從地級調度的角度淺談電網運行中的“三道防線”

駱劭璟

（惠州供電局電力調度通信中心，廣東 惠州 516000）

所謂“三道防線”是指:在電力系統受到不同擾動時,對電網保證安全可靠供電方面提出的要求：

當電網發生常見的概率高的單一故障時,電力系統應當保持穩定運行,同時保持對用戶的正常供電。

當電網發生了性質較嚴重但概率較低的單一故障時,要求電力系統保持穩定運行,但允許損失部分負荷 (或直接切除某些負荷,或因系統頻率下降,負荷自然降低）。

當電網發生了罕見的多重故障 (包括單一故障同時繼電保護動作不正確等）,電力系統可能不能保持穩定,但必須有預定的措施以盡可能縮小故障影響范圍和縮短影響時間。

設置三道防線是我國電網安全穩定運行成功的經驗，但還應進一步采取有效措施，加強三道防線建設，不斷提高電網的安全穩定運行水平，本人作為一名地調調度員，在運行工作中對三道防線有一定的認識，在下文將在各個方面對三道防線進行淺顯的闡述。

1 第一道防線：合理完善的電網，快速可靠的保護

在第一道防線里，要保證發生常見的概率高的單一故障不損失負荷，不影響電網正常運行，電網必須完善，在220kV或更高等級的電網網絡中，基本都為多電源網絡，在單條線路跳閘后，仍能維持正常的供電。

當電網不夠完善時，特別是只有單線路供電的廠站，可靠動作的重合閘顯得由為重要，在電網常見的故障中，線路的瞬時接地故障占有極高的比例，重合閘能夠迅速的切除故障同時保證線路繼續正常供電運行，是實現第一道防線的一個較為重要的保證。當然，對于不能滿足N-1的電網方式，僅僅靠重合閘是不夠的，精心進行電網規劃設計，既要加強一次電網的建設，合理的安排運行方式，才是第一道防線的基礎。

當電網足夠完善后，高速、準確地切除故障元件的繼電保護和反應被保護設備運行異常的保護顯得更為重要，快速、可靠的保護可以在盡可能小的范圍內切除故障，減少系統產生的不平衡能量，保證系統穩定運行而在滿足N-1條件的系統網絡中，即使是單條線路的永久故障仍不影響用戶的正常供電。

綜上所述，第一道防線中，靠合理完善的電網保證負荷不受損失，靠快速可靠的保護保證電網的穩定。這是筆者對第一道防線的理解。

2 第二道防線；保障電網安全運行的安全自動裝置

在第二道防線的意義，最關鍵是保障確保電網在發生概率較低的嚴重故障時能繼續保持穩定運行，其中包括自動重合閘裝置：除減少重合于永久故障時系統不平衡能量外，盡量減少網絡拓撲的變化，盡快恢復網絡輸電能力；還包括備自投、事故減出力、自動切負荷、抽水改發電等裝置和措施，以此快速保持穩態發輸電能力與用電需求的平衡。還有過負荷控制：連鎖切機、切負荷，遠方切機、切負荷等，能夠保持穩態輸電能力與輸電需求的平衡。

按照《電力系統安全穩定導則》對穩定的分級與要求，惠州電力系統中裝設了大量安全自動裝置（以下簡稱“安自裝置”），包括安全穩定控制裝置（簡稱“穩控裝置”）、低頻低壓減載裝置以及備自投裝置等。各種類型的安自裝置構筑了惠州電力系統安全穩定運行的第二道、第三道防線，其主要作用是在系統發生故障、第一道防線的繼電保護裝置切除故障元件后，按設定的判據、控制策略采取切機、切負荷或解列等措施，確保主網安全穩定運行。

同時，隨著負荷的不斷上升，惠州大部分220千伏變電站負荷超過控制界面，為保證設備安全，避免N-1時造成事故擴大，被迫將相關220千伏變電站110千伏母線分列運行，主電源系統可靠性下降。所以三棟站、鎮隆站、風田站、仲愷站、秋長站、東澎站、九潭站安穩裝置投入了主變過載切負荷功能。主變過載切負荷功能指：當一臺主變跳閘后，另外一臺主變的負荷超過1.4倍額定電流便延時6″切除負荷至額定電流，盡量彌補因負荷過重對電網造成的風險。

3 第三道防線；失步解列與頻率、電壓控制以及風險預控

其中失步解列是指在互聯電網失去同步后，在預定的地點解列，以求各子網能獨立滿足供電需求。頻率控制指的是通過低周減載、開啟備用機組等滿足頻率要求，通過高周切機保證頻率穩定、機組安全。而電壓和無功控制指的是通過低壓減載和增發無功維持電壓水平，防止電壓崩潰。

對于中國的整個電網而言，前兩道防線都沒能阻隔的大停電事故是非常罕見的，同時，我國電力系統在三道防線的實施中，對第一道和第二道防線比較重視，有關的技術規定和要求也比較明確，各系統都進行了大量工作。但對第三道防線則未給予應有重視，該如何設置和整定，是許多系統經常遇到的問題。有些系統的第三道防線，除了低頻減負荷以外，沒有采取其他任何措施。實踐證明，電力系統可能出現一些事先很難預料的多種偶然因素湊在一起的復雜故障，如果缺乏適當的措施，這些故障完全可能相繼擴大而導致大面積停電。

對地調而言，極少接觸到包括失步解列與頻率、電壓控制的各種技術措施，但是地調必須有應對大范圍停電的預防及應對措施，包括風險分析，事故預案等，惠州地調在第三道防線的努力主要體現在管理方面，包括加強二次設備管理，尤其是繼電保護與安全自動裝置的管理。對繼電保護及安全自動裝置進行全面檢查，落實“反措”的執行情況，確保裝置在各種可能情況下正確動作，有效制止事故時的連鎖反應。以及按新穩定導則要求，加強電網運行方式和穩定狀況的分析，及時發現電網存在的問題，提出解決的方案和有效措施，做好應對重大事故的預案，同時加強電網風險管理，將風險管理工作不斷深入、細化，嚴把安全關，風險預警及防控措施得以及時而全面地宣貫，風險控制工作越發井然有序。電網風險的規范管理對有效降低電網風險、防止事故發生起到了重要作用，有效保障了惠州電網的安全穩定運行。

4 結束語

對惠州電網而言，雖然在完善三道防線方面做了巨大的努力，但如果以三道防線的最高標準來要求，仍有不少可以改進和發展的空間，主要體現在由于部分電網建設落后于負荷發展，重載變電站及N-1不滿足要求的變壓器及線路問題更加突出，大部分重載變電站之間聯絡薄弱，線路存在轉負荷困難問題。所以我們仍繼續努力，進一步采取有效措施，加強三道防線建設，不斷提高電網的安全穩定運行水平。

[1]王世楨.電網調度運行技術[M].沈陽：東北大學出版社，1997.

[2]惠州供電局電力調通中心.惠州電網.2010年運行情況總結，2010.

[3]加強三道防線建設與管理 保障電網安全穩定——我國三道防線及電網安全[J]電力設備，2004.