電力系統安全監測控制研究

馮志強

摘要：隨著社會經濟以及電力技術的發展和進步，控制電力系統的安全變得十分重要。在電力系統日常運行的過程中，電力系統的安全會受到很多方面的影響，如果受到大干擾的影響，會使系統失去應有的穩定性，導致出現大面積停電，甚至導致系統崩潰或者瓦解。文章分析了電力系統的安全監測控制。

關鍵詞：電力系統;安全監測控制;電力技術;電網結構;發電機;氣輪機文獻標識碼：A

中圖分類號：TM711文章編號：1009-2374（2016）04-0015-02DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.04.008

隨著電力規模的不斷擴大以及電力行業的迅速發展，進一步增加了電網結構的復雜程度和單機容量，由于會在一定程度上受到經濟和環境的影響，電力系統安全問題變得更加重要，一旦發生安全問題，就會造成長時間、大范圍停電，因此，需要不斷研究電力系統安全監測控制，促進電力行業的發展。

1 電力系統安全監測控制的重要性

經過不斷研究我們可以發現，合理利用控制電力系統的技術，提高系統安全監測的控制，不但可以增加系統的安全性和可靠性，還能夠促進電力系統行業發展，是一種十分有效的經濟方式。如果想要保障系統具有合理的安全性，需要使用的控制方式為以下兩方面：（1）利用有效和完善的安全監測控制方式;（2）加強電網的建設和合理安排電網結構。電力系統安全監測控制具有一定的重要性，合理安排配置，可以在一定程度上提高輸電能力，并且保證系統穩定安全地運行。

2 電力系統安全監測控制的類型

從作用時機方面來說，可以把電力系統安全監測控制分為三種，包括恢復控制、預防控制以及緊急控制，分別對應于供電中斷以后的恢復、故障以前的平衡狀態以及故障之后的暫態過程。依據不同的控制決策、傳遞、采集信息的方式可以分為以下三種控制方式：（1）就地控制模式。可以把就地性控制合理地安裝到每一個控制站，并且相互之間不會出現影響，只是依據就地信息來切換以及判斷主站、母線出現的故障。（2）集中式控制方式。此控制方式具有獨立數據采集系統以及通信系統，在調度中心設置控制中心，以便于能夠實時監測系統的狀態，并且依據實際運行狀態來合理地更改控制策略、故障情況，發出一定的控制命令，達到安全監測的目的。（3）區域控制模式。區域穩定控制系統主要就是保障電網可以安全穩定運行而安裝的控制設置，通過通信接口和通道設施進行連接。

3 電力系統安全監測控制的措施

影響電力系統安全的主要原因就是破壞了電力系統內部無功功率和有功功率之間的平衡，而且不可以進行恢復，所以促進電力系統安全運行的主要方式就是基于以上原理進行分析的。現階段，根據電力系統安全的情況來說，使用最廣泛的就是負荷切除、切除發電機、汽輪機快關汽門、系統解列、電氣制動以及發電機勵磁附加穩定控制等方式。

3.1 發電機勵磁附加穩定控制

通過分析電力系統極限功率的表達式Pm=EV/X可以看出，如果可以有效地降低發電機的電抗能，就能夠顯著地增加電力系統的輸送能力和功率極限。利用發電機相對加速度公式a=wn△Mu/Tj可以發現，如果可以減小加速度a，就能夠有效降低受到干擾之后發電機相對動能變化情況，從而可以在一定程度上提高系統的穩定性。如果可以降低發電機電抗以及提高發電機慣性常數，也會適當提高消耗材料的數量，此外，還會增加電力重量和尺寸，所以這種方式不是十分適合。可以通過改變發電機勵磁調節系統來改變發電機特性，不但可以增加功率極限，還可以保障有效的擴大系統范圍，因此，這種方式一般都是使用在安裝自動勵磁調節裝置的電力系統中。

3.2 切除發電機

切除發電機又可以被叫做切機，這種保證電力系統穩定性的方式具有很多年的研究歷史。切除發電機實際上就是在電力系統出現短路故障和輸電線路斷開的時候，為了盡可能避免由于加速導致電力系統失去安全性，相關技術人員需要盡快切除部分發電機組。使用這種技術的時候，需要相關操作人員全面分析功率的供需平衡問題。

3.3 切除負荷

經過分析表明，電力系統負荷一般都是處在經常變化的情況下，為了可以保障電力系統傳輸功率的質量，需要合理利用控制系統頻率，以便于得到合理控制負荷的目的。此外，一旦電力系統運行中失去電源，想要保障系統的穩定性，就需要合理地切除部分負荷。

3.4 汽輪機快關汽門

如果正在運行的電力系統遭受到一定的大干擾，就會使得發電機軸上形成不平衡的功率，從而促使發電機形成比較劇烈的運動，破壞了電力系統的穩定性。在運行的時候，如果調節原動機非常靈敏，需要保證能夠符合電磁功率的實際變化情況，可以在一定程度上降低不平衡的發電機功率，導致電力系統失去應有的穩定性。想要保障在出現故障之后具有比較小的輸入功率，就需要完全消除輸出功率和輸入功率之間出現的不平衡，相關操作人員需要合理地利用再熱式汽輪機組，控制發電機功角檢測裝置、汽輪發電機快速調節氣門以及微機控制的高速系統，充分分析功角變化實際情況，然后快速交替開、關氣門，盡可能降低震蕩時間，達到系統安全穩定的運行。

3.5 電氣制動

在電力系統運行的時候，一部分水流以及水電廠調節閥門擁有一定的慣性，因此，需要把電氣制動看作一種可以很好地提高水電廠穩定性、安全性的重要方式。

3.6 電力系統的失步解列裝置

經過長期的發展，電力系統不管是嚴格依據相關穩定、安全的運行，還是全面控制和分析電力系統的安全，總會在不知道的情況下出現偶然。在許多偶然因素經過疊加以后，會在一定程度上破壞系統的安全性，如果不能進行及時處理故障，就可能出現十分嚴重的后果，例如，長時間、大范圍停電。所以，失步解列裝置對于降低電力系統造成的影響具有很大作用，可以避免大面積停電。

4 結語

總而言之，研究電力系統安全性對于電力系統的發展具有十分重要的作用，隨著電力事業的不斷延伸和擴張，使得電力系統變得更加復雜和龐大，逐漸開始顯現一些安全問題。為了保證電力系統能夠安全穩定地運行，合理地提出安全控制的有效措施，不僅提高了系統的穩定性和安全性，也具有一定的經濟效益。

參考文獻

[1] 閔紅，王道生，王志剛，等.電力隧道運營期結構安全監測系統開發及應用研究[J].華東電力，2014，42（9）.

[2] 曹希卓，柳翔.電力系統大壩運行安全監測數據網絡報送與監控[J].大壩與安全，2014，（4）.

[3] 程云峰，張欣然，陸超，等.廣域測量技術在電力系統中的應用研究進展[J].電力系統保護與控制，2014，（4）.

[4] 羅濤，陳民鈾，曾燦，等.電力電纜安全監測中溫度場和電場數值關系分析[J].電力系統保護與控制，2010，38（5）.

[5] 石智棟，張永慶，侯培虎，等.光纖光柵溫度在線監測系統在電力安全監測中的應用[J].山東科學，2010，21（6）.

[6] 王小輝，李圣普，劉建粉，等.光纖傳感在電力傳輸安全監測中的應用研究[J].信息技術，2013，（2）.

（責任編輯：周 瓊）