發(fā)電廠電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制裝置的應(yīng)用實(shí)踐研究

吳萍

摘要：電力能源的重要性隨著社會(huì)發(fā)展日益突顯。電力系統(tǒng)的構(gòu)成包括發(fā)電廠，輸電線路，變電站以及用電設(shè)備等，不同要素協(xié)同作用從而使整體系統(tǒng)能夠有效穩(wěn)定的工作。因此在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中需要采取有力措施從而確保其能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。發(fā)電廠電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制裝置能夠解決系統(tǒng)運(yùn)行過程中的過負(fù)荷、故障等相關(guān)安全穩(wěn)定問題，從而為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。本文就發(fā)電廠電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制裝置的應(yīng)用實(shí)踐研究作簡要闡述。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；電力系統(tǒng)；穩(wěn)定控制裝置應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.124

穩(wěn)定控制裝置是發(fā)電廠電力系統(tǒng)整體安全控制體系的組成部分，能夠確保系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)通過切負(fù)荷或者是切機(jī)方式，使系統(tǒng)保持正常工作。穩(wěn)定控制裝置與繼電保護(hù)、安全控制，事故后期恢復(fù)等共同發(fā)揮作用，從而使電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定工作。

1電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制技術(shù)發(fā)展情況

我國電力系統(tǒng)經(jīng)過了較長的發(fā)展時(shí)期，裝機(jī)容量與總的發(fā)電量在持續(xù)增長，而另一方面電力規(guī)模在擴(kuò)大的同時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定性也在持續(xù)提升。電力企業(yè)為確保穩(wěn)定與安全工作制定了相應(yīng)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化對電網(wǎng)建設(shè)工作，對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化與改善，提升保護(hù)裝置的性能，增強(qiáng)故障修復(fù)的能力與速度，通過對電網(wǎng)可控與穩(wěn)定性進(jìn)行分析從而找出潛在問題，并且在工作的過程自主研發(fā)了相關(guān)技術(shù)。從80的年代后期，我國研發(fā)了基于微機(jī)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)，并且陸續(xù)投入運(yùn)行。電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制根據(jù)目的不同可以將其分為兩個(gè)方面，分別是緊急控制與預(yù)防控制。但是電力穩(wěn)定及安全控制工作因技術(shù)復(fù)雜，對系統(tǒng)可靠性要求比較高，因此在工作過程中仍然存在部分問題，有待工作人員進(jìn)一步解決。

2電力穩(wěn)定控制裝置應(yīng)用于工作需要解決的問題

控制系統(tǒng)在配置方面需要遵循相應(yīng)的原則及標(biāo)準(zhǔn)，但是工作人員對于安全工作的理解會(huì)存在差異，對系統(tǒng)認(rèn)知也會(huì)存在差異，因此在具體工作執(zhí)行方面結(jié)果會(huì)體現(xiàn)出差異。同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)某些問題，比如電力設(shè)施增設(shè)需要考慮的具體情況，電力設(shè)備減少適用的情況。

在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要將短問題納入考慮范圍，保護(hù)裝置拒動(dòng)如何解決。對于可能出現(xiàn)的問題要明確其應(yīng)對的方法，從而使后期在問題發(fā)生的時(shí)候能夠有效解決。

對電力系統(tǒng)可控性進(jìn)行改進(jìn)，電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制工作主要應(yīng)用了解列，切機(jī)，切負(fù)荷等方式，其共同點(diǎn)在于都會(huì)產(chǎn)生負(fù)荷損失。隨著電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大，復(fù)雜性增強(qiáng)，對電網(wǎng)運(yùn)行安全、可控性要求也在提升。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)與規(guī)劃階段需要考慮到更加復(fù)雜的情況、不同情況下可能會(huì)遇到的問題，從而制定更多的可行預(yù)防措施。比如電抗器快速投切，并聯(lián)電容器緊急投切，在條件具備的情況下可以考慮采用串補(bǔ)裝置等。

控制系統(tǒng)有效協(xié)調(diào)配合也是工作過程中需要考慮的問題，不同的裝置與系統(tǒng)需要有效配合，才能使整體效益最大化，比如可以采用分布式控制或者是分散控制，而此時(shí)考慮整體的協(xié)調(diào)性與配合就十分重要。裝置需要有效配合與協(xié)調(diào)，同時(shí)又要避免其發(fā)生無選擇性動(dòng)作。存在問題主要是切負(fù)荷選擇性，解列選擇性等?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)用的范圍日益廣泛，因此協(xié)調(diào)性問題也需要受到足夠的重視。

3發(fā)電廠穩(wěn)定控制裝置主要作用及原理

（1）穩(wěn)定控制裝置的作用。電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會(huì)存在各種問題，因此需要采用防護(hù)措施，穩(wěn)定控制體系通常會(huì)設(shè)置不同的防線從而為系統(tǒng)整體穩(wěn)定安全運(yùn)行提供保障。包括繼電保護(hù)，穩(wěn)定控制裝置，失步解列。穩(wěn)定裝置主要作用在于應(yīng)對電網(wǎng)運(yùn)行過程中發(fā)生嚴(yán)重的故障，但是就電網(wǎng)運(yùn)行而言，嚴(yán)重故障發(fā)生的概率比較小，因此屬于預(yù)防性質(zhì)的措施。比如某電廠220kV母線共配置了三條出線，燃煤機(jī)組通過母線向外供電。其中一條線路是單回線運(yùn)行，而剩余的線路則是雙回線運(yùn)行。發(fā)生雙線跨線問題時(shí)，另一回線則會(huì)故障跳閘。單回線過負(fù)荷時(shí)，如果機(jī)組運(yùn)行功率不低于發(fā)電機(jī)允許功率定值，穩(wěn)定控制裝置就會(huì)發(fā)生作用，對功率較大的機(jī)組實(shí)施聯(lián)切從而確保機(jī)組與電網(wǎng)整體安全。

（2）發(fā)電廠穩(wěn)定控制裝置工作的主要原理。以上述某電廠為例，在設(shè)置了穩(wěn)定控制裝置的前提下，對單回線三相電壓、電流、機(jī)組三相電壓與電流進(jìn)行檢測，從而進(jìn)行現(xiàn)場判斷。通過檢測獲得的電氣量數(shù)據(jù)，對線路功率進(jìn)行計(jì)算，以此作為對線路狀態(tài)判定的依據(jù)，分析系統(tǒng)線路是否存在過載情況，機(jī)組實(shí)際功率等。穩(wěn)定控制裝置在切機(jī)時(shí)需要滿足相應(yīng)的條件，比如在上述案例中，收到雙回線跳閘信號(hào)，裝置判斷線路出現(xiàn)了雙回線跨線事故，或者是其中一條線檢修而另一條線路跳閘。單回線出現(xiàn)問題，主要是過負(fù)荷。裝置接收到跳閘信號(hào)后，裝置啟動(dòng)，并且在一定時(shí)間判斷，判斷依據(jù)同時(shí)滿足時(shí)，裝置就可以確定故障為單回線過負(fù)荷。判斷依據(jù)為：單回線在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)功率突增情況，并且具體情況與功率突增判斷依據(jù)是相符的；單回線運(yùn)行時(shí)其功率方向?yàn)檩敵?，單回線運(yùn)行，其中任意兩相電流與過載電流允許值一致，單回線運(yùn)行，其功率與過載功率允許值一致；單回線運(yùn)行，過載聯(lián)切操作時(shí)間在延時(shí)范圍內(nèi)，功率與電流值一直處于高于整定值的狀態(tài)。

4安全穩(wěn)定控制裝置硬件軟件與聯(lián)系標(biāo)準(zhǔn)化

硬件與軟件標(biāo)準(zhǔn)化，為確保電力系統(tǒng)在發(fā)展的過程中，控制裝置能夠良好的適應(yīng)，避免新的產(chǎn)品需要較長的開發(fā)周期，就需要裝置在硬件與軟件方面實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，從而能夠靈活的在不同的平臺(tái)組裝應(yīng)用。同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)勢還體現(xiàn)在能夠確保質(zhì)量，從而確保穩(wěn)定控制裝置能夠有效發(fā)揮其作用。雖然在標(biāo)準(zhǔn)化方面已經(jīng)獲得了一定的成果，但是還需要隨著外部環(huán)境變化而進(jìn)一步規(guī)范，以適應(yīng)工作的需要。

信號(hào)傳輸方面，穩(wěn)定控制裝置應(yīng)用的弱點(diǎn)就在于通道與信號(hào)傳輸設(shè)備，需要對此予以微重點(diǎn)關(guān)注。具體要求包括了，明確信號(hào)設(shè)備性能標(biāo)準(zhǔn)，如果其性能無法滿足工作的要求時(shí)需要增強(qiáng)其能力或者是更換升級(jí)。設(shè)備在選擇的時(shí)候盡可能考慮成熟的技術(shù)與型號(hào)，對于輸入與輸出電路需要強(qiáng)化設(shè)計(jì)，比如就地檢測或者是雙重化設(shè)計(jì)等。

控制系統(tǒng)與二次裝置會(huì)有一定聯(lián)系，比如電壓與電流互感器，繼電保護(hù)與斷路器控制回路，以及其它存在聯(lián)系的電路等。為了確保各種電路能夠有效配合工作，并且可靠性能夠得到保障。在站、廠二次回路設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該考慮到此方面問題，借鑒以往的工作經(jīng)驗(yàn)，從而制定嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、制度，使電網(wǎng)能夠穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。

5穩(wěn)定控制裝置運(yùn)行評估與管理

（1）建立完善的管理制度規(guī)范。穩(wěn)定控制工作作為一項(xiàng)重要的工作，由于其涉及到較多的專業(yè)，因此在管理工作方面會(huì)存在較大的難度。某些電力企業(yè)在管理過程中可能會(huì)由于缺乏工作經(jīng)驗(yàn)從而導(dǎo)致制度規(guī)范不健全，工作會(huì)有潛在的問題?？刂蒲b置應(yīng)用的范圍擴(kuò)大，因此出現(xiàn)的問題也在增多，比如現(xiàn)場驗(yàn)收與安裝工作、試運(yùn)行工作、設(shè)備維護(hù)與修理工作、安全管理工作等。管理工作得不到重視或者是職責(zé)不清晰，導(dǎo)致出現(xiàn)一系列問題。

（2）裝置運(yùn)行性能評價(jià)。對控制裝置運(yùn)行性能評估傳統(tǒng)的方法是對繼電保護(hù)性能進(jìn)行評價(jià)，但是該方法具有一定的局限性?？刂葡到y(tǒng)有其自身特點(diǎn)，因此可以考慮其它的方法。比如將控制裝置動(dòng)作區(qū)分為成功動(dòng)作、不成功的動(dòng)作、失誤的動(dòng)作、不必要的動(dòng)作。而從性能指標(biāo)方面進(jìn)行區(qū)分則可以將其分為依賴性指標(biāo)、有效性指標(biāo)、不必要?jiǎng)幼髀实龋趯刂蒲b置工作效果準(zhǔn)確反映的同時(shí)，又方便了工作交流與開展。

在經(jīng)濟(jì)效益評估方面，對經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行合理評估能夠?yàn)榭刂拼胧┻x擇提供依據(jù)，考慮到評估方法存在的局限性，因此需要考慮到評估方法的經(jīng)濟(jì)性層面。經(jīng)濟(jì)效果包括兩個(gè)方面，分別是損失與效益。從效益方面又可以將其分為直接與間接的效益，損失則包括了控制裝置作用發(fā)生時(shí)可能會(huì)引發(fā)的附加損失，如切負(fù)荷損失等。不良后果比如設(shè)備裝置安全性會(huì)由此而降低，設(shè)備出現(xiàn)磨損等。

（3）控制裝置運(yùn)行管理工作。管理工作開展從一定程度上來講可以結(jié)合到工作中存在的問題，從整體層面上來講，可以從制度、人員、技術(shù)、設(shè)備等方面落實(shí)?？刂蒲b置應(yīng)用于發(fā)電廠，各項(xiàng)制度需要完善，比如日常檢查，定期維護(hù)，應(yīng)急情況處理，標(biāo)準(zhǔn)完善等。同時(shí)需要結(jié)合工作環(huán)境變化提升工作人員技能與素質(zhì)，使其能夠正確的操作設(shè)備。技術(shù)方面電廠需要考慮自身情況結(jié)合外部大環(huán)境發(fā)展，及時(shí)更新技術(shù)，從而確保設(shè)備與技術(shù)能夠?yàn)楣ぷ鏖_展提供支撐，降低故障發(fā)生的概率。

6結(jié)束語

控制技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了控制裝置發(fā)展，而控制裝置應(yīng)用則為發(fā)電廠正常穩(wěn)定地工作提供了保障。應(yīng)用控制技術(shù)，需要結(jié)合到發(fā)電廠實(shí)際情況從而選擇合適的設(shè)備與技術(shù)，提升工作人員技能，為設(shè)備正常運(yùn)行提供保障。并且通過其它措施的落實(shí)從而為控制裝置正常發(fā)揮作用創(chuàng)造良好的環(huán)境。發(fā)電廠需要對控制裝置進(jìn)行有效維護(hù)，確保裝置始終處于正常工作狀態(tài)，使裝置可靠性提升，從而鞏固系統(tǒng)運(yùn)行保障體系。