電力系統安全運行控制分析

摘 要：自改革開放以來，我國的經濟發生了翻天覆地的變化，隨著對電能需求量的增加，電力系統也進入了不斷發展的時期，近年來，我國電力系統開始向大機組、大電網、高壓及超高壓的方向發展，不僅規模不斷的擴大，同時輸電的距離也在不斷的延長，使跨省、區的大型電力網得到實現，取得了良好的經濟效益，但同時也帶來了一些弊端，長距離的電力網在運行時的穩定性越來越受到廣泛的關注。目前我國部分地區頻繁出現的停電拉閘現象，電源供應緊張是其中的一個原因，但另一個原因則是電力系統安全運行的問題。文章對電力系統運行狀態進行了分析，并進一步對電力系統的安全控制進行了具體的闡述。

關鍵詞：電力系統；運行；安全控制

前言

電能越來越成為保證社會經濟得以持續發展的動力，所以保證電能持續、穩定的供應是十分必要的，這就需要一個具有安全性的系統，電力系統在運行時很難避免不會發生一些突發性的擾動，或是故障，從而對系統的運行造成影響，而一個系統的安全性是指受到這些突出因素影響時，系統仍然可以不間斷的向用戶供應電能，任何一個單一的故障都不會對整個系統的正常運行受到影響，所以安全運行是從整個系統的全局性來考慮的，這樣還關系到各公司及公司與用戶之間相互協作的問題。

1 電力系統運行狀態

電力系統在運行是會有多種狀態發生，所以我們根據運行時的不同狀態將其分為正常運行狀態、警戒狀態、緊急狀態和恢復狀態。這幾種狀態在電力系統運行時會由于運行狀態的變化而在這幾種狀態之間進行轉變。正常運行狀態是系統經濟運行的最佳狀態，在這時系統可以提供充足的產量，安全穩定的輸出給用戶。但當系統在正常運行時，其運行環境和條件產生變化時，所受到的負荷或是干擾增加，導致系統運行的安全水平無法達到正常值水平，從而使系統運行進入警戒狀態。當系統處于警戒狀態時，則需要在此時采取相應的措施，從而使其負荷和干擾減小，使其恢復到正常水平，如果在這時又有足夠大的干擾和負荷出現時，則系統即進入緊急狀態，這時需要及時采取各項恢復出力和送電能力的措施，使系統向正常狀態恢復。通常在緊急狀態時，通過相應措施的調整，可以使其恢復到正常狀態或是警戒狀態。

1.1 電力系統正常運行狀態

當電力系統能夠足夠滿足用電需求時，在此種狀態下運行時，電力系統中總的出力能與總的需求處于平衡的狀態下，同時電力系統中各母線電壓和頻率也處于正常的運行狀態，各設備也都處于規定的限額內運行，在這種情況下，系統中的發電和輸變電設備都有足夠的容量以保證系統處于正常的運行狀態，所以運行狀態是安全水平的狀態，對于任何有害的干擾都有承受能力，而不會產生不利的后果，在這種安全水平下運行，系統可以充分的發揮其運行時的經濟性。

1.2 電力系統警戒狀態

當電力系統中受到的干擾增大，或是系統運行時內部產生變化，則會使系統運行的安全系數降低，從而使儲備能量減少，導致系統進入到警戒狀態下。導致系統進入到警戒狀態的因素較多，但最主要的也就是系統的出力能減少、輸電能力減弱及干擾增大等。在這種情況下運行時，系統的各種安全約束還是都能夠滿足的，只是系統承受干擾或是負荷的能力在不斷降低，當干擾或是負荷足夠大時，則系統則會進入到緊急狀態。

1.3 電力系統緊急狀態

只有當系統受到非常大的干擾、事故或出現異常情況后才會導致系統進入到緊急狀態，當外到緊急狀態時，系統運行的平衡性被打破，各種安全約束也受到破壞，負荷的正常供電由于電壓或頻率無法滿足正常值而受到影響，在這種情況下，如果能夠及時、正確的采取緊急的應對措施，則系統有可能會恢復到正常運行狀態或是警戒狀態下，但如果不能采取正確的措施，則會導致運行的環境更加的惡化，故障得以進一步的擴大，使系統的運行穩定性受到影響，從而導致大面積的停電或是整個系統無法運行。

1.4 電力系統恢復狀態

電力系統在經歷緊急狀態后，事故已被抑制，從而進入恢復狀態。此時電力系統的部分元件（如發電機、線路和負荷）仍被斷開，在嚴重情況下系統被分解為若干個獨立的部分系統。所以，要借助一系列的操作，使電力系統在最短的時間內恢復到正常狀態或警戒狀態，盡量減少對社會各方面的不良影響。這些操作包括：恢復和投入發電機的出力，恢復和投入輸變電設備，恢復對開斷的負荷供電，使系統解列的部分重新并列等。

2 電力系統安全控制

2.1 預防控制

預防控制是為防止正常運行狀態時可能出現的突發事故，應進行預防性的安全分析和控制。如果發現在某一假想事故下，電力系統將進入警戒或緊急狀態，那就認為電力系統在隨后可能出現這種事故時將是不安全的。為避免這種潛在的不安全因素，應及時采取相應的控制措施以保證即使出現這種假想的事故，電力系統仍然是安全的，或者盡量減輕對電力系統安全性的威脅。

2.2 緊急控制

緊急狀態的控制一般分為選擇性切除故障階段和防止事故擴大階段。在第一階段，借助各類繼電保護和自動裝置，有選擇性的快速切除部分發生故障的電力系統元件，以避免對電力系統正常部分的影響和個別發電機的失步。在第二階段，即故障切除后，如繼續出現緊急狀態，不能立即恢復到警戒（或正常）狀態，除了需要采取各種安全控制措施外，允許對部分用戶停止供電，以免發生連鎖性的故障或電力系統的瓦解。同時，應盡可能縮小停電范圍，使對用戶造成的影響為最小。

2.3 恢復控制

一次重大事故后的電力系統恢復過程是一個有次序的協調過程，應通過信息收集系統了解和確定系統的實時狀態，仍舊維持云狀的發電機及輸變電設備盡可能保證對未斷開的用戶供電。然后，使斷開而沒有損壞的電機和輸變電設備恢復處理并重新投入系統。在恢復過程中，根據被斷開負荷的重要程度和系統的實際可能，逐個的恢復對負荷的供電。在各個部分系統已經恢復到一定程度后，幾個部分系統的頻率極電壓接近或達到額定值后，應將在緊急狀態時解列的各部分系統逐個重新并列，使系統盡可能恢復到事故前的運行狀態。隨著可出力的增加和輸變電設備的重新投入，逐步恢復對全系統供電。

3 結束語

電力系統運行的穩定性直接關系著國民經濟的持續發展，關系著百姓的正常生活，所以保證電力系統的安全運行是具有極其重要意義的，其不僅能夠保證電力企業經濟效益的實現，同時也是保證社會經濟得以持續發展的重要支柱，因此，詳細分析和研究電力系統運行的時的狀態，保證其安全穩定的運行，從而推動社會的發展及進步。

參考文獻

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