小議電力系統的穩定性

電力系統是一個強非線性、高維數、分層分布的動態大系統川，其網架結構，線數參數.負荷分布等對于系統的運行有著很大的影響，任何干擾因素都可能造成系統的振蕩，不穩定甚至崩潰。由此可見，保持電力系統的穩定運行，是電力系統最重要的任務。

一、電力系統穩定性

電力系統的任務是向用戶提供源源不斷、質量合格的電能。由于電力系統各種設備，包括發電機、變壓器、輸電線路、斷路器等一次設備及與之配套的二次設備，都會發生不同類型的故障，從而影響電力系統正常運行和對用戶正常供電。電力系統穩定可以概括的定義為它能夠運行于正常運行條件下的平衡狀態，在遭受干擾后能夠恢復到可以容許的平衡狀態。保證電力系統穩定是電力系統正常運行的必要條件。只有在保持電力系統穩定的條件下，電力系統才能不間斷地向用戶提供合乎質量要求的電能。

二、為什么要提高電力系統的穩定性

電力系統是由發電、供電和用電設備組合在一起的一個整體，各設備之間相互關聯，某一個設備運行情況變化(如參數改變、發生事故等)，都會影響到其他設備，有時甚至會波及整個電力系統。因此，當電力系統的生產秩序遭受擾亂時，系統應能自動迅速消除擾亂，繼續正常工作，這就是電力系統應該具備的穩定運行能力。這種能力的大小取決于系統結構、設備性能和運行參數等多方面的因素。如果超過穩定運行能力的限度，電力系統就會失去穩定，發電機就不正常發電，用戶就不能正常用電，并且引起系統運行參數的巨大變化，往往會造成大面積停電事故，會使生產停頓，生活混亂，甚至危及人身和設備的安全，給國民經濟造成極大損失。可見電力系統穩定運行是關系安全生產的重大問題。

電力系統穩定分為兩類:靜態穩定和動態穩定。靜態穩定是指發電機在穩定狀態運行時，經受某種極其微弱的干擾后，能自動恢復到原來運行狀態的能力，其恢復到原來運行狀態的能力用靜態穩定儲備系統來衡量。電力系統具備靜態穩定性是正常運行的基本條件。動態穩定是指電力系統受到大的干擾時，如大容量負荷突然切除、發生短路故障等，能從原來的狀態迅速過渡到新的運行狀態，并在新的狀態下穩定運行的能力。

三、電力系統穩定運行的基本要求

1、供電可靠性高

電力系統運行可靠性就是系統承受擾動的能力，可以以系統的穩定程度來描述。系統穩定又可分在系統中常發生的小擾動時的靜穩定性和大擾動時的動穩定性。擾動是多種多樣的，如輸電線短路、增加負荷或甩負荷等。電力系統可靠性取決于發供電設備和線路的可靠性、電力系統結構和接線、備用容量、運行方式(靜態穩定和動態穩定儲備)以及防止事故連鎖發展的能力。

保證供電可靠性，首先要求系統元件的運行具有足夠的可靠性。元件發生事故不僅直接造成供電中斷，而且可能發展成為全局性的事故。經驗表明，電力系統的全局性事故往往是由于局部事故擴展而成。其次要求增加抗干擾能力，保證不發生或不輕易發生造成大面積停電的系統瓦解事故。為此，除了要不斷提高運行人員的技術水平和責任心外，還要采用現代化的監測、控制設備。

2、電能質量高

電能質量以電壓、頻率以及正弦交流電的波形來衡量。用電設備是按額定電壓設計的，實際供電電壓過高或過低都會使用電設備的運行技術指標、經濟運行指標下降，甚至不能正常工作。一般規定，電壓偏移不應超過額定電壓值的士5%。頻率的變化同樣影響用電設備的正常工作，以電動機為例，頻率降低引起轉速下降，頻率升高則轉速上升，對轉速有嚴格要求的部門，如紡織廠，其產品的質量可能降低。電力系統規定，頻率偏移應不超過±0.2-0.5Hz。

隨著自動化及電子技術應用的發展，接入系統整流設備的增多，引起諧波比重增大，如不采取嚴格的濾波措施，將對用戶產生不利影響。因此檢測和控制諧波開始成為維護電能質量的重要一環。

3、電網結構和設備選用合理

一個穩定的電力系統要有合理的電網結構。為保持電力系統正常運行的穩定性和頻率、電壓的正常水平，系統應有足夠的靜態穩定儲備和有功、無功設備備用容量，并有必要的調節手段，在正常負荷波動和調節有功、無功潮流時，均不發生自發振蕩-在正常方式下，系統任意一個元件發生單一故障時，不應導致主系統發生非同步運行，不發生頻率崩潰和電壓崩潰，在事故后經調整的運行方式下，電力系統應有符合規定的靜穩定儲備，其他元件按規定的事故過負荷運行。

4、工作人員技術過硬

工作人員必須認真學習設備工作原理和操作規程，熟悉電力系統正常運行和特殊運行方式，掌握繼電保護及自動裝置整定方案和工作原理并能正確運用;有操作性強的緊急預案，掌握事故處理的原則和方法;堅持巡視制度和交接班制度，對電力系統內的設備定時巡視，對當前的設備運行狀況做到心中有數，并對當班的主要工作做好事故預想，提前做好應對措施，以便在發生異常時能及時果斷處理。

四、提高電力系統穩定性的措施實倒

廣電中心電力系統按其使用性質分類，屬一級重要負荷。現有二路高壓進線，四臺低壓變壓器為廣電中心各負荷供電。如果電力系統運行中出現不穩定事故，將會波及到電視、廣播、有線網絡、微波信號傳輸，其后果是極為嚴重的。因此，防止電力系統穩定性被破壞，爭取不發生系統瓦解和長時間大面積停電，是廣電中心電力系統運行的一項重要任務。為提高廣電中心電力系統的穩定性，采取三項措施:高壓側采用自動互投、低壓側采用手動互投、負荷側采用互投配電箱。

1、高壓側采用自動互投

采用高壓側自動互投，可以保證雙路高壓電源供電時，其中一路高壓電源發生故障時，自動由另一路高壓電源為下端變壓器提供電源，不至于造成長時間停電事故。廣電中心配電室采用雙回路高壓進線，兩路電源分別來自于不同的開閉所，每路高壓進線連接兩臺變壓器。正常運行時，兩路高壓母線均帶電，分別給各自連接的變壓器供電，中間的母聯開關聯絡斷開。一旦其中的一路高壓電源失電，二次系統會立即判斷出有一路高壓進線電源發生故障，報警，同時母線聯絡刀閘自動合閘，四級變壓器將改由另一路下常的高壓電源供電。

2、低壓側采用手動互投

采用低壓側手動互投，可以保證一臺變壓器發生故障時由另一臺正常工作的變壓器為故障變壓器的負荷提供電源。可以根據負荷容量，有選擇地切斷不重要的負荷，保證重要負荷的供電。正常運行時。四臺變壓器分別為各自連接的負荷提供電源，1#變壓器與2#變壓器、3#變壓器與4#變壓器之間的母線聯絡開關均為斷開。現在1#、2#變壓器為例，一旦l#變壓器發生故障，可根據實際需要，由工作人員手動操作，有選擇地切斷部分不太重要的負荷，合上1#、2#變壓器間的母線聯絡開斷，由正常工作的2#變壓器為選定的負荷提供電源。

3、負荷側采用互投配電箱

互投配電箱，即一臺配電箱有二路進線電源.其中一路主是路電源，另一路是備路電源，它可以保證當一路進線電源失電時，配電箱下端負荷持續有電。對于重要負荷，如播出、發射機房的用電設備等，廣電中心都采用了互投配電箱。通過電器控制，互投配電箱具備如下功能:正常工作時，兩路進線電源均帶電，由主路提供電源，一旦主路失電，自動由備路提供電源#當主路恢復供電時，配電箱控制系統自動切斷備路電源，改由主路提供電源;備路失電時由主路供電，備路恢復供電時仍由主路繼續供電。