提高电力系统安全稳定性的技术与控制措施研究论文_王栋,李建伟

提高电力系统安全稳定性的技术与控制措施研究论文_王栋,李建伟

(中煤平朔集团有限公司 山西省朔州市 036002)

摘要:在整个电网的运行过程中,是由许多部门参与运营的,每个环节的运营都在促进电网整体稳定中发挥着重要的作用。随着我国经济的不断发展,对电力的需求也逐渐增多,我国电网的规模不断扩大,输电线路也逐渐的延长,电网在运行中的环境的也越来越复杂。所以电网运行中必须要确保安全稳定,才能在复杂的运行环境中保持安全高效,为我国经济发展提供源源不断的动力。现今我国电网的运行中,影响安全稳定的因素比较多,要对这些因素进行详细分析,让我国电力系统更好地发展。

关键词:电力系统;安全稳定性;技术;控制措施

1采用先进输电系统技术

1.1提高线路断面能量密度的紧凑型输电技术

紧凑型输电技术是通过对电力输电线路重新进行优化组合排列,在不影响输电能力情况下尽量缩小各相间距离,将各相导线排列于同一输电塔塔窗内,同时增加相分裂根数,可有效减少阻抗增加电容,大幅度地提高输电线路有功功率传输效率,是一种有效的压缩线路走廊,提高有功功率传输效率的新型输电技术。相对于普通输电线路,紧凑型输电线路通过较大幅度地改变线路电气参数及物理特性,达到提高线路电能输送能力,增高线路断面能量密度,增强输电系统稳定性和安全可靠性的目的。

1.2减少线路电抗的串联补偿技术

电力线路的电抗是由于电力线路有交流电通过时,在电力线路周围会产生磁场,使得输送交流电的电力线路呈现为感性特征,线路越长其输送电能的能力越低。低线路电抗的串联补偿技术的原理是:利用串联电容器产生的容性阻抗抵消掉电力输送线路产生的感性阻抗,这样就使得发电机组间电气距离显著缩短,同时同步力矩明显增加,从而达到提高电力输送线路对电能的输送能力进而提高电力系统安全可靠性的目的。串联补偿技术的使用所需投资比例不高,投入相较于整条线路的造价比例较低,投资少却能提高电力输电线路的输电能力,是一种非常有效的提高电力线路输电能力的技术措施。

1.3实时平滑补偿的动态无功补偿技术

电力系统中电能受端系统往往处于经济发达地区,负荷密度较高,因受环境及建设成本限制,电源建设往往落后于电力负荷增长。为保证地区电力供应需要大量接受外部输送的电力,长距离的输电会增加线损并造成无功电压支撑能力不足。解决无功不足问题目前最直接的方法就是在受端系统降压变电站中增加并联电容器组。并联电容器组在无功补偿过程中会根据无功不足量按电容器组进行投切,这种补偿方式会造成无功补偿成阶梯状曲线变动,容易造成无功欠补偿或无功过补偿,最终因无功补偿的原因造成受端系统电压的波动,进而影响受端系统部分电力系统的安全稳定性。而动态无功补偿装置是根据无功功率波动情况实时进行调整补偿的,会根据无功功率缺量实时动态地进行补偿。在动态无功补偿装置的补偿下,输电线路中的电压波动极小,系统运行平稳,提高受端系统电压安全稳定性方面作用明显。受端系统电压安全稳定性的提高也就直接提高了整个电力系统的安全稳定性。

2提高电力系统安全稳定性的控制措施

当电力系统发生故障进而造成系统失稳的情况下,必然会采取恢复系统安全稳定性的控制措施,以结束不稳定状态达到快速恢复稳定性的目的。安全稳定性控制措施的原则一般是分析系统失稳的原因,针对原因制定解决措施,通过控制设备限制失稳状态扩大,寻找恢复稳定措施,然后对措施进行优化,将系统损失减到最小。

安全稳定性控制措施采取的原则应尽量遵循以下几点:(1)控制措施尽量简单,便于实施;(2)尽量避免或减少负荷损失;(3)尽量避免影响或切除大型发电机组。

应采取的主要控制措施:(1)尽量避免切除送端大机组,对于与主网不同步的情况,尽量先切除小型机组,避免切除大型机组,以免造成电网更大的波动;(2)对于电力系统某一区域,如果这一区域存在机群整体相对于主电网不同步,可以考虑对这一区域主电网进行分离,使区域电网与主电网各自保持安全稳定运行。

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3电力系统安全稳定控制系统的建立配置

3.1电力系统安全稳定控制系统建立配置标准

安全稳定控制系统的建立应严格根据《电力系统安全稳定导则》所指定的安全稳定标准进行建立,设置不同功能的安全稳定控制系统,使系统在某一特定严重程度的扰动下,保持在某一规定的安全水平,并应保证电力系统安全稳定的可靠性要求。

3.2电力系统安全稳定控制系统决策方式

电力系统安全稳定控制系统的运行需要根据系统分析得来的数据参数进行决策并反馈解决办法。目前安全稳定控制系统的决策方式主要归为两种类型:离线决策方式和实时在线快速决策方式。其中,离线决策方式是国内应用较早和较普遍的方式,具有非常成熟的运行经验;实时在线快速决策方式目前虽有类似的研究和开发,但由于对计算模型、计算手段、通道等制约条件较多,应用并不普遍。目前各电力系统运行监测部门还达不到实时跟踪随时决策的程度,但随着科技的进步,智能化水平的提高,安全稳定控制系统的实时在线快速决策方式将成为未来发展的趋势。

3.3电力系统在线实时安全稳定控制系统

计算机信息技术、通信技术、仿真技术和在线稳定分析算法的发展,使在线稳定控制系统的实现成为可能。其中,计算机信息技术、通信技术、并行计算和仿真技术为在线稳定控制系统的开发提供了必要的技术基础,广域测量系统及EMS系统的实时信息为在线稳定控制系统的实现提供了完备的数据信息,预想故障筛选、最优控制策略搜索技术的发展为在线稳定控制系统的实现提供了核心的算法基础。

随着智能化、大容量电网的发展,尤其是一批大容量机组接入电力系统,电力系统可能会出现更多不可预知的问题,系统的运行条件可能会变得更加难以预测。掌握电力系统的实时运行信息,对电力系统的运行状态进行动态监视和预警,对于电力系统的安全稳定运行显得十分迫切。基于WAMS/PMU的电力系统同步监测和控制是当前电力系统实时动态监测和控制的最新趋势。电力系统实时动态监测系统的核心是GPS同步技术和相量分析法。由于GPS技术的应用,使得分散在广大区域内的PMU装置在同一时刻采样成为可能,对采样数据进行离散傅里叶变换分析,就能获得向量值。电力调度控制中心的主站系统就能从整个电力系统的层面对相同某一时间点的所有有关电力数据参数信息进行分析,从而掌握大电力系统的动态变化过程。

4综合应对防范技术与控制措施

1)合理分层分区,统一规划,构建网架合理的规划措施。坚持不同类别电源分层分区合理地接入电网的原则。送端电源特别是大型能源基地、大型发电电源应该直接接入特高压或超高压电网。对未来潜在的电力能源送出区域及早进行规划研究,建设合理的输电系统网络。同时对送端电源性质进行分析,针对火电、水电、风电、太阳能等不同发电性质电源根据其能源特点制定不同规划应对措施,对于受端电网部分仔细分析用电负荷性质、潜在问题区域、结构欠缺部分,制定综合应对整改措施,做到从长远规划防范治理,将安全稳定隐患消除在萌芽阶段。

2)提高电力系统故障预先研究分析能力,制定快速响应处理措施。针对电力系统经常判发生的故障进行分析研究,找出故障发生原因,预判发生前的征兆并制定应对解决措施。不同故障制定不同解决应对措施及控制手段,当系统发生故障时可马上响应并提出解决办法,将故障消除在初始阶段。另外除了针对故障发生制定响应处理办法外还需要提高电力系统发生故障后的恢复措施研究,通过提前制定恢复措施可以提高电力事故恢复效率,缩短停电时间,避免不必要的社会影响及经济损失。

结论

随着我国电网规模的不断扩大,要提高我国电网运行的安全稳定性,运用数据仓库技术分析数据,规范电网调度运行,保护电力设施。针对实际电网运行的情况,对影响安全稳定的地方进行及时的分析,使其稳定性和安全性得以实现。通过国家和电力行业的共同努力,可以提高电网的安全稳定性,保障人民日常生产生活。

参考文献:

[1]陈昕宇.电网运行安全稳定性及管理对策分析[J].中国新技术新产品,2016(23):173-174.

[2]廖攀.探析电力系统中的电网稳定性[J].大科技,2016(16).

论文作者:王栋,李建伟

论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期

论文发表时间:2019/5/17

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