主變拉停問題分析與改進(jìn)技術(shù)研究

陳梅珍

摘 要：隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，接線方式日益復(fù)雜，事故情況下如何最快速有效的進(jìn)行負(fù)荷控制，防止事故的擴(kuò)大，如何正確、有效、快速地處置電網(wǎng)重、特大事故，是目前電力行業(yè)廣泛關(guān)注的課題。福建電網(wǎng)自2007年起試行事故情況下拉停220 kV主變切荷的方式，并制定相應(yīng)的《福建電網(wǎng)事故拉停220 kV主變管理規(guī)定（試行）》，規(guī)定出臺后地區(qū)電網(wǎng)并未在實際電網(wǎng)事故中運用，但經(jīng)DTS系統(tǒng)多次進(jìn)行主變拉停模擬仿真演習(xí)，發(fā)現(xiàn)采用拉停主變的方式存在一定問題。文章就主變拉停方式在地區(qū)電網(wǎng)運用過程中暴露的問題進(jìn)行分析并提出改進(jìn)措施，以期探索出最快速有效的事故拉停方式。

關(guān)鍵詞：主變拉停；切荷；改進(jìn)技術(shù)

中圖分類號：TM772 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）20-0015-03

1 事故拉停主變操作規(guī)定說明

福建電網(wǎng)發(fā)生重、特大電網(wǎng)事故時，為加快事故處理過程，省調(diào)將下達(dá)指令拉停各地區(qū)主變，現(xiàn)場接到省調(diào)特急拉停220 kV主變的命令后，應(yīng)在5 min內(nèi)完成操作，并按以下原則執(zhí)行：

①單臺主變運行時，接令單位現(xiàn)場應(yīng)斷開該主變中、低壓側(cè)開關(guān)。

②兩臺主變中、低壓側(cè)分裂運行時，接令單位應(yīng)斷開該主變中、低壓側(cè)開關(guān)。

③兩臺主變并列運行時，接令單位先將中、低壓側(cè)母聯(lián)分裂后，再斷開該主變中、低壓側(cè)開關(guān)。

2 地區(qū)電網(wǎng)主變拉停存在問題分析

2.1 案例說明

以某地區(qū)500 kV變電站500 kV系統(tǒng)全停事故為例進(jìn)行說明。

事故分析：某站500 kV出線同時跳閘后，不考慮大機(jī)組切機(jī)，系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。地區(qū)3 000 MW左右負(fù)荷從500 kV A線、220 kV A/B線、C/D路線路供電。220 kV A/B線、E線線路過載嚴(yán)重（超1.4倍）。由500 kV供電區(qū)域內(nèi)的三個地區(qū)的220 kV變電站的電壓偏低。

事故處理方式：

省調(diào)下令特急拉停500 kV變電站所供地區(qū)主變7臺220 kV主變負(fù)荷，實際要求拉停地區(qū)負(fù)荷900 MW。

2.2 事故拉停主變后現(xiàn)象分析

省調(diào)下令主變拉停指令后，地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)象分析如下：

2.3 地調(diào)執(zhí)行主變拉停后事故處理

地調(diào)在接到各變電站主變拉停及備自投動作情況的匯報后，必須進(jìn)行配合主變拉停事故處理，目前可采用兩種方式：

①立即直拉備自投動作開關(guān)，即地調(diào)用電話方式下令2個縣調(diào)直拉110 kV備自投動作后開關(guān)。

②地調(diào)立即直拉備自投動作負(fù)荷轉(zhuǎn)移后的220 kV變電站的110 kV線路電源側(cè)開關(guān)。

以上兩種方式比較如下：

第一種方式，因備自投動作開關(guān)分布在縣級電網(wǎng)及局屬直供區(qū)，目前的地調(diào)EMS系統(tǒng)與縣公司EMS系統(tǒng)未形成接口，地調(diào)無法遙控拉停縣公司電網(wǎng)110 kV變電站開關(guān)，只能下令給以上兩個縣調(diào)。地調(diào)電話下令縣調(diào)時，不再說明是哪些變電站備自投動作，以上兩個調(diào)度必須自行再次確認(rèn)本地區(qū)有哪些變電站備自投動作，方可進(jìn)行拉停備自投動作的開關(guān)，其中在SCADA界面檢查備自投動作的時間大約需要5 min，拉停各開關(guān)按每個開關(guān)遙控操作時間按30秒計算（不含通道阻塞情況），以備自投動作地區(qū)最多的縣公司為例，共15個110 kV站備自投動作，共需7.5 min，因此，按理想狀態(tài)估計，改縣片區(qū)處理時間要12.5 min，如包含地調(diào)通知緊急拉停及變電站匯報地調(diào)時間（約2.5 min，共用時15 min，加上省調(diào)下達(dá)變電站拉停主變的處理過程（假設(shè)為10 min），共需25 min。

第二種方式，由地調(diào)直拉備自投動作后所轉(zhuǎn)移的110 kV線路，因110 kV線路電源端均在地調(diào)局屬220 kV變電站，地調(diào)可在SCADA界面直接實現(xiàn)遙控操作，如采用串行操作方式，按每個開關(guān)遙控操作30 s計算，共需11.5 min；如采用批處理方式（一條指令發(fā)布多個變電站可同時實現(xiàn)操作，但單個站內(nèi)多個開關(guān)操作仍需按順序進(jìn)行），共涉及7個變電站，其中變電站需操作線路最多4條，每條0.5 min，共用時2 min，包含地調(diào)接變電站接令時間及地調(diào)確認(rèn)時間（約3 min），共用時5.5 min。加上省調(diào)下達(dá)變電站拉停主變的處理過程（假設(shè)為10 min），共需15.5 min。

第一種方式優(yōu)點是負(fù)荷控制較好，只切除備自投動作后負(fù)荷，即原來拉停要求切除的負(fù)荷，缺點是時間長，指令下達(dá)手續(xù)繁瑣，且調(diào)度員事故處理應(yīng)急能力要求高，第二種方式優(yōu)點是時間短，處理程序簡單，地調(diào)可控能力高；缺點是負(fù)荷大面積損失，出現(xiàn)多個變電站全站失壓，且必須再進(jìn)行事故拉停后的事故后方式調(diào)整，如全站失壓后將備自投動作的開關(guān)斷開，再恢復(fù)部分負(fù)荷送電。

2.4 存在問題小結(jié)

電網(wǎng)事故實施拉停220 kV主變時，其真正目的在于快速實現(xiàn)被拉停主變的整體負(fù)荷切除，但由于目前地區(qū)電網(wǎng)110 kV變電站一般采用環(huán)網(wǎng)接線建設(shè)，開環(huán)模式運行，較多的依靠備自投裝置彌補供電可靠性，在主變拉停時，會造成地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)的110 kV變電站備自投裝置動作，將負(fù)荷轉(zhuǎn)移到運行主變，無法在第一時間內(nèi)切除所需負(fù)荷，必須進(jìn)行二次甚至三次拉停方能實現(xiàn)，同時還可能造成處理過程中運行主變過載，不僅達(dá)不到快速切除負(fù)荷的初衷，還增加了調(diào)度員對過載主變的事故處理。

3 改進(jìn)措施：利用開關(guān)并行遙控操作技術(shù)拉停主變

3.1 并行控制技術(shù)說明

電網(wǎng)發(fā)生重、特大事故時，調(diào)度員接到省調(diào)下達(dá)的拉停220 kV主變的調(diào)度指令后，按現(xiàn)有調(diào)度自動化系統(tǒng)程序的串行遙控設(shè)計，當(dāng)需控制N個開關(guān)時，遙控的執(zhí)行時間為N個開關(guān)遙控時間的總和，見圖1。采用并行遙控，就是同一時刻每一個站都可以獨立進(jìn)行遙控操作，遙控操作所需時間最長的站所花去的時間就是所有遙控操作的總時間，如圖2所示。

“并行控制”軟件對外提供兩種遙控接口方式。原有遙控接口：保留原有的遙控方式，增加了實際控制中可以實現(xiàn)多工作站多人員同時進(jìn)行遙控的功能。并行控制接口：接收批量遙控方式，接收自動遙控軟件發(fā)來的遙控命令，由實時庫模塊實現(xiàn)“遙控選擇-遙控返校-遙控執(zhí)行”的過程，同時生成操作事項。“并行控制”采用線程池技術(shù)，線程池是一種多線程處理形式，處理過程中將任務(wù)添加到隊列，然后在創(chuàng)建線程后自動啟動這些任務(wù)?！安⑿锌刂啤避浖嶋H工作時，每個線程獨立管理自己的遙控對象，通過專用線程來實現(xiàn)對遙控線程的管理。每一個遙控對象可以獨立的執(zhí)行遙控操作中的每一個過程。

3.2 并行控制技術(shù)在拉停主變時的運用

地調(diào)調(diào)度員在接收到省調(diào)拉停主變指令后，立即啟動應(yīng)急調(diào)度指令模式，地調(diào)調(diào)度員通過電話將省調(diào)下達(dá)的220 kV主變拉停指令下達(dá)到各級縣公司，與此同時，計算模塊提供按拉停的主變（或輸入的事故切荷量以及切荷區(qū)），自動生成拉停方案。拉停方案經(jīng)調(diào)度員確認(rèn)后，分集控下發(fā)到各集控自動化系統(tǒng)監(jiān)視界面，通過并行控制軟件接口執(zhí)行。具體執(zhí)行方式如下：

該界面同步生成拉停主變名稱、對應(yīng)該主變所供電的開關(guān)、備自投動作需拉停對應(yīng)開關(guān)以及實際拉?？傌?fù)荷量。地調(diào)調(diào)度員在備自投動作需拉停對應(yīng)開關(guān)中進(jìn)行勾選，選中開關(guān)不被執(zhí)行（即勾選出不被拉停開關(guān)），最終形成新拉停方案，經(jīng)正值權(quán)限確認(rèn)后發(fā)送，分集控下發(fā)到各集控自動化系統(tǒng)監(jiān)視界面，通過并行控制4 結(jié) 語

通過對拉停主變實例進(jìn)行存在問題的分析，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，并通過以上分析說明，提出主變拉停并控技術(shù)在支持系統(tǒng)上的應(yīng)用研究，可較好的解決主變拉停與備自投動作間的矛盾，縮短重、特大事故處理時間，有效防止事故的擴(kuò)大蔓延。

參考文獻(xiàn)：

[1] 呂銘剛，呂佳珩，王瑋.程序化控制在廊坊電網(wǎng)事故拉路中的應(yīng)用[J].電子世界，2013，（18）.