關于電力系統運行與控制分析

韓冰

(營口技師學院，遼寧營口，115000)

1 電力系統運行的概述

電力系統運行應保障可靠性，具體表現在規定條件以及時間內，電力系統的設備以及元件將預期任務將預設任務保質保量完成。若是無法做到這點，達不到生產指標，就應對電力系統進行改進或者應將設備以及元件更新，來達到使整個電力系統可靠性提高的目的。電力系統運行應從完成下三個方面的任務：第一，應具體累積分析電力系統中元器件在運行狀態所生成的數據，在根據綜合分析數據的結果對各元件的可靠性進行判斷。第二，解析并模擬電力系統模型，在進行模擬使應對電力系統在規定時間以及條件下的完成工作指標的具體情況進行仔細觀察并做好數據記錄。在完成模擬工作后，計算并全面分析有關數據，得到所出現現象的概率。在此基礎上對電力系統進行優化調整，從而使其可靠性得以有效提高。第三，還應做好對電力系統運行中起輔助作用的模塊的具體考察工作，從而使所作出的決策更加準確可靠。做好這這三方面能夠為電力系統整體的高效穩定運行提供有力保障。

圖1 企業電力調度自動化系統結構圖

2 電力系統運行狀態分析

2.1 正常狀態

全面認知電力系統應站在整體的角度來看，發動機、變壓器以及其他用電設備共同組成了電力系統，能夠做到發電以及輸電，還具備用電功能。若是用戶的用電量改變，電力系統的負荷也會隨之發生變化。電力企業的重要工作內容以及目標是為用戶提供高質量的用電保證。這就要求電力系統中的發電機以電負荷的變化為依據保證有無功率在安全范圍以內作出相應的改變。為了完成這項目標，電力系統中的各種電氣設備都能保證正常運行，并使所有情況下的需求都能有效滿足，應做到所有設備的發電機同時運行并保持同一頻率。在實際情況下，應采取相應的調節手段來保障整個電力系統在受到正常干擾的情況下，不出現設備運轉超出承受負荷的問題，保障電壓所出現的偏差都允許范圍之內，不會出現嚴重偏差的情況。其中正常干擾情況有電力系統負荷的變化、設備的正常操作等。當電力系統需要過渡狀態產生變化時，應利用把旋轉備用和緊急備用有效調節的方式來完成轉換工作。

2.2 警戒狀態

電力系統警戒狀態的出現是因為電力系統中存在較輕的情況有設備超負荷運轉、電動機組突然出現故障而無法做到位電力系統的正常運行提供有力保障，還有被迫停機的嚴重情況。此外還有是由于受到運行環境的變化，電力系統設備客觀上存在容量減小的問題，這種干擾導致電力系統很難做到正常運行。電力系統在警戒狀態的運行時刻處在危險之中，必須采取相應有效措施來進行調整。具體有根據具體情況來調整控制發電機的負荷，應暫時做到不考慮經濟利益會受到損失的影響，將保障電力系統安全運行放在首位。

圖2 電力系統的組成

2.3 緊急狀態

當電力系統處在緊急狀態下出現重大事故的概率非常大。電力系統從警戒狀態到正常狀態期間就是警戒狀態。緊急狀態下的電力系統若出現事故就極其嚴重，波及范圍也比較廣。具體舉例為大容量發電機會出現跳開的問題，將會導致整個電力系統部分設備有很大功率而有部分是無功率，十分不平衡。還有就是發電機出現運行不同步的問題，不能及時有效解決電力系統出現的緊急問題。還存在沒有做到及時有效處理緊急情況而導致整個電力系統運行失衡，發電機運行的頻率很大差別不能保持同步，嚴重威脅到電力安全，甚至會導致出現大范圍的電力供應中斷的情況。此外，電力系統出現故障的表現還有很多，自然災害以及極端天氣也是導致電力系統從運行狀態轉換到緊急狀態的重要原因。電力系統處于緊急狀態運行時的危險性極高，應及時采用有效的斷電保護措施來將問題有效控制并處理，保證電力系統在最短時間內能安全恢復到穩定狀態，以免在此期間出現事故，造成不必要的損失。

圖3 電力系統在線監測控制

2.4 崩潰狀態

電力系統處在崩潰狀態下將無法做到為用戶提供用電。崩潰狀態主要是指在緊急狀態下無法采取有效的控制措施的情況。在此期間，為了保障電力系統的不良影響不會出現進一步擴大的情況，相應的調度人員就應采取有效控制措施，其中最常用也是最有效的就是將并聯的系統裂解成幾部分，其中任何一部分都存在嚴重問題，這就會使電力系統轉換到崩潰狀態。在采取有效的裂解措施之后，被裂解的所有部分都有功率不足的嚴重問題。因此所有的裂解部分的設備運行都是處在超負荷運轉的狀態，而轉換到崩潰狀態的目的是保障電力系統中的重要部分系統能夠做到正常運行，從而為正常發電提供有力保障，以免整個電力系統癱瘓。

2.5 恢復狀態

當電力系統處在崩潰狀態時，為了保證整個電力系統能夠盡快恢復正常，就必須采取有效的控制措施。對于這種狀態下所出現為問題，為了防止事故再次發生以及不良影響的進一步擴大，要求相應的調度工作人員應及時采取斷電保護措施，從而使崩潰狀態下的各個設備等都能得以有效控制和調度。電力系統恢復狀態中，調度人員應做好裂解的發電機組的并列工作，從而使用戶的供電能夠在較短時間內恢復正常。此外恢復狀態中，調度工作人員應以所發生的事故的具體情況為依據，將電力系統恢復正常狀態時采用漸進措施來逐步改善。

3 電力系統運行的控制措施

3.1 電力系統運行常見的控制措施

對于電力系統進行安全控制的主要目的是將電力系統在最短時間內恢復到正常狀態，在此期間會有效調整控制所出現的非正常狀態。要求調度人員對具體電力系統的運行情況為依據制定科學的計劃，充分利用計算機系統收集和處理電力系統運行時的設備等反饋出的有關信息，實時監控電力系統的運行動態進行合理調整，從而保障電力系統能夠處在正常狀態?？偨Y當前的電力系統的安全控制并以功能依據進行劃分，可大致分為三類：一是將電力系統運行的穩定性提高的措施，如電氣制動、串聯補償以及快速勵磁等，能為電力系統能夠穩定運行提供有力保障。二是將電力系統中的頻率維持同步的措施，會采取低頻自啟動以及低頻將機來保障輸出功率，還有高頻切機為電力系統的瞬間轉換狀態提供支持。三是預防電力系統的線路出現超負荷運轉情況的措施，其中有負荷切電源措施，能保障為電源的快速切換。

圖4 電力運維服務系統

3.2 提高電力系統運行的安全性以及穩定性的措施

要想使電力系統運行的安全性以及穩定性得以有效提高應將電力系統中的線路間電抗減少，最有效的措施是在線路中安裝設置串聯電容，從而達到減少電路間阻抗的目的，進而使傳輸的效率得以有效提高。在實際操作中，有部分電力企業會將靜止無功補償的裝置安裝設置在電路比較長的線路間，從而有效保護和控制線路中間的電壓。靜止無功補償的裝置安裝還能做好較快地調整電力系統的無功功率，進而使電力系統運行的穩定性得以明顯提高。

4 總結

電力系統的運行狀態可大體上分為正常狀態、警戒狀態、緊急狀態、崩潰狀態，以及恢復狀態這五種狀態。應根據狀態的具體情況，采取及時有效的控制措施來進行合理調整電力系統運行中出現的各種故障，防止出現故障波及出現范圍擴大情況，爭取在最短時間內將電力系統調整為正常狀態。