1、电力系统安全稳定控制系统设计原则的讨论摘要：基于电力系统安全稳定控制系统的重要作用，本文结合多年来在安全稳定控制方面的设计与研究，根据有关标准、规定，阐述了电力系统安全稳定控制系统的设计原则。 关镇词：电力系统稳定；安全稳定控制系统；安全自动装置；设计原则 中图分类号： TM712 文献标识码： A 文章编号 一、引言 随着电力行业的迅速发展，大机组、超长线路不断增加，电网的规模也随之不断扩大。本文参照相关标准并结合国内外经验基础上，对电力系统安全稳定控制系统设计中宜遵守的有关原则进行探讨。 二、电力系统安全稳定计算分析原则 1、稳定计算扰动等级 根据电力系统安全稳定导则 ，电力系统稳定标准可
2、分为以下几级：A 级，保持稳定运行和电网的正常供电（单一故障） ；B 级，保持稳定运行，但允许损失负荷（单一严重故障） ；C 级，当系统不能保持稳定运行时，必须防止系统崩溃，并尽量减少负荷损失（多重严重故障);D 级，在满足规定条件下，允许局部系统作短时间的非同步运行。根据稳定标准分类所确定的稳定计算扰动等级，宜按如下原则分级：I 级单一轻微故障(单回联络线发生单相瞬时故障，或者单一电压等级多回联络线中的一回线发生单相永久性故障)。I 级单一严重故障(相间短路故障，含三相短路)。I 级三相短路后断路器单相拒动等多重故障造成两个以上元件跳闸。 2、稳定计算运行方式 1）电力系统接线方式 (1)正
3、常接线方式 (2)检修接线方式。由于所研究断面至少有一个电网元件在切除状态，从而明显地减小了该断面的稳定功率传输极限。 2）电力系统潮流方式 (l)正常潮流方式。 (2)加重潮流方式。是指在特殊情况下发电机组超额定出力按最大允许值发电或在低谷负荷下为不失水资源水电超发等非常规加重所研究断面传输潮流方式。 3、主要计算内容 以合理配置安全自动装置为计算目的，应重点计算所研究电力系统或某个断面正常接线正常潮流方式下发生、级扰动或加重潮流方式下及检修接线正常潮流方式下发生、级扰动情况下系统的稳定水平，确定相应控制措施。 当系统不能保持稳定运行时，找出异步运行的相关断面，以区域内功率相对平衡等为原则，
4、确定分区解列点。 4、稳定计算结果分析 在稳定计算结果基础上，考虑计算采用基础信息的不完全性、计算误差及装置误差等因素，留有一定裕度后，给出综合分析稳定结论。 三、对安全稳定控制系统的基本要求 对安全稳定控制系统的基本的要求包括以下几方面： 1 可靠性 可靠性是指装置该动作时动作(信赖性)，不该动作时不动作(安全性)。该动作时不动作为拒动，不该动作时动作为误动。 安全稳定控制系统与继电保护装置相比更强调可靠性要求，继电保护的可靠性被破坏的后果只造成一个元件误动或拒动，而安全稳定控制系统拒动将会破坏系统稳定，误动造成局部系统负荷或机组损失，后果严重，在可靠性要求中，必须强调安全性。 2 有效性
5、对于安全稳定控制系统的控制有效性要求，可分为两个方面。其一是指在系统发生较大扰动，为保证系统的安全稳定运行而控制局部机组出力或负荷时，所给出的控制量要满足稳定要求。装置动作后，如果控制量不足，系统仍处于失稳状态，起不到稳定控制的作用或作用很小。其二是指控制对象的选择问题，如快速减出力的控制对象可能有几个机组或电厂时，应寻求有效性高的对象加以控制。 3 选择性 安全稳定控制系统是分层分区控制的。安全稳定控制装置保护对象的界面虽不像继电保护那么明确，但也有一定范围。远距离送电发电厂的稳定控制装置的主要保护范围为电厂出线，最多延伸到下一级出线故障后的稳定控制。而网间的稳定问题则需由网间装置来完成，必
6、要时，其控制措施的执行可通过发电厂的装置来实现。因此，安全稳定控制系统须保证协调控制，满足选择性要求。 4 适应性 为满足不同时期电力系统发展要求及不同控制要求，装置宜有一定适应性。装置的软、硬件按功能宜做到模块化、系列化。 四、安全稳定控制系统的构成原则 1、安全稳定控制装置的配置及构成 （1）在正常接线及正常潮流方式下，电力系统发生、级扰动，或正常接线加重潮流方式及检修接线正常潮流方式下，电力系统发生、级扰动，仅靠系统一次网架不能达到 A 级系统稳定标准时，应配置安全稳定控制装置。当电力系统发生相应扰动，采取相应控制措施，宜使之达到 B 级稳定标准。 （2）装置按双重配置考虑。由单一装置中
7、三取二等起动逻辑控制实现安全稳定控制可靠性中的安全性；通过双重冗余配置达到可靠性中的信赖性要求。 （3）安全稳定控制装置可以按集中控制式或就地控制式构成。应尽量采取就地控制的装置，以减少对通道的依赖性。 （4）强调装置在满足其主要功能要求下，尽量简化。一些后备功能(如振荡解列等)不要与安全稳定控制装置主保护合在一起，以免使安全稳定控制装置本身过分复杂又达不到冗余后备控制的目的。装置构成要简化的另一个重要原因是易做到模块化、规范化，缩短生产周期。 2、自动消除异步装置 自动消除异步运行，是一种非常重要的稳定控制措施。在研究区域内，为任一可能异步运行的断面配置相应的振荡解列装置，可将两个同步运行的
8、部分解列而实现自动消除异步运行。在较重要的断面，宜配置双重自动消除异步运行装置，主装置作用于解列，后备装置作为主装置后备，带延时作用于解列。 3、自动限制频率升高/降低装置 自动限制频率升高/降低装置应覆盖任何独立运行地区(包括整个电力系统)，亦包括那些由于异步方式而被自动控制解列出来的系统。通过限制频率降低/升高装置的动作来进行切负荷/切机控制，以实现限制缺额/过剩系统频率降低/升高。此二类装置一般为分散配置，同类配置间可实现互为备用方式。 4、自动限制电压降低/升高装置自动限制电压降低/升高装置，是防止事故后电力系统某些节点的电压降低/升高到不允许值可能导致出现电压崩溃/设备损坏。此类装置
9、根据专门计算结果确定具体配置。 5、自动限制设备过载装置自动限制设备过载装置在允许时间内限制电气设备超过允许的过电流值。假如电流没有超过可手控时间(如 20min)及以上的允许值，可不装设自动限制设备过载装置。目前我国尚没有设备过电流与允许时间关系的有关规定，仅能参照国外有关经验数据。自动限制设备过载装置可按被监视的电流及其持续时间以阶梯式实现对发电厂减出力或切负荷等控制。 五、安全稳定控制系统的应用 南瑞继保公司生产的 RCS-992A 系列稳控装置采用了模块化、主从式结构，整套系统由多个相对独立的模块组合而成。系统由主机 RCS-992A 从机 RCS990A，通信复接装置 MUX-22A
10、、MUX-64B 和 MUX-2M 等共同构成。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
11、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。 六、结束语 安全稳定控制系统是提高电网输送能力、保证电网安全稳定运行的重要手段。要达到其目的必须有相关的标准、原则制约；确定符合我国电力系统实际情况的安全稳定控制系统设计原则已是当务之急。本文提出的有关原则，能起到应有的作用。 参考文献： 1穆国强.城市局部电网的稳定控制研究J. 电网技术. 2005(18) 2吴国丙,吴烈鑫,张荫群,孙光辉.广东电网安全稳定控制系统的功能配置和控制原则J. 广东电力. 2006(02)
