特殊運行方式電網穩定管理機制的分析與探討

摘要：隨著電網規模逐步擴大，鄭州地區與開商地區打開220千伏電磁環網，以及220千伏設備操作權下放，電網運行方式以及操作方式均發生新的變化，同時，系統內設備逐步增加，設備正常的預試、保校工作不斷增大，另外，隨著基建擴建、新投或技改更換任務增加，要求對運行設備的停電范圍也在不斷加大，設備停電后，造成系統出現特殊運行方式，對系統正常供電造成極大威脅；當電網出現特殊運行方式后，通過規范和指導事故處理工作，保證系統穩定、經濟運行，避免特殊方式下，系統出現大面積停電，在特殊運行方式下出現重要設備故障后，正確、有效、快速地處理事故，避免事故擴大，最大限度地減少事故造成的影響和損失。

關鍵詞：電網特殊運行方式規范指導事故處理穩定運行

0 引言

當電網出現特殊運行方式后，結合開封供電區電網結構特點，從供電可靠性、熱穩定性及暫態穩定性、繼電保護與安全自動裝置等方面分析電網存在的運行危險點，通過調整系統運行方式、系統潮流及負荷控制（必要時采取限電，工業讓峰）、重要輸變電設備重點監護等手段和預控措施，最大限度減小甚至消除特殊運行方式電網運行存在的運行危險點，從而減少甚至避免電網事故的發生。一旦發生電網事故后，對系統恢復提供指導性意見，便于調度、變電運行在事故情況下的快速、準確處理。

1 開封電網特殊運行方式的種類

1.1 系統特殊運行方式

公司所屬變電站其中兩個220kV及以上變電站220kV母線或主變壓器全停；N-1方式下造成兩個及以上220KV變電站或五個及以上110kV變電站全部失壓或與主網解列運行；其他對整個系統安全穩定產生較大影響的特殊的運行方式。

1.2 局部特殊運行方式

公司所屬變電站其中一個220kV及以上變電站220kV母線或主變壓器全停；N-1方式下造成一個220KV變電站或兩至三個110kV變電站全部失壓或與主網解列運行；其他對局部電網的安全產生影響，而對整個系統的安全運行影響較小的特殊運行方式。

1.3 變電站特殊運行方式

110kV及以上變電站單電源或高壓側單母線、單臺變運行；其他影響供電可靠性的非正常運行方式。

1.4 10千伏母線特殊運行方式

對站用變、配網系統安全穩定產生影響比較大的特殊的運行方式。

2 各種對策方案的分析

根據特殊運行方式的等級，編制電網預案，預案的內容應具體詳實，可操作性強，包括危險點分析、預控措施及手段、事故處理預案等。便于調度員和變電運行人員在特殊方式下，正常時的負荷控制，事故時的準確、快速處理。

2.1 特殊方式下，系統預評估，分析查找系統危險點

對該方式下，首先對各負荷節點進行預測，在此基礎上，開展系統N-1靜態安全分析以及暫態穩定分析，進行預評估，查找并闡述該方式下系統最大危險點所在，是否存在個別變電站或局部電網供電可靠性不足、重要輸變電設備或斷面潮流偏重甚至過載、為下一步采取必要的預控措施提供依據。

2.2 特殊方式下，電網運行及電廠開停機方式安排調整、負荷控制

為最大限度的減小甚至消除特殊方式下系統在供電可靠性、熱穩定性及暫態穩定性等方面存在的運行危險點，應對電網運行及電廠開停機方式進行安排調整，同時根據實際需要進行負荷控制。具體應詳細指明系統倒負荷方案，相關變電站負荷轉移方向，電廠開機方式、系統重要輸變電設備或潮流斷面控制限額等。

2.3 特殊方式下，系統方式調整后，進行系統安全運行風險再評估

采取電網運行及電廠開停機方式安排調整、負荷控制等措施后，再次開展對調整后的系統方式再次開展N-1靜態安全分析以及暫態穩定分析，進行再評估，經評估后認為系統安全運行風險已降至最低時，則進行下一步編制工作。否則，需要對系統運行方式進行再調整和再評估，直至確定系統運行方式已調整至最佳狀態，系統安全運行風險已降至最低。

2.4 特殊方式下，防止發生系統事故的預控措施

該措施應具體可行，便于操作，如：①明確出檢修方式下的重要設備，對重要設備提出特巡要求；②對重要變電站恢復有人值班；③收到天氣預警后，恢復系統全接線；④對連續幾天的工作檢修計劃，每日工作結束后，要求檢修設備具備緊急送電條件；⑤對系統內重要設備（主變、母線）檢修時，要求現場做好檢修設備在事故情況下，迅速恢復的準備；⑥做好事故情況下，壓限負荷，保重要用戶用電的事故預案等等。

2.5 特殊方式下，事故處理預案

考慮發生重要設備（如母線、主變）故障，系統出現最惡劣事故的處理預案。預案中寫明引起相關的失壓設備；影響系統內正常供電的重要用戶；事故處理時，調度員的注意事項；事故處理的步驟，即失壓設備如何恢復等等。

2.6 計算特殊運行方式下電網元件穩定條件，并建立電網穩定運行管理規定

經計算滿足相關電網及相關發輸變電設備熱穩定性和暫態穩定性的前提下，盡可能的提高系統供電可靠性。計算開封供電區夏、冬兩季大負荷方式潮流分布情況。

2.6.1 夏季大負荷方式

2011夏季，本地區電網新投220千伏汴梁變，總區域電網發電總出力196.5萬千瓦，區域電網總負荷395萬千瓦，本地區130萬千瓦，B地區265萬千瓦，C變電站兩臺聯變負荷122萬千瓦，D變電站兩臺聯變負荷110萬千瓦均超穩定極限，區域電網整體電壓水平較低。

正常方式下，區域電網不能滿足2011年大負荷時的供電需求，本地區電網供電缺口40萬，C、D兩變電站聯變下網不均，其中C變電站下網較重、D變電站下網較輕。

本供電區內無并入220kV系統電廠，主要依靠C變電站兩臺75萬聯變下灌供電，缺少220kV電源支撐。

本地區電網220kVⅠ汴前線部分線路由LGJ-400型導線構成，極大的限制了本地區西部斷面供電能力，成為本地區電網提高供電能力主要瓶頸。

將本地區電網負荷降為101萬，B地區電網負荷降為243萬，C變電站兩臺聯變負荷為90萬千瓦，D變電站兩臺聯變負荷為90萬千瓦，以此作為夏季大負荷方式進行計算。

根據潮流分布分析，夏季大負荷時，區域電網500千伏聯變、重要220千伏聯絡線和機組不應安排檢修。

2.6.2 冬季大負荷方式

2011冬季，本地區電網新投220千伏E變，B地區電網新投220千伏F變，原H集團13.5萬千瓦機組關停，新投H集團60萬千瓦機組一臺并于220千伏光明變。區域電網發電總出力243萬千瓦，區域電網總負荷388萬千瓦，本地區127萬千瓦，B地區261萬千瓦。C變電站兩臺聯變負荷98萬千瓦超超穩定極限，區域電網均在合格范圍。

將本地區電網負荷降為117萬，C變電站兩臺聯變負荷為90萬千瓦，以此作為冬季大負荷方式進行計算。

根據潮流分布分析，冬季大負荷時，區域電網500千伏聯變、重要220千伏聯絡線和機組不應安排檢修。

2.7 建立特殊運行方式下事故處理預案管理流程以及專業管理的績效考核與控制方案

當電網出現特殊運行方式后，結合開封地區電網結構特點，從供電可靠性、熱穩定性及暫態穩定性、繼電保護與安全自動裝置等方面計算分析電網存在的運行危險點，并在編寫《開商電網穩定運行規定》基礎上制定了《特殊運行方式下事故處理預案管理流程》，從而減少甚至避免電網事故的發生。一旦當發生電網事故后，對系統恢復提供指導性意見，便于調度、變電運行在事故情況下的快速、準確處理。

特殊運行方式下事故處理預案管理流程主要有評估、編制、審批、下發、響應、啟動、終結7個階段，從而規范和指導事故處理工作，正確、有效、快速地處理事故，避免事故擴大，最大限度地減少事故造成的影響和損失。

2.8 制定績效考核與控制方案

為保證管理工作有效、可靠的起到作用，設立了績效評價的組織機構，針對績效評價的指標體系指標，制定了績效評價的流程。

績效的評價控制依據《電網事故調查規程》、《特殊運行方式事故預案管理制度》、《開封電網電力事故應急預案》、《開封電網應急預案編制考核管理制度》以及上級調度對預案編制的特殊要求由調度中心進行不定期的監督與檢查電網預案的制定是否到位，措施是否完備，季度末、年終由公司考核小組、上級調度機構分別對本專業進行季度、年終檢查并進行匯總，一方面考核結果與獎金、評先掛鉤，另一方面將考核結果反饋并本單位進行整改，有效穩步提高工作質量，全面提高調度運行專業管理水平。

2.9 事故預案制定前后設備異常情況對比

系統特殊運行方式下，重點是保證重要運行設備的安全運行，從而控制電網事故的發生，每月對該月進行的停電檢修計劃所作出事故預案進行統計，即在異常運行方式下，對系統重要設備異常情況作出統計，通過預案中預控措施的實施，發現重要設備異常情況自實施以來呈下降趨勢。該方案有效保障了系統特殊運行方式電網安全運行水平。

2.10 復雜因素下的管理改進

預案編制是在事先申報好的檢修設備停電，造成的異常運行方式下，進行的潮流計算，檢修方式安排，并在負荷預測軟件支持作出檢修方式下，潮流負荷預測，如果檢修周期長，系統方式變化多，再加上天氣因素多變，對長周期的檢修計劃，方式、潮流變化與預案可能出現不一致，需要預案的及時調整，所以預案下發后，應加強預案動態調整，使其具體可行。

同時建立預案的動態調整機制以及加強預案與其他反事故措施的關聯機制，從而特殊運行方式電網穩定管理方法具備良好、可靠的執行性。

3 特殊運行方式電網穩定管理機制對比

2009年發生的電網功率波動之所以能在各級調度尤其是省、市調調度員的快速正確處理下避免了區域電網發生類似于美加大停電的特大電網事故，其根本原因就是有針對性和實際可操作性的預案提前制定到位。再聯系2008年初發生的雨雪冰凍災害天氣造成的湖南郴州電網連續十幾天停電事故，同樣也是由于電網預案管理的缺失。這一正一反兩個案例，充分證明了電網預案對電網安全的重要性和不可替代性。實施特殊運行方式電網穩定管理機制可以有效保障電網安全穩定、經濟運行，避免特殊方式下，系統出現大面積停電，規范和指導事故處理工作，正確、有效、快速地處理事故，避免事故擴大，最大限度地減少事故造成的影響和損失，以及提高班組電網管理水平，更好地滿足了用戶的用電需求，社會效益顯著。

4 結語

堅強的網架結構是電網安全運行的基礎，可靠的電網預案是電網安全運行的保障。二者缺一不可。創新電網運行方式穩定管理機制就是對重大設備檢修，要加強電網預案精細化、標準化管理。提前做好檢修方式下的電網安全穩定校核工作，認真分析電網運行危險點，做到有檢修必有預案，通過有針對性和切實可操作性的預案管理，實現電網在各種檢修工況下的可控、能控和在控。