電力系統安全穩定控制技術及其應用研究

曲學奇

摘 要：我國的電力系統在經濟發展的推動下，逐漸取得優質的發展成果，起內部的系統構造更加復雜，使電力系統在電力事業中能夠發揮的功能更多，其結構復雜化帶來了積極的功能的同時也帶來了消極的影響，電力系統的安全事故頻繁發生，究其原因，主要是電力系統的安全管理工作沒有跟上電力系統的整體發展，本文對能夠保障電力系統的運行既安全又穩定的相關控制技術進行分析。

關鍵詞：電力系統；安全穩定；控制技術；應用

當今的經濟型社會對于國家的各種資源的需求越來越大，電力資源是日常使用的一種重要資源，無論是經濟建設還是人民的生活都離不開電力資源的支持。因此如果電力系統不能保持正常運行，就會對我國的居民的生產與生活產生較大的影響，如經濟損失等。本文對其安全穩定控制的相關理論進行分析，希望能夠切實提升我國的電力系統的安全穩定性，并且對我國的電力事業發展提供幫助。

1 對電力系統實施安全穩定控制技術的概述

電力系統是一種常見的能源供給系統，能夠為使用者提供具有穩定的頻率的電壓以及電能。評價電力系統為的性能指標有：安全性、穩定性以及可靠性，這三種性能在電力系統的正常運行的過程中都發揮著關鍵性的作用，其中，安全性是指在電力系統運行時，即使遭受了外部環境的干擾，也會對其供電功能產生影響的風險程度；可靠性主要指在進行長期供電工作時，保證正常運行的概率數值，是衡量其提供連續不斷的供電功能的重要指標；穩定性主要是指已經經歷過干擾的電力系統能夠保持完整的運行程序的持續程度。只有滿足以上三種性能指標，才能從根本上確保電力系統提供優質的供電服務。

2 保證電力系統安全穩定的關鍵性技術

對于我國的電力系統的進行安全穩定控制的相關技術有了一定了解后，我們可以通過以下的關鍵性技術，在一定程度上，使電力系統的安全穩定度有所提升。

2.1 電力系統安全穩定控制的常用技術

低頻控制技術。低頻振蕩與系統網絡結構、運行狀況及發電機磁系統參數密切相關，產生的原因主要包括遠距離的輸電電路發生功率擺動、大區間聯系弱、大機組系統阻尼變弱、遠距離輸電線路中部或受端的電壓不足等。在安全穩定控裝置內增加低頻檢測判據和控制策略就可實現對低頻振蕩進行及時的檢測和控制。具體措施包括增強網架、串聯補償電容、采用直流輸電方案和在遠距離輸電線路中部裝設同步調相機以加強電壓支撐的作用。

低壓控制技術。電壓不穩定是促使低壓控制技術產生的重要動力因素，因為電壓不穩定往往導致整個系統的不穩定。電壓崩潰是伴隨電壓不穩定導致電力系統大面積、大幅度的電壓下降的過程，致使大范圍內停電。低壓控制技術能利用相關的信息管理系統采集當前系統運行是的各種數據，同時還可以針對可能造成電壓崩潰的預想事故進行暫態電壓穩定（小于10秒）和中期電壓穩定（10～30秒）分析計算，提出電壓預防性控制措施。

2.2 基于光電傳感器的新技術

與傳統的電壓和電流互感器相比，新型光學電流和電壓互感器具有非常明顯的優勢，譬如良好的絕緣性能、較強的抗電磁干擾能力等。與現代數字信號處理器（DSP）技術緊密結合的光電傳感器成為電力系統安全穩定控制技術的新導向，同時將其應用于全球定位系統（GPS）中可以使廣域中采集實時量的統一時標問題得到有效的解決。這一問題的解決對促進繼電保護技術的進一步發展發揮了至關重要的作用。

2.3 自適應穩定控制技術

使控制系統對未建模部分的動態過程以及對過程參數的變化變得不敏感是自適應控制的最終目標。其作用原理是這樣的：當系統控制過程發生動態變化時，自適應控制系統就能及時捕捉到這一變化并實時調節控制策略和相關的控制器參數，從而實現系統的穩定控制。除此之外，為了使控制操作更為精確，安裝有自適應穩定控制系統的電力系統主站或調度中心還可以根據其所接收的電網實測數據及時完成緊急控制策略的自動優化，從而有效實現電力系統的自適應穩定控制，同時還具備相關的事故自動處理功能。目前，自適應穩定控制技術與電力系統緊急控制在線決策技術以及廣域測量技術的有效結合實現了電力系統安全穩定的廣域測量分析控制一體化，為實現電力系統安全穩定提供了極為重要的技術支撐。

3 相關技術的具體應用

在實際的電力系統運行中，電力管理人員可以根據具體情況來對技術進行選擇性使用。

3.1 電力系統安全穩定控制體系的構建

在進行電力系統規劃設計時要把電力系統的安全性放在首要位置，確保電力系統的持續安全穩定。因此，運用電力系統安全穩定控制技術構建合理的、具有預防性控制調度手段的電網結構，組成一個完備的電網安全防御體系是預防電力系統動蕩因素和大停電事故的有效方式。電力系統安全穩定控制體系是一個綜合性的系統工程，涉及電網結構設計、電力系統運行方式規劃、安全穩定控制和系統自動控制等方面。電力系統安全穩定控制體系可以分為受擾動前的電力系統安全保障體系和受擾動后的電力系統安全穩定控制體系。

3.2 電力系統安全穩定控制過程分析

電力系統作為一個極其復雜的非線性的動態大系統，由于系統的電氣量變化范圍相對比較大，而且持續的時間短，分析計算又相對比較繁瑣，決定了電力系統安全穩定控制過程實現起來也相對較為復雜，為了更好地保證電力系統的安全穩定控制效果，要求相關安全控制策略的分析計算應在事故發生前做好相關充分的準備工作。解決這一問題的方法一般有兩種：一是在線方式。該方法主要是根據當時電網的實時運行狀態由在線決策系統的服務器對可能發生的相關故障進行穩定分析計算，從而形成當前電網的穩定控制策略表。需要指出的是，該方法的實現需要當前電網的運行狀態和大量相關的數據信息，實現起來比較困難，在實際的分析計算中很少采用該方法。二是離線方式。它是人為通過對電網不同運行狀態下可能遇到的故障進行穩定計算分析后形成的電網的穩定控制策略表的一種分析計算方法。相比較在線方式，該方法實現起來比較簡單，缺點是計算、維護工作量大，對電網發展變化的適應性較差。

結束語

為了使我國的電力系統在運行的過程中能夠保證較高的穩定性以及安全性，就必須掌握上述的關鍵性技術，并根據電力系統的實際情況進行應用，對于不同類型的電力系統，其安全穩定控制技術的選擇也具有多樣性，電力系統的安全管理工作者應當對電力系統的實際情況進行了解，還要不斷對安全穩定管理技術進行研究，將更多的現代化元素應用到安全穩定性的管理工作中，有效地提升我國的電力系統的安全穩定管理以及控制的能力，從而推動我國的電力事業為居民提供穩定的服務。

參考文獻

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