置的频率都设置一个上限值。第三，如果机组本身的容量大于600MW，则应该将其频率设定在48.0Hz之上。在经过一系列处理之后，汽轮机内部的叶片就不会长时间一直振动，进而在使用的过程中断裂。第四，我们在设置解列频率时，应该先分析各大机组的运行特性，并将燃机值设定的比汽轮机设定的值要低。
3.3设置低频低压减载装置
自动低频低压减载装置在电网运行过程中一直都发挥着重要的作用，也成为了电网运行过程中最基础的一道防线。但是，目前我国仍然没有对低频低压减载装置提出统一的要求，各个地区电网低频低压减载措施也有所差别。需要结合实际情况提出合理的减载方案[3]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体包括如下几点：第一，如果低频减载方案的负荷量较为充足，则大家需要在切除负荷之后也能够保证系统运行的更加稳定。第二，如果低压减载方案较为充分。在操作的过程中则需要满足不同系统运行的要求，这样才能够有效地避免出现过量负荷的现象。第三，如果变电站下网的功率较大，则可以借助低频低压减载装置来有效地切除负荷。如果电网仍然不能够更加稳定的运行，专业人士可以采用连切负荷的措施来让电网更加稳定的运行。
在地区电力系统孤网运行中，由于多数发电机组容量相对较小，不能承受太大规模的负荷变化引起的系统频率电压变化，这时的发电机组内部会出现功率不平衡的状态。此时为了维持系统频率电压在一定限值，不至于导致系统崩溃，需要先设置一个自动的低频减压装置，并结合具体情况切除负荷。
维持系统频率电压，防止因系统功率不足而导致的系统频率崩溃、电压崩溃，从而防止地区孤网系统停电事故。
3.5 设置电力系统无功自动控制装置
在地区电力系统孤网运行中由于负荷的正常波动会对系统电压有一定小的冲击，需要先设置无功率自动控制装置，之后才能够让内部的电压变得更加稳定。根据系统的无功实时平衡情况，电力系统无功自动控制装置自动的增减发电机组的无功出力，以保持系统电压的稳定[4]。同时，根据孤网系统的无功功率平衡自动投入和动态无功补偿装置和静态无功补偿装置有着直接的关系。如果能够在使用的过程中补偿系统中的损耗，就可以有效地提高发电机运行的效率。减少系统负荷与无功源之间的电气距离，提供系统的稳定性，在孤网系统发生波动时，降低对系统造成的稳定性影响。
3.6 孤网运行中的小水电机组
地区电力系统孤网运行中，频率和电压控制问题变得困难，需要孤网系统对频率电压变化进行快速响应。在水力资源较为丰富的地区，系统中存在许多的小型和中型水电站，其中部分容量较大的水电机组具备一定的系统频率电压响应能力。在地区电力系统孤网运行中，调度员应该尽可能的利用水电机组的这一类特点，在系统变化时灵活的将机组投入或退出运行，补偿由于负荷波动、内部故障引起的系统有功和无功功率余缺变化，保持孤网系统运行稳定。在孤网系统内部发生次生故障时，可以作为快速响应机组参与系统频率电压响应，迅速的将系统频率电压恢复到正常范围，防止孤网系统崩溃。
同时，当地区电力系统孤网运行时若出现较严重故障，可能导致孤网系统稳定性崩溃，引起孤网系统全黑。在这种情况下，孤网系统中的小水电机组在一定条件下可以作为地区电力系统孤网黑启动电源，调度员可以尝试从小水电机组重新建立起孤网系统，并依照有关规定和孤网系统具体情况，逐步恢复系统中的发电机组和系统负荷，从而重新构建地区电力系统的孤网运行，保证地区电力系统中重要用户和居民的供电，并让整个地区的电网和主要的联络通道都能够恢复正常运行。
4.结束语
综上所述，本文先以南方雪灾导致的贵州省部分地区电网与主网解列后孤网运行为例，说明研究地区电力系统孤网运行安全稳定问题和控制措施的实际意义，之后再从“设置高频切机及过速保护装置”、 “低频列解装置”、“低频低压减载装置”、“电力系统无功自动控制装置”和“孤网运行中的小水电机组”几大角度来说明如何协调孤立电网内部的发电机组[5]。针对孤网系统中可能出现的一些常见安全稳定问题加以分析，并提出有效的控制措施，以便让地区电力系统孤网运行过程变得更加稳定。
参考文献：
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[2]刘肇旭,赵强,卜广全. 全国电网互联系统频率特性及低频减载方案研究[M]北京：中国电力科学研究院，2017（5）：89-94
[3]冯石练,刘克成,周振东孤立电网中抑制冲击负荷的新控制办法第五 届工业仪表与自动化学术会议,2016(3)：39-44
[4]汪卫华,蕾新颖.无功电压自动装置定值及其运行问题[M].电力系统自动化，2017（5）：169-174
[5]郑爱霞,张建华,李铭.地区电网电压无功优化控制[J].江苏机电工程，2017（5）：89-96
论文作者:刘永雄
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/21
标签：系统论文; 电网论文; 电力系统论文; 地区论文; 机组论文; 电压论文; 低频论文; 《电力设备》2019年第10期论文;