電力系統安全監控的理論及方法措施

黃偉杰

摘? 要：電力支撐著國家經濟的發展，電力系統運行的穩定性關系著國家經濟的發展，也關系著社會的和諧和穩定。而隨著電網規模的逐漸擴大，其所發生的安全事故的影響范圍也越來越大，安全問題更加顯現。本次研究就針對電力系統安全監控的理論和方法措施進行了詳細的探討，希望相關人士借鑒。

關鍵詞：電力系統;安全監控;理論;方法措施

數字化時代的來臨，促進了電力系統信息服務功能的完善，這也在一定程度上擴大了電力企業的產業規模，而以當前電網的運行情況為出發點，可以發現，電力系統運行的穩定性在一定程度上與電力系統信息功能的正常與否有著密切的關系。所以，提高電力系統安全監控的水平，使電力系統在運行中所遇到的安全隱患問題能夠得到及時的處理，為電力企業作業的高效性進行做好保障。

1、電力系統安全監控的理論

目前，電力系統安全監控的思想大都是建立在可靠性理論的基礎上的，然后再根據所選定的可靠性準則所計算出來的可靠性評估指標，并將此評估指標作為對電力系統進行安全監控的依據。但是，目前，由于類似于事故鏈的多個事件的并發以及小概率事件的計算等問題在對其計算起來都非常復雜，加上其發生的概率非常小，導致這種可靠性的計算方法忽視了對這些事件的計算。但是有大量的實踐證明了，多個事件的并發和小概率事件也正是電力系統進行安全監控一定要認真考慮的核心問題。所以說，從監控人員以及監控設備安全性的前提進行考慮，應該對相關的監控理論進行完善。

1.1電力系統安全性的分析

對電力系統的靜態運行情況進行安全分析，也指的是當電力系統發生安全事故后穩態運行情況所發生的安全性，但是對于當前運行狀態后向事故穩定狀態的動態轉移情況不做任何考慮。此時，預想事故應集中系統中電氣支路的連接和斷開，以及系統中發電機的連接和斷開，對這兩種事故的安全性進行評定。此時利用電力系統的安全性分析，能夠簡單、快速、并且便于實施計算。但是對于一些比較嚴重的安全事故（如大負荷線路的斷開或者連接，大機組的斷開或者連接等），在對其進行處理時，采用電力系統進行安全分析時，其結果的精度也就比較差。一般情況下，電力系統的動態安全分析是對預想事故后系統的暫態穩定性進行的評定，傳統的方法則是離線計算的數值積分法，也就是需要在各個時間段對描述電力系統運行狀態的微分方程組進行求解，進而得到每一種狀態下，其變量隨著時間所變化的一種規律，通過計算出的這種規律對電力系統運行的穩定性進行判別。此種方法優點如上，但是也存在這一些缺點，如最為明顯的一點就是計算量比較大，并且所得出的結果只是電力系統運行的動態過程，并不能對電力系統運行的穩定性進行迅速的辨別，所以，未能很好的滿足實時要求。

1.2電力系統的等值

電力系統控制范圍的擴增以及互聯網的形成，導致在對電力系統和規劃設計和運行方式進行計算的過程變得更加復雜。為了降低計算機的負擔，可利用等值，將原先的計算過程用等值參數進行代替，則能夠有效縮小電力系統的規模。計算等值的方法有拓撲等值法和相非拓撲等值法。

2、電力系統安全監控的措施

2.1安全穩定控制電力系統的分層與協調

由于考慮到電力系統具有分布地域廣、暫態過程發展變化快等特點，所以，在對電力系統的狀態信息進行收集時，一定要在較短的時間內完成，這樣才能實現全網的集中控制，但是這種控制方式不但在技術上難以實現，并且其還存在著比較差的擴展性和安全性，另外，外經濟上也并不可取。因此，結合電力協系統運行的實際情況，采用分層控制的方案比較可取，也就是將整個電力系統逐層分解成若干個子系統，再根據各個子系統的特點，安裝一些局部控制裝置，若干個局部控制裝置最終組成一個綜合性的安全穩定運行控制裝置。如中央調度控制裝置是由遠端系統和計算機共同組成，并將此裝置放置在中央調度中心，并且電力系統運行中的所有的信息都是由此裝置進行收集和處理，同時還要對計分區局部裝置的工作進行協調。而子系統的主要控制裝置是由遠端系統和計算機所組成的，將各個子系統的控制裝置在地區調度所或者樞紐變電站內，由其對各區域內電力系統在緊急情況下的安全穩定運行的運行情況進行控制。

2.2安全穩定控制電力系統的微機化和智能化

計算機技術的迅速發展，使其在各行各業的發展中得到了廣泛的應用。電力行業中也不例外，電力系統已經利用計算機技術構成了繼電保護裝置和安全自動裝置，所有的裝置都具有綜合性的功能，如常見的快關氣門、電氣制動、PSS等組成的發電機綜合控制裝置。此種裝置通過計算機技術實現了裝置的創新，其能夠對收集到的信息進行實時處理，并且對部分裝置進行協調和控制，由于其具有這種優勢，所以，當電力系統線路中出現故障后，繼電保護裝置就會在最短的時間內對故障點以及故障的范圍作出準確的判斷，進而采取有效的控制措施，將電力系統中的故障及時消除，將故障所造成的影響降到最低。再比如，利用計算機技術所構成的新型繼電保護裝置，不但能夠對其中的信息進行實時計算，還能對繼電器難以實現的一些功能進行模擬。

2.3對電力系統在線實時安全穩定的分析和控制

對電力系統的運行情況實時安全穩定的分析和控制也是現代化電力系統進行安全監控的主要發展方向。目前，我們從理論和實際兩個方面著手來保證電力系統運行的穩定性。在理論方面，重點對大系統分解成局部系統，進而通過局部控制保證整個電力系系統穩定運行的情況進行分析;而在實際中，需要對利用實時狀態量構成穩定性的實用判定依據進行研究。我們將在線實時安全穩定監控功能的發展分成了兩個階段，第一階段則需要實現在線預想事故下的動態安全分析，也就是說當判斷出可能要發生預想事故時，要及時對系統在預想事故下運行的穩定性進行判斷，進而為電力系統的安全穩定運行提供各種安全的自動裝置以及保護控制方面的協調方案。第二個階段則是實現在線的安全穩定閉環控制系統。在經過大量的實踐后，第一個階段方面的研究已經取得了相應的成效，國內外有電力企業已經將試用在了電力系統電路的運行中。并且，專家們一致認為，計算機技術、現代通訊技術的廣泛使用，在線的安全穩定閉環控制系統的建立也會在不久后變成現實。

3、結束語

總之，電力系統安全監控方案以及實施措施應該在最初電力系統進行規劃和設計的時候就考慮進去，各個規劃部門以及設計部門以規定的可靠性準則為依據，對電力系統在各個發展階段地的規模進行校核，不但包括電力系統中發電機的容量以及配置等，還包括整個電力系統電網結構的輸送容量，在校核完后，使電力系統中的發電機和整個電網結構均能夠與電力系統中各個地區負荷的增長情況相適應，并預留好備用的容量。這種電力系統發展規模與地區負荷增長情況的適應，需要在有功功率和無功功率均達到平衡的狀態下進行，如果無功功率不足就會導致線路中電壓下降，造成電力系統瓦解，同時也要注意各個薄弱環節的結構，避免安全事故的發生。

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