时间:2023-10-08 10:16:39
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇电力系统安全性与稳定性,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
当前是一个经济全球化的时代,电力行业的发展要与时俱进,跟上时代前进的脚步。电力企业要想最大程度满足社会用户的需求,保障安全稳定的持续供电,就必须始终保持电力系统的完整性,要根据影响电力系统稳定运行的各项因素,有针对性的采取防治措施,避免各种电力事故的发生,保证工作人员的生命安全和企业的财产安全,为企业创造出更多的经济效益和社会效益,促进电力行业和谐稳定的发展。
1.电力系统的安全性概述
1.1电力系统的安全性
电力系统的安全性存在着众多的评价指标,例如系统解列、电压稳定性、攻角稳定性以及热过载等[1]。电力系统稳定性作为电力系统安全运行的重要基础条件,工作人员要加强对电力系统安全运行的防治工作,要采取有效的措施避免电力系统在正常运行过程中受到各种外界因素的干扰,从而引起严重电力事故。
1.2电力系统安全性的分类
通常情况下,我们可以将电力系统的安全性概括为两个类型,一类是电力系统静态安全性,另一类则是电力系统动态安全性。前者如果按照不同参数对于限制条件的满足情况具体能够分为五种状态,分别是正常状态、危机状态、警告状态、恢复状态以及紧急状态。
电力企业要合理开展对于电力系统的安全性评价工作,这样有利于管理人员对正在运行当中的电力系统作出科学正确的判断,明确系统是否存在着潜在的故障风险和质量问题,同时为企业优化改善电力系统提高真实可靠的依据。相关工作人员在对电力系统安全性展开科学评估时,要始终遵循客观性、可行性、可比性以及系统性等原则,要充分考虑到影响电力系统安全运行的各种因素,保障评估工作的高效性、准确性以及全面性[2]。
电力企业严格按照不同标准可以把安全性评价分为不同的类型,通常而言,如果工作人员是根据电力系统安全评价过程的周期与对象关系,能够将其合理分为事前、事中、事后以及跟踪评价。不同阶段工作人员都要对电力系统安全性进行科学评价,判断其是否存在运行问题,要采取什么防治措施,避免问题的频繁出现。电力系统的安全性评价分类图如下图1所示。
2.影响电力系统安全性的因素
电力系统在正常运行过程中,会受到各种因素的影响,导致其产生各种大大小小的故障问题,对于构成当前电力系统的基础设施来说,具体可以内部因素和外部因素。
2.1内部因素
影响电力系统安全性的内部因素主要包括了以下几点:1)电力系统核心部件的故障:例如发电机故障、变压器故障以及常见的输电线路故障;2)控制和保护系统故障:继路器误动作、保护继电器的隐性故障以及控制器的误操作等[3];3)电力系统的软硬件发生故障;4)通讯、信息系统故障:出现失去通讯的现象、无法实现自动保护和控制操作、信息传递出现缺损问题、外界黑客入侵导致通讯系统崩溃;5)整个电力行业的内部竞争环境因素:各个电力企业缺乏交流与沟通,导致恶性竞争的出现,一味的追求经济效益,而严重忽视了对控制保护系统以及发电装置的及时更新替换;6)电力系统自身的稳定性:由于系统电压、频率、静态、暂态以及振荡等不稳定,影响了电力系统的安全运行。
2.2外部因素
影响电力系统安全性的外部因素主要包括了以下加点:1)天气和自然灾害因素:一些无法避免的天气因素以及灾害因素,例如常见的雷电雨、地震、冰雹、暴风雪、热浪以及大型火灾等,都会或多或少影响到电力系统的安全运行;2)电力企业人为因素:由于操作人员自身专业技术不过关或者安全意识落后导致出现误操作,管理人员将电力系统的运行参数设置错误,存在一些不法分子恶意的破坏电力系统的正常运行[4]。
3.电力系统安全性的防治措施
3.1强化安全性电网建设
电力企业要想保障电力系统安全稳定的持续运行,为社会广大用户源源不断提供高质量的电力,就必须不断加大对安全性电网建设的投资力度,电力企业的发展与适应整个市场环境的发展动态,通过加强安全性电网建设是必不可缺的重要性工作,这样能够为企业创造更多的经济效益和社会效益。第一,电力企业在对安全性电网系统的筹建阶段,设计人员要加强对电网的规划工作,必须保证自身良好的建设意识和理念,要高度重视到受端电网、二次系统以及远距离输电网的建设,这样才能有效降低企业电力系统出现故障的概率,减少因为电力事故造成的严重经济损失。第二,电力企业必须调配专业的检修维护人员,加强对于电力系统的日常管理维护工作,要定期检查系统的输电线路和各项设备,要保障各项设备和线路的及时更新替换,电力企业要优先选择使用周期长的先进输电设备,这样能够有效降低电力系统由于设备老化问题而引起的用电质量和安全故障,电力系统检修维护人员要在第一时间发现那些出现严重损坏的电力设备,并上报管理部门进行及时的更换,保证电力系统安全可靠的持续运行[5]。
3.2加强电力系统监督管理
电力企业除了要加强安全电网的建设,也要注重电力系统的日常监督管理,电力企业要充分利用好现代化的计算机技术和数字化控制技术,引进先进的监控设备,实现对电力系统运行的实时监控,发现问题并及时采取解决措施。电力企业要不断提高内部电力电网信息的传输效率,实现各项信息资源的共享[6],充分发挥出资源的作用,提高整个电力系统的运行效率。企业要创建完善的电力系统管理部门,加强对电力系统运行过程的监控和管理,当发现电力系统运行出现故障时,必须及时安排专业维修人员对其进行检修,排除故障保障系统的安全性。电力企业要定期组织操作人员参与专业化的技能培训,培养他们良好的综合能力和素质,坚决履行自身的责任,按照企业制定的规章制度规范操作,促进电力系统稳定持续的运行。
3.3重视电力系统安全基础建设
电力企业要高度重视电力系统安全基础的建设,要充分做好前期投资和准备工作,要考虑到电力系统长期建设周期长的特点,加强对电力系统基础设施的建设,积极引进先进的电力设备,加强对它们的日常管理和维护,要充分发挥出它们在电力系统运行过程的作用。电力企业要积极优化电力系统的各项设施,这样才能实现电网的安全性和可靠性,进一步提高企业电力系统的安全性。企业要组织员工展开电力系统的安全防治工作,切实落实好各项智能化控制技术的实施,要敢于创新研发,不断完善电力系统的构造。
关键词 电力系统 安全稳定 标准研究
中图分类号:TM71 文献标识码:A
1综述
在电力系统的安全稳定发展研究当中,首要的主导因素就是如何制动一个安全稳定的标准,从而帮助电力系统在管理上进行安全标准性生产的优化。在当下我国的电力系统安全维护过程当中,加强电力系统的安全稳定工作,发挥价值作用已经在不断深化。国家电力系统的安全稳定性发展也在不断的深入,取得了不错的成效,但是在实际的管理和相关工作开展过程当中,由于缺乏统一的安全稳定标准,导致在实践过程当中还有一定的问题出现。维护电力系统安全稳定是工作的基础也是关键,因此,必须要充分认识当下的问题,具有针对性、专业性、科学性的进行相关问题的认识和解决,从而更好的促进电力系统的安全稳定发展。
2电力系统安全稳定运行中的不足
在电力系统的运行过程中,安全稳定的运行是保证电力系统价值实现的关键,为了能够更好的服务于国家发展和生产,就需要充分认识电力系统安全运行当中的不足,通过全面的优化把控来不断的提供更加优质高效的服务。
2.1电力系统管理标准执行不一
在电力系统的运作过程当中缺乏统一的管理,从而导致电力系统在安全稳定发展过程当中,没有一个充足的管理型保障。电力系统内部部门协调不统一,管理力度的欠缺也导致部门的相关工作效率不高,工作人员在工作当中,因为没有明确责任划分,导致在电力系统管理部门,存在一些管理盲点和重叠性管理,这样便会导致电力系统在安全稳定的标准化发展过程当中出现管理上的误区,责任制的落实也不能够充分发挥。
2.2电力系统安全稳定问题存在
电力系统的安全稳定性问题一直是制约电力系统稳健发展的关键。因为其中的技术问题不能够被解决,从而导致电力系统在安全稳定发展当中,受到较大的制约。抛开管理来看,技术性的问题是制约电力系统安全稳定的关键。
2.3电力系统相关工作人员平均专业素质不高
通过对电力系统的相关性研究之后可以发现,电力系统相关工作人员的专业素质存在较为严重的两极分化,而专业性强的技术人员比重偏低,而且他们往往不在电力系统的第一线工作。这样便导致同电力系统维护紧密相关的工作人员,在电力维护专业技能方面存在严重的断层,平均专业素养偏低,从而导致在技术性工作开展当中,电力系统的建设和维护存在较大的不稳定性因素。
3优化电力系统安全稳定行研究
在电力系统的稳定性研究当中,为了确保电力系统能够更好的服务于社会发展和生产,建立安全稳定的电力系统,对于促进行业发展具有重要意义。在认识问题的基础上进行相关的优化和整改,是优化电力系统安全稳定运行的根本。
3.1优化管理建立责任制
电力系统的价值作用已经不言而喻,稳固电力系统的安全性,可以通过加强管理实现。在加强管理过程当中,明确部门之间的分工和管理,对于重叠的部分,要落实责任,避免出现管理盲区,为电力系统安全运行降低风险隐患。通过建立台帐、落实责任制来不断的督促部门和相关工作人员更加有效的进行相关维护管理工作。建立长期有效的统一管理机制是保证电力系统安全稳定,标准化作业的关键。
3.2落实电网稳定的措施
针对计算分析发现的电力系统安全稳定问题,对电网结构的要求提出完善电网结构、优化有功无功电源布局和储备、解开电磁环网等措施,实现电网的合理分层分区,减少系统稳定对安全自动装Z的依赖,降低电网严重事故的几率。根据安全稳定计算结果和相关设备的能力,提出有关线路断面的控制极限,编制运行控制方案(包括控制条件说明)。确定交流系统控制极限值时,应考虑计算采用的运行方式、模型参数等与实际存在差别而引入的计算误差,在计算极限值基础上扣除5%~8%得出控制极限值。直流系统不考虑计算误差。在计算采用的运行方式、模型参数可能误差较大(如进行中长期计算等)的情况下,应按上述范围的上限取值。在运行方式较为确定(如短期运行方式计算等)的情况下,可按上述范围的下限取值,在电厂送出能力计算中,若相关模型参数较为准确,则可适当降低计算误差取值。在安排联络线送电计划时,还应适当考虑电网可能出现的正常潮流波动,防止正常潮流波动导致电网越控制极限运行。
3.3优化电力系统人员配比
在电力系统安全稳定标准化研究当中,优化电力系统的人员配比,可以提升电力系统的队伍建设,从而保障电力系统的安全。对于相关的电力系统维护的一线工作人员进行定期的培训考评,提升他们的专业素养,从而保证电力系统工作人员能够切实有效胜任电力系统的安全稳定维护工作。
4结语
在电力系统安全稳定的标准化研究当中,发现其中存在的问题,可以有效避免其出现。将管理的作用充分发挥出来,通过对于设备的定期维修,工作人员的定期检修,以及对于整个电力系统的全局把控,可以在很大程度阻止一些不必要出现的问题。这样不仅可以提高电力系统的安全性运作,也可以在综合发展上提升电力系统的综合风险管理能力,以确保电力系统的更加安全稳定发展。
参考文献
[1] 杨明,周林,张东霞,张密.考虑电网阻抗影响的大型光伏电站并网稳定性分析[J].电工技术学报,2013(09).
【关键词】电力系统稳定;电力行业;安全生产
随着我国经济的迅速发展,我国的电网规模也日益变大,这足以说明电力系统在经济发展中的重要作用。我国的运输体系越来越现代化,我国的电网企业也随之迅猛发展,我国电网企业的特高压长距离的输送能源的方法创造了整体利益的最大化。单从特高压方面来讲,我国的电网企业可以称得上全球电网企业的领头羊,另外,在智能化电网领域,我国的电网企业也能算是佼佼者,综上所述,我国的电网企业规模在迅速扩大。文章主要讲述了电力系统安全性能的控制。
1 电力系统安全稳定计算分析
我国的电网是否安全直接影响着我国经济的发展以及人们的生活水平,对一个国家来说,要想实现稳定快速发展就要有一个稳定的能源供给系统,所以,在电力系统的计算过程中最重要的是做好稳定性的计算工作。最近几年,我国的一些学者已经成功的运用“辛几何方法”进行电力系统稳定性能的计算了。正是在对比研究中他们发现并证明了传统的数值积分方法并不是“绝对稳定的”数值计算方法,目前“辛几何方法”己运用于国内最大的南方电网电力系统之中。在电力系统安全稳定计算中,我们都是以配置自动装置为最终目的,其关键就是研究系统正常接线的情况下多发生的二三级扰动下的稳定性。如果系统出现异常,就应该在第一时间找到异常故障,通过区域内功率平衡找出具体的分区解列点。
2 安全稳定控制系统的要求
可靠性要求是安全稳定控制系统运行的关键和基础,如果安全稳定控制系统发生拒动,就会产生较大的破坏性,它不但会直接导致系统稳定的剧降,还会引发数据的误动,从而造成部分系统的机组和负荷的损失,其后果是不可低估的。所以说我们在可靠性要求过程中,极力强调安全稳定控制系统的安全性。通常情况下,我们对安全稳定控制系统分两个方面进行控制。第一种是在系统发生了相对比较大扰动,为了确保系统的安全稳定运行,控制了部分机组和负荷,装置运行之后,一旦控制量不能满足前提要求,系统就会处于一个完全失稳的状态之下,这样就起不到任何的稳定控制的作用。第二种是对控制对象的选择,最为常见的处理方式就是快速消弱出力控制对象,第一时间对一些有效性相对比较高的对象进行控制。在远距离的送电稳定控制装置中,电厂出线为主要的保护范围,根据实际需要最多可以延伸到下一级,通过对下一级出线故障进行控制而缓解损失。对于一些网间的稳定性控制,一般都是利用特质的网间装置对其进行控制,特殊情况下,还可以通过发电厂的具体装置进行控制。所以说,安全稳定控制系统要确保协调控制,逐步满足所有系统的具体要求。
3 安全稳定控制系统的组成
3.1 安全稳定控制装置的配置
通常情况下,如果潮流方式以及接线都正常的话,万一电力系统出现了二三级扰动,就要对电力系统安装一些安全性能高的控制装置来合理有效的调控电力系统,不能仅仅运用电力系统的一次网架来解决此问题。如果电力系统一旦发生了扰动,管理者必须要应用具体的处理方式对其进行处置和控制,让其在短时间内快速降低扰动,使之能够满足供电的稳定要求。在系统安全的装置中,通常都是按照双重的配置进行设计,这种配置都是在单一的装置,通过三选二的起动逻辑对其进行控制,利用这种双重冗余的配置就能满足相应的要求。
3.2 自动限制频率装置
本项装置必须要覆盖所有的独立运行区域,主要包括因为异步方式而被自动控制所解列出来的所有系统。我们可以利用限制频率装置对整个系统进行切机/切负荷的控制,这样就可以进一步实现所有的限制缺额频率变化。通常情况下我们都是对这种装置进行分散配置的,这种同类配置的做大优势就是可以实现配置间相互备份和共享。自动限制装置的目的就是为了减少和防范事故发生后,电力系统一些节点不允许值的突然增大或者减小而导致的设备损坏。在实际的操作中,我们对于这种装置都是依据其计算结果,对其进行配套的配置。在允许时间内的限制电气设备超过允许的过电流值。比如真实的电流并没有高于手控时间允许值时,就尽量不要装设任何的限制设备。当前我国还没有出现装置设备和允许时间之间参数值的具体规定,很多情况下都是依据国外数值进行选定,笔者建议我们在自动限制设备的装置过程中,应该设计一些对电流和电压进行监视的设备,这样就可以对输送电的厂家减小出力或切负荷的控制。
4 安全稳定控制系统的应用
比如一套完整的稳控装置主要是用几个不同且独立的部分组成,并且主要运用模块形式及主从式的形式。整个系统包括主机、从机、以及相应的通信装置等。主站、子站和执行站装置的硬件结构基本一致,只是当稳控系统较大时,主站需扩展通信接口,而子站用于与主站和执行站的通信接口较少,执行站可能只需要一个通信接口用于与主站或子站通信。每个站均由一套主机和数套从机构成,需要时还有信号复接设备。子站主机负责与其他站的装置通信、接收本站从机采集的数据和判别结果、实施稳定控制策略,从机负责数据采集、计算,判别线路(主变、机组)是否运行、及判别线路(主变、机组、母线)是否跳闸及故障形式等,并执行主机下发的命令;从机同时需要进行与系统运行方式无关的稳定控制功能的实施,如变压器或线路的过负荷判别等。某地区联变过载远切负荷稳控系统由A.B.C.D.E变电站的稳控装置通过通讯通道连接而成。该稳定控制系统A站为主站,其他站均为远方切负荷执行站。各站间采用2M光纤通信,A站装置系统由500kV向220kV送电时主编过载三轮动作,向其他4个站发送切负荷命令,E站作为第三轮次远切负荷子站。
5 结束语
如果想要提升供电网的输送能力、确保电网能够安全稳定运行,首先要有一个安全稳定的控制系统。如何满足要求成为了当今电力系统安全稳定控制工作的重中之重,在工作时,我们还要依据国家相关的准则来约束。希望上文提出的相关原则能有一定的作用。
参考文献
关键词:智能电网;安全性;稳定性;分布式电源装置;电力系统 文献标识码:A
中图分类号:TM76 文章编号:1009-2374(2016)12-0026-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.12.012
智能电网随世界各国经济发展程度的差异而具有不同的特色。经济发展相对成熟的国家其智能电网发展也趋于成熟,其智能电网建设需求也趋于饱和。我国是典型的发展中国家,处于经济建设的高峰期,对智能电网的应用也处于高峰期,而我国资源利用的不平衡和电网结构存在的缺陷严重阻碍了经济发展速度,因此,我国对智能电网高效率、高质量性能要求极高。基于此,各界有必要对智能电网进行全面深入的探究,以促进智能电网的完善发展,从而加快我国基础建设和经济
发展。
1 智能电网概述
1.1 智能电网的优点及作用
智能电网作为当前电力发展的主力,具有高度自动化(自动监控和自动修复)、数字化(精确采集数据信息和定量描述电网结构及状态)、信息化(共享电网实时信息)和互动化(电网-电源-用户协调互动)的优越特征。智能电网的作用是保障电力系统稳定、安全、可靠、经济、高质量的运行,从而提高能源利用率,降低电能用户费用。
1.2 智能电网发展概述
目前,世界各国对智能电网尚无统一而清晰的定义,而我国智能电网尚处于起步探究阶段。但各国对智能电网的发展方向一致设定为系统自愈性、对外置电源接入的兼容性、运行安全稳定性和高效、集成等方面。世界各国因电力需求(经济、建设、军事等)的差异性围绕着以上发展方向建设具有本国特色的智能电网,因此,各国智能电网的发展路径和重点也就大相径庭了。长期以来,各国经济建设都表现出对电力的严重依赖与需求,然而电力的生产应用和快速扩张发展却给环境带来了不可逆的负面影响。
中国是世界人口第一大国,电力能源的消耗极大,二氧化碳等温室气体的排放量长期居于世界前例。据统计,温室气体排放超标的20大城市,中国城市就占四分之三。除温室气体排放量过大外,火电厂发电过程产生的废气可产生酸雨,给群众身体健康和农业生产造成不可估量的损失。
基于此,对电力系统进行资源节约和污染控制迫在眉睫。这就要求电力系统向高效率、能源高利用率改进,加之我国经济发展要求电力系统加快生产和传输能力以促进社会各行业迅速发展,我国智能电网结合多种高新科技技术(将网络信息科技、通讯定位技术、电子计算机技术)应运而生,从而实现了能源利用率的提高,减少了电力生产污染,保障了电力系统的安全性和稳定性,优化了电网运营效率,降低了电力系统维护成本和电能用户用电费用。
2 电网系统安全稳定分析及控制
智能电网是高安全性和稳定性的电力系统,其自身安全稳定控制装置配备齐全,系统对外界破坏的抵御能力很强,能有效防止电网系统故障而出现大面积停电。但由于国家电力网络的大面积扩张和网络结构的安排适当等原因,智能电网在发展过程中难免出现一些电网系统安全稳定分析和控制的问题,其主要表现在以下
方面:
2.1 特大电网安全稳定运行的控制
中国智能电网发展的主要目标是建设特大电网,实现无死角供电。我国地域辽阔,人口分布不均,发电资源也分布广泛而分散,要建设起可持续发电的特大电网必须发挥超高压电网高压输电作用才能实现。
国家计划在21世纪20年代通过特高压输电网实现我国华东、华中、华北、内蒙古、陕西北部、山东南部、宁夏、关中等地区的特大同步电网输电。届时,电网系统覆盖面宽广,其结构也将空前复杂,对安全性和稳定性的控制成本也将耗费更多。智能电网将在复杂广袤的网络结构下面临严峻挑战。因此,在制定电网系统安全性和稳定性控制方案时应从两方面考虑:
首先,从时间调节方面来看,电网结构会随时间变化而改变需求或增加新需求,这就要考虑是否根据电网这一时间变化而对安全性和稳定性的控制方案进行局部的修改。
其次,从空间调节方面来看,电网的控制装置位置设定应合理考虑空间间隔,保证其性能优化最佳距离和协调性。通过时间和空间的配置优化可保证智能电网的安全性和稳定性相对较高,从而进一步推进特大电网在信息化、智能化的基础上对其他防线进行合理的协调优化,最终实现电网系统的全面优化。
2.2 智能调度平台对电网安全稳定运行分析软件的要求
智能电网中最突出、最复杂的部分是智能调度平台。智能调度平台负责对电气量信息、电力发电厂信息、电力用户信息、控制装置的固定值等各方面内容进行收集。而工作人员要从控制调度平台复杂多变的内容中精准找出风险信息难度相当大,尤其是依靠目前单一的工作模式很难准确完成风险搜寻。因此,应针对智能调度平台应用一套准确度高、安全性高的风险分析软件,以便于快速、准确地筛选过滤智能调度平台收集的信息,并及时分析过滤出的风险信息即时进行优化处理,将智能调度平台进一步智能化、完善化。
2.3 分布式电源装置的接入
智能电网方便了各种独立发电、储电系统接入电力系统,并可实现不同电压等级的电源装置的即时接入,这种操作简便、适用的电源装置接入功能必将造成分布式电源装置的过量接入,从而产生新的稳定安全问题。分布式电源装置发电具有安全性高和高度节能环保的优点,在电源发生故障时可快速接入电力系统,减少停电可能造成的经济损失和安全困扰,电力用户安全性得到进一步保障。分布式电源装置发电还具有成本低、收效快的优点。使用独立的电源发电设备,在实现快速供电的同时还节约用电成本。
因此,发电主体和用电客体双方应积极主动的推动分布式电源装置的发展,促进分布式电源和电力系统的合理结合,实现电力系统的全方位优化。外置电源接入电力系统可改善人们生活生产对原有供电方的完全依赖状况,很大程度减少单一电源带来的不便。然而在外置电源接入电力系统的发展过程中,应注意把握好分布式外置电源的控制度,界定外接电源发电系统的范围,加强对外接电源发电系统的安全、稳定性管理,降低分布式电源发电接入对智能电网安全性和稳定性分析控制的不利影响。
3 结语
智能电网是世界电力发展的最新趋势,也将是电力行业致力研究发展的重要领域,较之传统电网其性能优越特点鲜明,其安全性和稳定性的控制内容将更趋于繁杂、多样,控制力度和控制成本也将急剧增加。智能电网应经济发展和基础建设需求其安全性和稳定性要求日渐增强,要最大限度地保障智能电网安全稳定运行就必须对智能电网方方面面的影响因素进行深入细致的探究,及时制定处理和改进方案,并合理运用改善措施。总之,智能电网必须随时代进步不断改善,最大限度发挥安全稳定性能,才能保障国家和社会的稳步发展
前进。
参考文献
[1] 景磊.智能电网下的电网安全性与稳定性[J].科技资讯,2013,(36).
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[3] 陈森环.智能电网下的电网安全性和稳定性解析[J].山东工业技术,2014,(19).
随着社会经济的不断发展,电网的规模在不断扩大,而且电力系统在运行的过程中智能化和互联的程度也在不断提高,电力系统运行与控制安全问题开始受到更多人的关注。要保证电力系统的运行与控制安全就需要对其进行有效的评估,这样电力系统的运行安全和稳定性才能够得到有效保证。
【关键词】电力系统 运行与控制 安全 评估
在社会经济的发展过程中电力系统具有非常重要的作用,在人们的日常生活和生产过程中电能也成为了非常重要的能源,而在电力系统的运行过程中运行的状态与控制情况具有非常重要的作用。电力系统的运行状态就是电力系统在不同的系统接线、故障条件以及负荷条件下电力系统以及相关设备的运行情况。电力系统的运行状况从理论上来讲可以分成正常状态以及非正常状态。而本文在对电力系统运行与控制安全评估分析的时候也主要是从电力系统运行的正常状态和非正常状态来进行的。
1 电力系统运行与控制安全的评估价值
1.1 正常状态下电力系统运行与控制的安全评估分析
在对电力系统进行认识和了解的时候应该要从整体上来进行,电力系统主要是由发电机、变压器以及其他用电设备组成的,它是一个集合了发电、输电以及用电为一体的系统。电力系统在实际的运行过程中负荷会随着用户的实际用电情况发生改变,而在电力企业的发展过程中,向用户提供高质量和稳定的电能则是他们的主要工作内容和目标,那么这也就需要电力系统的发动机有功率和无功率能够根据电负荷的实际变化情况来做出相应的安全范围内的变化,要想很好的实现这一目标就需要让电力系统中的电气设备稳定和正常的运行,对各种情况的实际变化需求能够很好的满足,让电气设备中的每个发动机都能够在相同的频率下进行工作。在电力系统的实际运行过程中,为了能够让它在正常的干扰下不会发生超负荷的运转情况,要保证电压的偏差是在允许的范围内,就应该要采取相应的措施来进行有效的控制,如果电力系统在实际的运行过程中需要对运行的状态进行过渡变化,就可以通过对紧急设备或者旋转设备的调节来实现。要想为用户提供安全和可靠的用电服务,就需要让电力系统的运行保障正常,而且企业的经济效益也才能够得到有效提高。
1.2 非正常状态下电力系统运行与控制的安全评估分析
电力系统在警戒状态下运行就可能会存在很多危险,所以就需要采取相应的措施来对电力系统运行的安全进行控制,对发电机的负荷需要进行调整性的控制,同时还需要排除掉经济运行的因素,以电力系统运行的安全为主要目标。另外如果电力系统在实际的运行过程中紧急情况不能得到有效解决的话,系统就可能会出现运行失衡的情况,发电机组在运行的过程中频率就会出现不同,这样就可能会对电力系统的安全造成比较严重的威胁,情况如果比较严重的话就可能会出现大规模的停电情况。在对紧急状况下的电力系统运行进行安全控制的时候可以采用机电保护措施来进行有效的处理,这样电力系统就能够快速的恢复到稳定安全的运行状态下,有效的去避免安全事故的发生。
2 提高电力系统运行安全性和可靠性的措施
2.1 加强继电保护装置的安装
在电力系统中安装继电保护装置的主要目的就是为了对电力系统以及其他的组成部分进行保护,让它们能够正常运行。如果电力系统在实际的运行过程中出现设备损坏或者供电故障等方面的问题,每个串联发电机的相角差比较小时,就可以从电力系统中把这些故障设备去除,从而来避免发电机出现摇摆的现象。当开启继电保护装置之后,就能够快速的把故障线路去除掉,在故障排除或消失之后,继电保护装置又能够让这一故障线路重新开始正常的运行,从而让电力系统运行的安全性和可靠性得到保证。
2.2 加强电气制动装置的安装
在电力系统的运行过程中,要想让运行的安全性和可靠性得到有效提高,就需要重视电力在实际的输送过程中可能出现中断或者故障的情况,而在电力系统中安装电气制动装置则能有效的解决这种问题。
2.3 在电力系统运行控制中,对原动机的调节功能进行提高
在电力系统运行过程中,出现故障后各机器设备及运行系统的电磁功率会发生比较大的变化。可是原动机由于其自身特点,将不会产生变化。这主要是因为原动机在运行的时候,它的调节器在进行调节的时候时间比较滞后,由于惯性原理原动机就持续之前的状态,所以就不会发生较大的变化。这样,电力系统中各机器设备运行的效能将不能保持平衡状态,就会对电力系统运行稳定的安全性产生极大的影响。因此,需要有效的提高原动机的调节能力,这样才能在系统出现故障时,让原动机通过自身调节使系统各设备运转功率能够保持平衡,实现暂态的稳定性,提高安全性。同时,对于多个并联发电机组电力系统,可以采用切断部分发电机组的方法,控制系统中的过剩功率,从而提高原动机的调节功能。
除了上述几种措施能够提高电力系统运行与控制安全性之外,还可以通过采用串联电容器改变补偿能力、对发电机的励磁性进行优化、对输送电压进行改进等方法来进行。在实施过程中,需要针对具体情况具体分析,采用正确合理的方法,从而有效的提高系统安全稳定性。
3 结束语
在我国社会主义市场经济快速发展的过程中,电网的规模也在不断的变大,电力系统的运行也开始变得更加的复杂和多变,对用户提高高质量、稳定、安全以及可靠的用电服务是当前电力企业一项非常重要的任务。电力系统在实际的运行过程中可能会出现各种不同的状态,而这些不同的状态也会对电力系统运行的稳定性和安全性产生影响,所以需要加强对电力系统运行与控制安全的评估研究,找出相应的控制,这样才能够让电力系统运行的安全性和可靠性得到有效保证,从而才能够为用户提供更加优质的服务。
参考文献
[1]辛耀中.2006年国际大电网会议系列报道(二)电力系统运行与控制技术新进展[J].电力系统自动化,2006,22:1-6.
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[4]辛耀中.2010年国际大电网会议系列报道电力系统运行与控制[J].电力系统自动化,2010,23:1-4.
[5]彭力.基于风险的电力系统安全性评估综述[J].广东电力,2012,09:20-26.
[关键词]中性点接地;电力系统;供电安全电力系统
随着使用量的增加一直在发展,从最早期的直接接地,到后面因为电力系统的扩大,供电规模扩大,供电距离增长,逐渐开始出现中性点接地方式。中性点接地方式的出现应对规模逐渐扩大的电力设备,也是电力系统防止出现系统安全事故的重要技术,是一项系统工程问题,与供电安全密切相关。
1中性点接地方式对供电网络安全性影响
1.1中性点不接地
中性点不接地方法也称为中性点绝缘接地。它的设计结构简单,易于操作不需要额外的设备和相对较低的投资成本。架空线路较长的树状电力网络的理想选择。如果电源系统始终保持接地状态运行,很可能会破坏绝缘的薄弱点,并损坏电气设备。因此,在没有中性点的电源系统中,必须安装专用的监控设备,以便工作人员及时观察接地情况,然后采取有效措施进行处理,杜绝接地故障。在未在中性点接地的供电系统中,接地电流过大,接地位置会产生不会自行熄灭的电弧。由于电源系统是由电感器和电容器组成的振荡电路,因此很容易引起故障并引起两相接地短路。
1.2中性点直接接地
供电系统正常运行时,中性点电位固定是零,一旦发生了单相接地,接地点和中性点之间立刻会发生短路现象,进而电位会直接增大,系统就可能发生不可逆的损伤,所以在中性点直接接地的系统中,一旦发生一相接地故障,系统要立刻断电,切断用户电源。实践表明,在1000V以上的电源系统中,发生单相接地多数都是产生的瞬时故障,在故障排除之后,系统可以直接恢复工作状态,维持供电安全,确保供电的可靠性。在该系统中,为了提高电源的可靠性,通常安装自动重合闸设备。
1.3中性点消弧线圈接地
中性点消弧线圈接地主要是当电流过大,超过某个设定值时采用的,采取该种接地方式的供电系统称为中性点消弧线圈接地系统,具体方式是在接地过程中在大地和中性点之间采取消弧线圈连接,该线圈主要由绕线电阻和铁芯构成,通过绕组数的增减来改变消弧线圈电感的大小。电力系统在正常工作状态下,中性点电压是三相不对称的,并且该值相对较小,因此消弧线圈中产生的电流也较小。通常,使用一种补偿方法,该方法可以减小电力系统中的电流,并且在减少电流的过程远离震荡点,而且还不会引起振荡。当单相接地故障发生的情况,接地电流从消弧线圈中得到补偿,进而减少接地线路中的电流大小,使电弧熄灭。在中性点消弧线圈接地系统中,发生单相接地时故障电压为零,无故障电压将增加,三相电压保持不变,因此可以短暂停止系统运行。
2中性点接地方式现状
在当前的电力系统中,中性点接地方法基本上采用直接接地方法。针对不同系统,针对不同系统容量和需求,为了减少电力通信系统中发生的电流短路现象,使用了少量的非接地方法。这些方法可以保证电力系统的可靠性和稳定性。但是,随着供电容量的逐渐增加,一旦电路发生故障,随之而来的的后果也非常严重,不仅造成大规模的断路,严重损坏了电力设备。因此,当电源系统中发生接线错误或其他错误时,将导致电源系统失去接地网络并形成部分不接地现象。
3中性点接地方式对供电系统安全的影响
中性点接地方法是影响电力系统安全供电的重要因素之一。在正常系统工作条件下,考虑到系统的三相对称性,中性点接地方法对系统没有影响,即中性点接地方法对供电系统的影响主要体现在系统故障。电力系统在运行期间发生故障,大多数是短路故障。在正常运行期间,除中性点外,相和相或者相和地均绝缘。当供电系统中发生两相短路,继电保护装置应立即切断故障线路,即中性点接地方法,它对故障期间供电线路的跳闸率没有影响,当线路发生单相接地,采取不同的中性点接地方式,最后反应出来的故障现象也不一样,最终将导致供电系统的线路跳闸条件不同。因此,有必要清楚中性点接地对整个供电网络的安全性的影响。并定量计算中性点接地方法对整个系统可靠性的影响。
4结语
关键词:电力系统;运行;安全控制
前言
电能越来越成为保证社会经济得以持续发展的动力,所以保证电能持续、稳定的供应是十分必要的,这就需要一个具有安全性的系统,电力系统在运行时很难避免不会发生一些突发性的扰动,或是故障,从而对系统的运行造成影响,而一个系统的安全性是指受到这些突出因素影响时,系统仍然可以不间断的向用户供应电能,任何一个单一的故障都不会对整个系统的正常运行受到影响,所以安全运行是从整个系统的全局性来考虑的,这样还关系到各公司及公司与用户之间相互协作的问题。
1 电力系统运行状态
电力系统在运行是会有多种状态发生,所以我们根据运行时的不同状态将其分为正常运行状态、警戒状态、紧急状态和恢复状态。这几种状态在电力系统运行时会由于运行状态的变化而在这几种状态之间进行转变。正常运行状态是系统经济运行的最佳状态,在这时系统可以提供充足的产量,安全稳定的输出给用户。但当系统在正常运行时,其运行环境和条件产生变化时,所受到的负荷或是干扰增加,导致系统运行的安全水平无法达到正常值水平,从而使系统运行进入警戒状态。当系统处于警戒状态时,则需要在此时采取相应的措施,从而使其负荷和干扰减小,使其恢复到正常水平,如果在这时又有足够大的干扰和负荷出现时,则系统即进入紧急状态,这时需要及时采取各项恢复出力和送电能力的措施,使系统向正常状态恢复。通常在紧急状态时,通过相应措施的调整,可以使其恢复到正常状态或是警戒状态。
1.1 电力系统正常运行状态
当电力系统能够足够满足用电需求时,在此种状态下运行时,电力系统中总的出力能与总的需求处于平衡的状态下,同时电力系统中各母线电压和频率也处于正常的运行状态,各设备也都处于规定的限额内运行,在这种情况下,系统中的发电和输变电设备都有足够的容量以保证系统处于正常的运行状态,所以运行状态是安全水平的状态,对于任何有害的干扰都有承受能力,而不会产生不利的后果,在这种安全水平下运行,系统可以充分的发挥其运行时的经济性。
1.2 电力系统警戒状态
当电力系统中受到的干扰增大,或是系统运行时内部产生变化,则会使系统运行的安全系数降低,从而使储备能量减少,导致系统进入到警戒状态下。导致系统进入到警戒状态的因素较多,但最主要的也就是系统的出力能减少、输电能力减弱及干扰增大等。在这种情况下运行时,系统的各种安全约束还是都能够满足的,只是系统承受干扰或是负荷的能力在不断降低,当干扰或是负荷足够大时,则系统则会进入到紧急状态。
1.3 电力系统紧急状态
只有当系统受到非常大的干扰、事故或出现异常情况后才会导致系统进入到紧急状态,当外到紧急状态时,系统运行的平衡性被打破,各种安全约束也受到破坏,负荷的正常供电由于电压或频率无法满足正常值而受到影响,在这种情况下,如果能够及时、正确的采取紧急的应对措施,则系统有可能会恢复到正常运行状态或是警戒状态下,但如果不能采取正确的措施,则会导致运行的环境更加的恶化,故障得以进一步的扩大,使系统的运行稳定性受到影响,从而导致大面积的停电或是整个系统无法运行。
1.4 电力系统恢复状态
电力系统在经历紧急状态后,事故已被抑制,从而进入恢复状态。此时电力系统的部分元件(如发电机、线路和负荷)仍被断开,在严重情况下系统被分解为若干个独立的部分系统。所以,要借助一系列的操作,使电力系统在最短的时间内恢复到正常状态或警戒状态,尽量减少对社会各方面的不良影响。这些操作包括:恢复和投入发电机的出力,恢复和投入输变电设备,恢复对开断的负荷供电,使系统解列的部分重新并列等。
2 电力系统安全控制
2.1 预防控制
预防控制是为防止正常运行状态时可能出现的突发事故,应进行预防性的安全分析和控制。如果发现在某一假想事故下,电力系统将进入警戒或紧急状态,那就认为电力系统在随后可能出现这种事故时将是不安全的。为避免这种潜在的不安全因素,应及时采取相应的控制措施以保证即使出现这种假想的事故,电力系统仍然是安全的,或者尽量减轻对电力系统安全性的威胁。
2.2 紧急控制
紧急状态的控制一般分为选择性切除故障阶段和防止事故扩大阶段。在第一阶段,借助各类继电保护和自动装置,有选择性的快速切除部分发生故障的电力系统元件,以避免对电力系统正常部分的影响和个别发电机的失步。在第二阶段,即故障切除后,如继续出现紧急状态,不能立即恢复到警戒(或正常)状态,除了需要采取各种安全控制措施外,允许对部分用户停止供电,以免发生连锁性的故障或电力系统的瓦解。同时,应尽可能缩小停电范围,使对用户造成的影响为最小。
2.3 恢复控制
一次重大事故后的电力系统恢复过程是一个有次序的协调过程,应通过信息收集系统了解和确定系统的实时状态,仍旧维持云状的发电机及输变电设备尽可能保证对未断开的用户供电。然后,使断开而没有损坏的电机和输变电设备恢复处理并重新投入系统。在恢复过程中,根据被断开负荷的重要程度和系统的实际可能,逐个的恢复对负荷的供电。在各个部分系统已经恢复到一定程度后,几个部分系统的频率极电压接近或达到额定值后,应将在紧急状态时解列的各部分系统逐个重新并列,使系统尽可能恢复到事故前的运行状态。随着可出力的增加和输变电设备的重新投入,逐步恢复对全系统供电。
3 结束语
电力系统运行的稳定性直接关系着国民经济的持续发展,关系着百姓的正常生活,所以保证电力系统的安全运行是具有极其重要意义的,其不仅能够保证电力企业经济效益的实现,同时也是保证社会经济得以持续发展的重要支柱,因此,详细分析和研究电力系统运行的时的状态,保证其安全稳定的运行,从而推动社会的发展及进步。
参考文献
[1]王锡凡,王秀丽,陈皓勇.电力市场基础[M].西安:西安交通大学出版社,2003.
关键词:储能技术;电力系统;应用
中途分类号:TM732
1 电力储能方式
我国电力系统现实需求。我国电网覆盖面积大,结构薄弱,各种一次能源的分布与负荷的密度极不均匀,且电源远离负荷中心,装机容量与输电跨度比小,系统的稳定性和安全性受到严重挑战。然而,现有系统中储能容量仅占总装机容量的1.7%左右,远没有达到合理水平,且尚未建立用于瞬态电能质量管理和电力系统功率调节/补偿的快速大容量储能系统,只能依靠继电保护和安全自动装置切机,被动达到稳定,因此,很难从根本上避免大面积停电事故。近20年来,我国由于系统失稳造成的大停电事故已达140余起,每次损失数千万元乃至数亿元。因此,迫切需要建立起以多点储能装置支撑的系统,有效地支持电网的系统电压和频率,消除由于电网互联和负荷突变而形成的区域振荡,实现输/配电系统的动态管理和电能质量管理,提高电网暂态稳定性。
2 储能技术在电力系统中的应用
2.1 电池储能应用
电池储能是智能电网体系中运用最为广泛的一种技术。无论是在智能电网发电、输电环节,还是在智能电网配电和用电环节,电池储能系统都得到广泛运用。总体而言,储能技术具有发电功能、保障电力系统稳定性、供电功能和促进再生能源利用等功能。作用表现为削峰填谷、备用电源、提高新能源并网能力和电网调频。第一,电池储能在发电环节的应用。将电池储能系统运用到智能电网体系中,可以大大提升电网运输的安全性和高效性。电池储能系统的容量配置需要根据智能电网运行方式和运用目标进行综合评估与核算。就目前我国示范工程智能电网储能容量而言,平滑风电功率储能容量为一般风电的25%左右;智能电网体系中的稳定功率储能系统容量为一般风电的65%左右。由此可见,智能电网储能体系中大规模风/光发电场储能容量一般在几十兆瓦上,存储时间较长。电池储能通过接入35kV电压等级线路接入职能电网储能系统,如图1所示。
2.2 压缩空气储能
压缩空气储能(compressed-airenergystorage,CAES)技术是目前除抽水蓄能外唯一一种单体容量可以超过百MW的高效储能技术。压缩空气储能电站具有存储时间长、资本损耗较小、建设投资和发电成本均低于抽水蓄能电站的优势,并且可实现模块化组建。CAES主要用于峰谷电能回收调节、平衡负荷、频率调制、发电系统旋转备用等。特别适用于解决大规模集中新能源发电的平滑输出问题。近日由国家电网公司支持,清华大学研发了“非补燃压缩空气储能”技术。该技术的优点是:系统配置灵活,系统效率可达70%以上;投资成本低;适用于大规模储能和分散式储能,不发电时可作调峰使用;碳排放为0;可以提供天然的冷、热、电三联供;可以在电网电压不足时提供自然支撑调压。
2.3 混合储能系统
混合储能系统主要是蓄电池和超级电容量储能体系。蓄电池和超级电容量由于在技术特性方面具有互补性,因此将其结合可以使职能电网系统产生巨大功效。就蓄电池系统而言,具有密度大、寿命短、功率小、效率低、充电功率较差等特点;就超级电容量系统而言,具有密度低、寿命长、功率大、效率高、充电功率性能良好等特点。因此,将超级电容量与蓄电池系统进行有机结合,可以起到优势互补的作用,因此其在电力系统中应用较为广泛。但是,蓄电池与超级电容量在电力系统中不能同时使用,否则会大大降低池电容器功率和使用寿命,破坏电池储存系统的性能。
2.4 飞轮储能技术的应用
将飞轮储能技术引入智能电网系统中,不仅可以提高电可再生能源接纳能力,还可以保障电网系统的安全与稳定运行。随着科学技术的不断发展以及现代信息技术发展脚步的加快,可再生能源被大量引入智能电网系统和输电系统,给输电系统的安全稳定运行带来了一定挑战。将飞轮储能技术与风力发电技术进行有机结合,不仅可以大大提升风能利用效率,还可以降低发电成本,有利于电力企业实现经济可持续发展。比如,澳大利亚的SandBay、CoralBay、NineMilesBeach、Denham;日本的DogoIsland;美国的Alaska等一系列岛屿电网,都采用了风轮储能技术,以达到降低运输风险和减少系统运行故障等目的。电力系统中故障问题和运输风险问题都是“暂态稳定性”问题,对智能电网储能系统影响较大。而飞轮储能系统可以灵活处理职能电网系统中的故障问题,从而保障电力系统安全、稳定、快速运行。飞轮储能技术具有速度快、容量大、密度小等优势。事实上,在同样容量下采用风轮储能技术可以获得双倍调节效果
2.5 抽水蓄能
储能技术应用后节省了大量的自然能源,并且电力系统供电效率得到了提升。技术发展应用最广泛的是抽水储能,将能量保存,需要时将水放出,利用落差产生的水流冲击来达到发电目标。这种发电方式不会造成能源污染以及生态环境失衡。基础设施建设时要对储水部分进行设计,抽水的力量大小也要符合实际需求,结合发电站规模来计算。容量增大所存储的能量也随着增大,实现供能目标需要输水系统参与,管道与储能部分连接要紧密,减少管道的弯度与倾斜角度,这样能够保留最大的水流冲击力,一次抽水后能量释放是持续的,可以达到数小时甚至几天,保障了发电环节的连续性。
结论
随着城市化脚步的加快,国家电网对新型能源的需求加大,风能和太阳能等可再生能源被逐步开发。与此同时,为进一步提高电力系统的安全性、稳定性和高效性,需要将新型储技术引入电力系统中,在保障电力系统安全稳定运行基础上降低温室气体的排放量,促进电力企业经济可持续发展,以构建智能化和多元化的电力系统。
参考文献