智能電網(wǎng)下的電網(wǎng)安全性及穩(wěn)定性探討

毛韶陽++陳建聰

摘 要：隨著社會的發(fā)展，人們對電力的需求越來越大。因此，國家電網(wǎng)不斷的創(chuàng)新科技，完善自身的技術(shù)水平，在較短時間內(nèi)取得了令人滿意的成績。智能電網(wǎng)21世紀電力系統(tǒng)的重大創(chuàng)新，對經(jīng)濟的發(fā)展有極大促進作用。但是，也由于智能電網(wǎng)的特性，在一定程度上影響到了電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。因此，該文從智能電網(wǎng)的發(fā)展入手，首先分析了智能電網(wǎng)對電網(wǎng)安全性及穩(wěn)定性的影響；其次研究了智能電網(wǎng)下的電網(wǎng)安全性及穩(wěn)定性控制對策，以期為相關(guān)的研究提供可參考意見。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 穩(wěn)定性 控制

中圖分類號：TM76；TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（a）-0042-02

1 智能電網(wǎng)的發(fā)展

中國的經(jīng)濟發(fā)展較為迅速，與之相對應(yīng)的，電網(wǎng)負荷增長的速度也很快。但是由于中國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為薄弱和能源分布不均的問題，電網(wǎng)的技術(shù)完善就成了電網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

在2007年10月的時候，中國華東電網(wǎng)在國內(nèi)最先開啟了智能電網(wǎng)的可行性研究，并且對未來的電網(wǎng)發(fā)展做出了細致規(guī)劃。在2009年的時候，華北電網(wǎng)初步完成了智能化電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)，可以實現(xiàn)對電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)控制。這套系統(tǒng)可以輔助電網(wǎng)進行決策，對提升電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量和管理質(zhì)量都有著重要意義。2010年時，國家電網(wǎng)也發(fā)布了相應(yīng)的體系規(guī)劃。至此，智能化電網(wǎng)在全國的范圍內(nèi)確定了地位，向著自動化、數(shù)字化、信息化和互動化的方向發(fā)展。截至目前，超高壓電網(wǎng)正在國內(nèi)如火如荼的建設(shè)當中，各個地區(qū)也根據(jù)能量符合的需求，針對性地布置超高壓電網(wǎng)。

2 智能電網(wǎng)對電網(wǎng)安全性及穩(wěn)定性的影響

智能電網(wǎng)提升了電力系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，方便了電力系統(tǒng)的管理。但是由于智能電網(wǎng)的自身特性，它也會影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。智能電網(wǎng)對電力系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性影響主要體現(xiàn)在：特高壓電網(wǎng)的安全穩(wěn)定控制、大規(guī)模風(fēng)電接入的風(fēng)險和分布式電源的接入，因此，從這幾個方面分析智能電網(wǎng)下電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性將最具有代表性，下文是具體分析。

2.1 特高壓電網(wǎng)的安全穩(wěn)定控制

中國的智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨架的，這和中國的國情有著直接關(guān)系。因為電力的需求增長速度極快，電力傳輸系統(tǒng)以網(wǎng)狀的形式覆蓋全國。在一些電力負荷較大的區(qū)域，特高壓電網(wǎng)更為密集。當然，以特高壓電網(wǎng)為骨架的電網(wǎng)系統(tǒng)是符合中國國情的，也是中國電力工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重點所在。然而，特高壓電網(wǎng)會使中國的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，潛在的不穩(wěn)定因素也越來越多。特別是電網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜化，使得控制的難度增加，在一定程度上影響著安全性與穩(wěn)定性。

對于特高壓電網(wǎng)而言，不僅僅是增加了電網(wǎng)的復(fù)雜性。一旦發(fā)生意外，也很難控制，極容易造成各種重大事故。因為特高壓電網(wǎng)不僅僅是高壓的危險，還因為智能化的發(fā)展，削弱了人力在電網(wǎng)控制中的作用。因此，當發(fā)生變故之后，電力系統(tǒng)的智能化控制可能失去作用，而電網(wǎng)控制人員又不能及時做出調(diào)整，存在較大安全隱患。

2.2 大規(guī)模風(fēng)電接入的風(fēng)險

隨著社會的不斷進步，經(jīng)濟發(fā)展的可持續(xù)性已經(jīng)成為主題，新型的能源產(chǎn)業(yè)正在崛起。以電力系統(tǒng)而言，風(fēng)力發(fā)電由于其無污染和工期短等特點，受到國家的大力推崇。目前，風(fēng)力發(fā)電也是智能電網(wǎng)的重點建設(shè)內(nèi)容。但是，風(fēng)電也有自身的局限性，主要體現(xiàn)為受環(huán)境的影響較大，輸出的電力不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致電能的質(zhì)量下降。因此，在將風(fēng)電接入電力系統(tǒng)后，往往還需要備用的電力來源，以此來減弱風(fēng)電不穩(wěn)定性造成的影響。

風(fēng)電是利用風(fēng)力資源進行發(fā)電的，雖然最大程度上迎合了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，但是當風(fēng)力資源不充足的時候，電源的供給就會發(fā)生中斷現(xiàn)象。把風(fēng)電介入到智能電網(wǎng)系統(tǒng)中后，會增加智能電網(wǎng)控制的復(fù)雜性，還需要額外增加備用電力，在這一定程度上影響了風(fēng)電和智能電網(wǎng)的發(fā)展。

2.3 分布式電源的接入

智能電網(wǎng)最大的優(yōu)勢就在于，允許不同類型的發(fā)電和儲能接入到電網(wǎng)系統(tǒng)中，所有的電壓等級都可以實現(xiàn)互聯(lián)。這種優(yōu)勢減弱了電力對外來能源的依賴，使供電的持續(xù)性有了保障。但是，大量的分布式電源介入到電網(wǎng)系統(tǒng)中，卻增加了電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，出現(xiàn)事故后很難最快找到原因。而且，不同種類的電能質(zhì)量也不相同，影響電力系統(tǒng)服務(wù)的質(zhì)量。不僅如此，分布式電源的接入還對地區(qū)用電的穩(wěn)定性與安全性分析造成了影響，無法提前做好分析，潛在的安全問題就可能產(chǎn)生較大影響。

3 智能電網(wǎng)下的電網(wǎng)安全性及穩(wěn)定性控制對策

3.1 特高壓電網(wǎng)的分層優(yōu)化

在上文的分析中提到了，特高壓電網(wǎng)是智能電網(wǎng)建設(shè)的重點內(nèi)容，但是特高壓電網(wǎng)也會給電網(wǎng)系統(tǒng)帶來不穩(wěn)定和不安全的威脅。因此，針對這種現(xiàn)象，可以采取分層優(yōu)化的方式增強對智能電網(wǎng)下電網(wǎng)安全性及穩(wěn)定性控制，具體措施如以下幾點。

（1）建設(shè)較為靈活的智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。我國的智能電網(wǎng)正處在飛速發(fā)展的階段，特高壓電網(wǎng)也處在過渡的時期。因此，要應(yīng)對特高壓電網(wǎng)過渡期的復(fù)雜問題，可以考慮把智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使之更加靈活。例如：增加多層反饋和負反饋，方便對智能電網(wǎng)的控制，處理起問題時就會更加得心應(yīng)手。

（2）各道防線的協(xié)調(diào)優(yōu)化。智能電網(wǎng)下的特高壓電網(wǎng)不夠穩(wěn)定，可以通過協(xié)調(diào)各道放線的作用，起到分層的防護作用。這種方式彌補了特高壓電網(wǎng)的劣勢，讓智能化電網(wǎng)的運行更加穩(wěn)定。

3.2 風(fēng)電的監(jiān)測與轉(zhuǎn)化

風(fēng)電最大的缺點在于無法提供穩(wěn)定的電能，克服這一問題后，風(fēng)電接入智能電網(wǎng)就會更加可靠。針對這一問題，首先，可以通過加強監(jiān)測的方式進行控制，如：建立風(fēng)電機的模組，分析在不同時間其靜態(tài)和動態(tài)的數(shù)據(jù)，給無功補償提供數(shù)據(jù)支持。其次，還可以采用輕型直流輸電的方式實現(xiàn)對風(fēng)電的控制。直流電較好控制，風(fēng)能發(fā)生變化后，就可以通過智能電網(wǎng)自身的控制調(diào)整實現(xiàn)電能輸出的穩(wěn)定。

3.3 細化分布式電源的標準

分布式電能接入智能電網(wǎng)會增加電網(wǎng)的復(fù)雜性，控制起來更為困難。因此，可以對接入電網(wǎng)的分布式電源進行標準的細分。首先，是確定并入智能電網(wǎng)的標準，減弱不同電能對智能電網(wǎng)的影響。其次，采用建模的方式，對電能并入智能電網(wǎng)后的情況進行模擬，得出具體的數(shù)值，方便并入前的處理或者并入后的調(diào)整。最后，還可以進行分布式電能的靜態(tài)和動態(tài)分析，最大化加強智能電網(wǎng)對分布式電能的控制。

4 結(jié)語

智能電網(wǎng)是時代發(fā)展的趨勢，目前正在國內(nèi)大力的建設(shè)中。但是也由于智能電網(wǎng)本身的特點，會造成電網(wǎng)的不穩(wěn)定和不安全，需要繼續(xù)完善相關(guān)的技術(shù)。該文分特高壓電網(wǎng)、風(fēng)電和分布式電能三個方面分析了智能電網(wǎng)對電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，也從這三個方面研究相應(yīng)的控制措施。以期為智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)下的電網(wǎng)安全性及穩(wěn)定性控制提供一定的參考意見。

參考文獻

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