1、如何确保电力系统安全稳定运行摘要:本文以相关电力事故为出发点,通过事故分析了电力系统中存在的不安全因素,最后根据具体问题,总结出相应问题的解决措施,仅供同行业人士相互参考借鉴。 关键词:电力系统 安全稳定 运行 解决措施 犹记得 1972 年武汉地区发生大规模停电事件,该次停电事件致使全国大部分电厂出现供应问题,使得国家电网处于瘫痪状态,由于电网规模的进一步发展,这种电力事故的严重性将会越来越大。1965 年,美国GANUSE 电力系统出现供应事故,致使美国与加拿大地区遭受停电威胁,该次事故的停电范围供电容量达到了 2500 万千瓦,停电的最长时间为十三小时,该次事故造成的损失无法估量。 一、
2、电力系统破坏性事故的原因分析 近年来,随着我国经济发展速度的加快,我国各产业实现了高速发展,电力产业作为我国基础型经济产业之一,其系统运行的稳定性直接影响着国家经济建设,因此,如何确保电力系统运行的安全稳定性是电力工作者必须重视的问题。我国电力事业高速发展促使了我国电网范围不断扩大,电网数量不断增加,系统不稳定事故的发生几率越来越高,每一次事故所造成的经济损失都非常严重,因此,稳定电力系统运行安全已经成为电力系统从业人员刻不容缓的工作。 经过前段时间对东北和华东等地区的电网运行情况进行分析与调查,笔者认为影响电力系统安全运行的原因大致分为三种: (1)薄弱的电网构造体系使得电网经不得任何动荡
3、(2)必要技术措施匮乏,或者是不正确的使用防范措施 (3)在系统运行过程中,管理手段与管理目标不能满足系统管理的稳定性与安全性需求。 电网构造体系是确保电网安全和运行稳定的基础,同时其也是电网系统规划设计环节应认真对待的问题。笔者认为,我国之所以很难保证电力系统运行的安全性与稳定性,主要是因为电力系统至今仍没有一套符合我国基本国情的系统维护制度,并且在电网结构规划设计环节以及电网改造环节,无法满足电力系统相关的准则需求,这样,就使得电力系统维护缺乏合理性与经济性,最终影响了系统运行的安全性与稳定性。至于在运行管理与技术措施方面,当前仍需改善,还有很多潜力措施有待挖掘,这些措施可能不需要过高的保
4、障资金就可使系统达到安全稳定运行的目标。为恰当使用现有的技术力量,挖掘系统运行潜能,最大程度的提升系统抵御故障的能力,保证计算工作和继电保护工作的紧密程度,下文介绍了几点具体操作措施。 二、稳定系统运行的具体措施 电网结构合理性高能够保证系统运行的安全,在稳定安全技术措施内容上,有很多值得我们探讨的方法与对策,笔者现仅通过关键问题提出几点对策: (1)重合闸选用时间应准确,以提升系统抵御故障能力 计算分析结构表明,重合闸选用时间的准确性高,就能利用发电设备减少系统能耗,从而抵消故障重合加速的能量,对稳定系统有着十分重要的作用。 比如:东北电网向丹东电网送电千伏数为 220,在东北电网系统出口处
5、出现故障,重合闸时间 1.4 秒,使东北电网系统的四台百兆机组只能发电 360 兆瓦,因此,仍需连接一台机组以维持系统运行的稳定性,而当系统重合闸时间为 1.1 秒时,东北电网系统的发电数增加至 380 兆瓦,并且不用切机就可以维持系统运行的稳定性。由此可知,重合闸是否具备最佳时间,其对稳定电网运行的效果是非常明显的。当前重合闸在时间设定方面仍有较大潜力空间,因传统习惯影响,很多重合闸没有稳定计算时间,今后应改变该习惯,将重合闸潜力全面发挥出来,重合闸时间如果选择得当,就可以使永久性单相接地故障与线路无故障两侧同时断开,维持系统运行的安全性与稳定性。 (2)加快切除故障时间,减轻短路对系统冲击
6、的强度 加快动作时间保护力度是确保系统运行稳定性与安全性的最有效和最基本举措,要确保三项短路的稳定性,首先应加快动作保护时间,根据 220 千伏三项短路出现故障稳定计算可知,当电网处理值达到 550 兆瓦时,切除出口故障的时间大约在 0.2 秒左右,这种情况需要投入的兆瓦数为 140 电气制动数值,并应联切 75 兆瓦机组两台才能确保系统运行的稳定性。当切除故障的时间降低至 0.15 秒,则仅需电气制动,无需联切机组干预就可确保电力系统运行的稳定性。当切除故障时间为 0.1 秒后,则连电气制动与切机都不需要了,无需采用任何措施就能够确保电力系统运行的稳定性,因此,提升动作保护时间,降低切除故障
7、的时间,是目前最有效的保证电力系统运行安全与稳定的技术措施。但当前仍有很多制造厂商存在产品动作时间慢,质量不达标等问题,这些问题主要因技术指标改进意见不统一而造成,使得动作时间的保护水平仍没有较大进步,还有的生产厂商在该问题上有倒退趋势,今后,应以单位名义要求制造厂商制作出动作保护时间符合规定的设备。 (3)电气制动使用应具备较强的合理性 电气制动是稳定电网运行安全的较有效手段之一,在华中、华东等地区,电网运行时间较长,其经验积累较为丰富,但是电器制动的不当时使用现象仍会影响电网运行效率,甚至会造成相反作用。 比如,某发电厂 220 千伏发电线路供电杭州,在电气制动使用时,其故障暂态极限是 4
8、80 兆瓦,而不投入电气制动其极限值上升至 550 兆瓦,笔者认为,产生这一现象的主要原因是电气制动投入后重合闸的最佳时间破坏了。与此同时,投入电子制动的时间较长,投入速度较快,计算切除结果的短路故障效果明显,但是投入快且切入合理时,接地故障就可以不使用电气制动。 三、运行期间的管理方式研究 系统运行管理时,需研究的问题有很多,笔者仅就工作性质与内容结合平时观察与总结问题提出管理建议: 当前电网现状是电网一级运行水平不足,稳定运行问题由运行方负责,继电保护整定计算工作由继电保护管理部门统管,而至于安全措施落实,则靠基层人员去实现。由此可知,电力系统运行的分工较为明确,但是结合程度不足,电网运行
9、管理过程中,继电保护工作者基本不参与计算分析的稳定工作。除此之外,某些计算分析稳定人员不了解继电保护意图,在工作期间的衔接通常较为呆板,有强硬衔接的嫌疑,因此,在具体操作过程中,应根据需求对继电工作进行有机、灵活的调整,从而获取最佳软衔接的效果。 在稳定措施制定方面,稳定运行管理部门应紧密结合继电保护部门开展工作,综合考虑问题产生的因素。具体点说,就是应细化系统稳定运行的各个环节与步骤,将先后顺序和配合机制妥善结合,有效提升系统运行的稳定性与安全性,在操作环节,各方应不留余度或尽可能的少留余度,而在计算结果环节,应预留出总余度,这种做法可以有效提高工作质量,提升系统的安全稳定运行能力,从而确保
10、系统后期运行的可塑造性和可变化性。 总结 总而言之,电力系统要想实现运行的安全稳定,就应在系统平稳运行基础上,努力强化系统各个运行环节的配合效益,使设备优势与人员优势统一协调,使两者在互相补足的同时发挥出最大潜能。 与此同时,应参照国际先进的电力系统运行技术方案,结合我国电力系统运行的实际情况,研发出稳定性、安全性更高的电力设备,缩短我国电力系统与国际先进电力系统的差距。 参考文献: 1唐桃波,夏云非,鲁文,杜万森.美国近年的停电事故及对我国电力系统安全稳定运行的启示J.电力建设.2003(11). 2袁季修.试论防止电力系统大面积停电的紧急控制电力系统安全稳定运行的第三道防线J.电网技术.2009(04). 3李西泉,陈辉华.电力系统安全稳定运行基本要求的探析J.华中电力.2004(02). 4胡红阳,王祥.现代电力技术在调度运行中的应用J.科技促进发展(应用版).2010(08).