關于電力系統(tǒng)運行與控制分析

韓冰

(營口技師學院，遼寧營口，115000)

1 電力系統(tǒng)運行的概述

電力系統(tǒng)運行應保障可靠性，具體表現(xiàn)在規(guī)定條件以及時間內(nèi)，電力系統(tǒng)的設備以及元件將預期任務將預設任務保質(zhì)保量完成。若是無法做到這點，達不到生產(chǎn)指標，就應對電力系統(tǒng)進行改進或者應將設備以及元件更新，來達到使整個電力系統(tǒng)可靠性提高的目的。電力系統(tǒng)運行應從完成下三個方面的任務：第一，應具體累積分析電力系統(tǒng)中元器件在運行狀態(tài)所生成的數(shù)據(jù)，在根據(jù)綜合分析數(shù)據(jù)的結果對各元件的可靠性進行判斷。第二，解析并模擬電力系統(tǒng)模型，在進行模擬使應對電力系統(tǒng)在規(guī)定時間以及條件下的完成工作指標的具體情況進行仔細觀察并做好數(shù)據(jù)記錄。在完成模擬工作后，計算并全面分析有關數(shù)據(jù)，得到所出現(xiàn)現(xiàn)象的概率。在此基礎上對電力系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)整，從而使其可靠性得以有效提高。第三，還應做好對電力系統(tǒng)運行中起輔助作用的模塊的具體考察工作，從而使所作出的決策更加準確可靠。做好這這三方面能夠為電力系統(tǒng)整體的高效穩(wěn)定運行提供有力保障。

圖1 企業(yè)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)結構圖

2 電力系統(tǒng)運行狀態(tài)分析

2.1 正常狀態(tài)

全面認知電力系統(tǒng)應站在整體的角度來看，發(fā)動機、變壓器以及其他用電設備共同組成了電力系統(tǒng)，能夠做到發(fā)電以及輸電，還具備用電功能。若是用戶的用電量改變，電力系統(tǒng)的負荷也會隨之發(fā)生變化。電力企業(yè)的重要工作內(nèi)容以及目標是為用戶提供高質(zhì)量的用電保證。這就要求電力系統(tǒng)中的發(fā)電機以電負荷的變化為依據(jù)保證有無功率在安全范圍以內(nèi)作出相應的改變。為了完成這項目標，電力系統(tǒng)中的各種電氣設備都能保證正常運行，并使所有情況下的需求都能有效滿足，應做到所有設備的發(fā)電機同時運行并保持同一頻率。在實際情況下，應采取相應的調(diào)節(jié)手段來保障整個電力系統(tǒng)在受到正常干擾的情況下，不出現(xiàn)設備運轉(zhuǎn)超出承受負荷的問題，保障電壓所出現(xiàn)的偏差都允許范圍之內(nèi)，不會出現(xiàn)嚴重偏差的情況。其中正常干擾情況有電力系統(tǒng)負荷的變化、設備的正常操作等。當電力系統(tǒng)需要過渡狀態(tài)產(chǎn)生變化時，應利用把旋轉(zhuǎn)備用和緊急備用有效調(diào)節(jié)的方式來完成轉(zhuǎn)換工作。

2.2 警戒狀態(tài)

電力系統(tǒng)警戒狀態(tài)的出現(xiàn)是因為電力系統(tǒng)中存在較輕的情況有設備超負荷運轉(zhuǎn)、電動機組突然出現(xiàn)故障而無法做到位電力系統(tǒng)的正常運行提供有力保障，還有被迫停機的嚴重情況。此外還有是由于受到運行環(huán)境的變化，電力系統(tǒng)設備客觀上存在容量減小的問題，這種干擾導致電力系統(tǒng)很難做到正常運行。電力系統(tǒng)在警戒狀態(tài)的運行時刻處在危險之中，必須采取相應有效措施來進行調(diào)整。具體有根據(jù)具體情況來調(diào)整控制發(fā)電機的負荷，應暫時做到不考慮經(jīng)濟利益會受到損失的影響，將保障電力系統(tǒng)安全運行放在首位。

圖2 電力系統(tǒng)的組成

2.3 緊急狀態(tài)

當電力系統(tǒng)處在緊急狀態(tài)下出現(xiàn)重大事故的概率非常大。電力系統(tǒng)從警戒狀態(tài)到正常狀態(tài)期間就是警戒狀態(tài)。緊急狀態(tài)下的電力系統(tǒng)若出現(xiàn)事故就極其嚴重，波及范圍也比較廣。具體舉例為大容量發(fā)電機會出現(xiàn)跳開的問題，將會導致整個電力系統(tǒng)部分設備有很大功率而有部分是無功率，十分不平衡。還有就是發(fā)電機出現(xiàn)運行不同步的問題，不能及時有效解決電力系統(tǒng)出現(xiàn)的緊急問題。還存在沒有做到及時有效處理緊急情況而導致整個電力系統(tǒng)運行失衡，發(fā)電機運行的頻率很大差別不能保持同步，嚴重威脅到電力安全，甚至會導致出現(xiàn)大范圍的電力供應中斷的情況。此外，電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的表現(xiàn)還有很多，自然災害以及極端天氣也是導致電力系統(tǒng)從運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換到緊急狀態(tài)的重要原因。電力系統(tǒng)處于緊急狀態(tài)運行時的危險性極高，應及時采用有效的斷電保護措施來將問題有效控制并處理，保證電力系統(tǒng)在最短時間內(nèi)能安全恢復到穩(wěn)定狀態(tài)，以免在此期間出現(xiàn)事故，造成不必要的損失。

圖3 電力系統(tǒng)在線監(jiān)測控制

2.4 崩潰狀態(tài)

電力系統(tǒng)處在崩潰狀態(tài)下將無法做到為用戶提供用電。崩潰狀態(tài)主要是指在緊急狀態(tài)下無法采取有效的控制措施的情況。在此期間，為了保障電力系統(tǒng)的不良影響不會出現(xiàn)進一步擴大的情況，相應的調(diào)度人員就應采取有效控制措施，其中最常用也是最有效的就是將并聯(lián)的系統(tǒng)裂解成幾部分，其中任何一部分都存在嚴重問題，這就會使電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到崩潰狀態(tài)。在采取有效的裂解措施之后，被裂解的所有部分都有功率不足的嚴重問題。因此所有的裂解部分的設備運行都是處在超負荷運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，而轉(zhuǎn)換到崩潰狀態(tài)的目的是保障電力系統(tǒng)中的重要部分系統(tǒng)能夠做到正常運行，從而為正常發(fā)電提供有力保障，以免整個電力系統(tǒng)癱瘓。

2.5 恢復狀態(tài)

當電力系統(tǒng)處在崩潰狀態(tài)時，為了保證整個電力系統(tǒng)能夠盡快恢復正常，就必須采取有效的控制措施。對于這種狀態(tài)下所出現(xiàn)為問題，為了防止事故再次發(fā)生以及不良影響的進一步擴大，要求相應的調(diào)度工作人員應及時采取斷電保護措施，從而使崩潰狀態(tài)下的各個設備等都能得以有效控制和調(diào)度。電力系統(tǒng)恢復狀態(tài)中，調(diào)度人員應做好裂解的發(fā)電機組的并列工作，從而使用戶的供電能夠在較短時間內(nèi)恢復正常。此外恢復狀態(tài)中，調(diào)度工作人員應以所發(fā)生的事故的具體情況為依據(jù)，將電力系統(tǒng)恢復正常狀態(tài)時采用漸進措施來逐步改善。

3 電力系統(tǒng)運行的控制措施

3.1 電力系統(tǒng)運行常見的控制措施

對于電力系統(tǒng)進行安全控制的主要目的是將電力系統(tǒng)在最短時間內(nèi)恢復到正常狀態(tài)，在此期間會有效調(diào)整控制所出現(xiàn)的非正常狀態(tài)。要求調(diào)度人員對具體電力系統(tǒng)的運行情況為依據(jù)制定科學的計劃，充分利用計算機系統(tǒng)收集和處理電力系統(tǒng)運行時的設備等反饋出的有關信息，實時監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行動態(tài)進行合理調(diào)整，從而保障電力系統(tǒng)能夠處在正常狀態(tài)?？偨Y當前的電力系統(tǒng)的安全控制并以功能依據(jù)進行劃分，可大致分為三類：一是將電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性提高的措施，如電氣制動、串聯(lián)補償以及快速勵磁等，能為電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行提供有力保障。二是將電力系統(tǒng)中的頻率維持同步的措施，會采取低頻自啟動以及低頻將機來保障輸出功率，還有高頻切機為電力系統(tǒng)的瞬間轉(zhuǎn)換狀態(tài)提供支持。三是預防電力系統(tǒng)的線路出現(xiàn)超負荷運轉(zhuǎn)情況的措施，其中有負荷切電源措施，能保障為電源的快速切換。

圖4 電力運維服務系統(tǒng)

3.2 提高電力系統(tǒng)運行的安全性以及穩(wěn)定性的措施

要想使電力系統(tǒng)運行的安全性以及穩(wěn)定性得以有效提高應將電力系統(tǒng)中的線路間電抗減少，最有效的措施是在線路中安裝設置串聯(lián)電容，從而達到減少電路間阻抗的目的，進而使傳輸?shù)男实靡杂行岣?。在實際操作中，有部分電力企業(yè)會將靜止無功補償?shù)难b置安裝設置在電路比較長的線路間，從而有效保護和控制線路中間的電壓。靜止無功補償?shù)难b置安裝還能做好較快地調(diào)整電力系統(tǒng)的無功功率，進而使電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性得以明顯提高。

4 總結

電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)可大體上分為正常狀態(tài)、警戒狀態(tài)、緊急狀態(tài)、崩潰狀態(tài)，以及恢復狀態(tài)這五種狀態(tài)。應根據(jù)狀態(tài)的具體情況，采取及時有效的控制措施來進行合理調(diào)整電力系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的各種故障，防止出現(xiàn)故障波及出現(xiàn)范圍擴大情況，爭取在最短時間內(nèi)將電力系統(tǒng)調(diào)整為正常狀態(tài)。