智能電網(wǎng)下的電網(wǎng)安全性與穩(wěn)定性研究

王文林

摘要：隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，當(dāng)今電力發(fā)展對智能電網(wǎng)的需求與日俱增。智能電網(wǎng)是電力系統(tǒng)科技創(chuàng)新的產(chǎn)物，其以優(yōu)越的性能影響著現(xiàn)有電網(wǎng)安全和穩(wěn)定性控制，是當(dāng)前世界電力發(fā)展的必然趨勢。文章概述了智能電網(wǎng)的目標(biāo)和特性以及其發(fā)展，并就智能電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析及控制中存在的問題進(jìn)行了探討，針對其存在的問題提出了改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；安全性；穩(wěn)定性；分布式電源裝置；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）12-0026-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.12.012

智能電網(wǎng)隨世界各國經(jīng)濟發(fā)展程度的差異而具有不同的特色。經(jīng)濟發(fā)展相對成熟的國家其智能電網(wǎng)發(fā)展也趨于成熟，其智能電網(wǎng)建設(shè)需求也趨于飽和。我國是典型的發(fā)展中國家，處于經(jīng)濟建設(shè)的高峰期，對智能電網(wǎng)的應(yīng)用也處于高峰期，而我國資源利用的不平衡和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)存在的缺陷嚴(yán)重阻礙了經(jīng)濟發(fā)展速度，因此，我國對智能電網(wǎng)高效率、高質(zhì)量性能要求極高。基于此，各界有必要對智能電網(wǎng)進(jìn)行全面深入的探究，以促進(jìn)智能電網(wǎng)的完善發(fā)展，從而加快我國基礎(chǔ)建設(shè)和經(jīng)濟

發(fā)展。

1 智能電網(wǎng)概述

1.1 智能電網(wǎng)的優(yōu)點及作用

智能電網(wǎng)作為當(dāng)前電力發(fā)展的主力，具有高度自動化（自動監(jiān)控和自動修復(fù)）、數(shù)字化（精確采集數(shù)據(jù)信息和定量描述電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及狀態(tài)）、信息化（共享電網(wǎng)實時信息）和互動化（電網(wǎng)-電源-用戶協(xié)調(diào)互動）的優(yōu)越特征。智能電網(wǎng)的作用是保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、可靠、經(jīng)濟、高質(zhì)量的運行，從而提高能源利用率，降低電能用戶費用。

1.2 智能電網(wǎng)發(fā)展概述

目前，世界各國對智能電網(wǎng)尚無統(tǒng)一而清晰的定義，而我國智能電網(wǎng)尚處于起步探究階段。但各國對智能電網(wǎng)的發(fā)展方向一致設(shè)定為系統(tǒng)自愈性、對外置電源接入的兼容性、運行安全穩(wěn)定性和高效、集成等方面。世界各國因電力需求（經(jīng)濟、建設(shè)、軍事等）的差異性圍繞著以上發(fā)展方向建設(shè)具有本國特色的智能電網(wǎng)，因此，各國智能電網(wǎng)的發(fā)展路徑和重點也就大相徑庭了。長期以來，各國經(jīng)濟建設(shè)都表現(xiàn)出對電力的嚴(yán)重依賴與需求，然而電力的生產(chǎn)應(yīng)用和快速擴張發(fā)展卻給環(huán)境帶來了不可逆的負(fù)面影響。

中國是世界人口第一大國，電力能源的消耗極大，二氧化碳等溫室氣體的排放量長期居于世界前例。據(jù)統(tǒng)計，溫室氣體排放超標(biāo)的20大城市，中國城市就占四分之三。除溫室氣體排放量過大外，火電廠發(fā)電過程產(chǎn)生的廢氣可產(chǎn)生酸雨，給群眾身體健康和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不可估量的損失。

基于此，對電力系統(tǒng)進(jìn)行資源節(jié)約和污染控制迫在眉睫。這就要求電力系統(tǒng)向高效率、能源高利用率改進(jìn)，加之我國經(jīng)濟發(fā)展要求電力系統(tǒng)加快生產(chǎn)和傳輸能力以促進(jìn)社會各行業(yè)迅速發(fā)展，我國智能電網(wǎng)結(jié)合多種高新科技技術(shù)（將網(wǎng)絡(luò)信息科技、通訊定位技術(shù)、電子計算機技術(shù)）應(yīng)運而生，從而實現(xiàn)了能源利用率的提高，減少了電力生產(chǎn)污染，保障了電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，優(yōu)化了電網(wǎng)運營效率，降低了電力系統(tǒng)維護(hù)成本和電能用戶用電費用。

2 電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析及控制

智能電網(wǎng)是高安全性和穩(wěn)定性的電力系統(tǒng)，其自身安全穩(wěn)定控制裝置配備齊全，系統(tǒng)對外界破壞的抵御能力很強，能有效防止電網(wǎng)系統(tǒng)故障而出現(xiàn)大面積停電。但由于國家電力網(wǎng)絡(luò)的大面積擴張和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的安排適當(dāng)?shù)仍颍悄茈娋W(wǎng)在發(fā)展過程中難免出現(xiàn)一些電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析和控制的問題，其主要表現(xiàn)在以下

方面：

2.1 特大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的控制

中國智能電網(wǎng)發(fā)展的主要目標(biāo)是建設(shè)特大電網(wǎng)，實現(xiàn)無死角供電。我國地域遼闊，人口分布不均，發(fā)電資源也分布廣泛而分散，要建設(shè)起可持續(xù)發(fā)電的特大電網(wǎng)必須發(fā)揮超高壓電網(wǎng)中特高壓輸電作用才能實現(xiàn)。

國家計劃在21世紀(jì)20年代通過特高壓輸電網(wǎng)實現(xiàn)我國華東、華中、華北、內(nèi)蒙古、陜西北部、山東南部、寧夏、關(guān)中等地區(qū)的特大同步電網(wǎng)輸電。屆時，電網(wǎng)系統(tǒng)覆蓋面寬廣，其結(jié)構(gòu)也將空前復(fù)雜，對安全性和穩(wěn)定性的控制成本也將耗費更多。智能電網(wǎng)將在復(fù)雜廣袤的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，在制定電網(wǎng)系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性控制方案時應(yīng)從兩方面考慮：

首先，從時間調(diào)節(jié)方面來看，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)會隨時間變化而改變需求或增加新需求，這就要考慮是否根據(jù)電網(wǎng)這一時間變化而對安全性和穩(wěn)定性的控制方案進(jìn)行局部的修改。

其次，從空間調(diào)節(jié)方面來看，電網(wǎng)的控制裝置位置設(shè)定應(yīng)合理考慮空間間隔，保證其性能優(yōu)化最佳距離和協(xié)調(diào)性。通過時間和空間的配置優(yōu)化可保證智能電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性相對較高，從而進(jìn)一步推進(jìn)特大電網(wǎng)在信息化、智能化的基礎(chǔ)上對其他防線進(jìn)行合理的協(xié)調(diào)優(yōu)化，最終實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的全面優(yōu)化。

2.2 智能調(diào)度平臺對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行分析軟件的要求

智能電網(wǎng)中最突出、最復(fù)雜的部分是智能調(diào)度平臺。智能調(diào)度平臺負(fù)責(zé)對電氣量信息、電力發(fā)電廠信息、電力用戶信息、控制裝置的固定值等各方面內(nèi)容進(jìn)行收集。而工作人員要從控制調(diào)度平臺復(fù)雜多變的內(nèi)容中精準(zhǔn)找出風(fēng)險信息難度相當(dāng)大，尤其是依靠目前單一的工作模式很難準(zhǔn)確完成風(fēng)險搜尋。因此，應(yīng)針對智能調(diào)度平臺應(yīng)用一套準(zhǔn)確度高、安全性高的風(fēng)險分析軟件，以便于快速、準(zhǔn)確地篩選過濾智能調(diào)度平臺收集的信息，并及時分析過濾出的風(fēng)險信息即時進(jìn)行優(yōu)化處理，將智能調(diào)度平臺進(jìn)一步智能化、完善化。

2.3 分布式電源裝置的接入

智能電網(wǎng)方便了各種獨立發(fā)電、儲電系統(tǒng)接入電力系統(tǒng)，并可實現(xiàn)不同電壓等級的電源裝置的即時接入，這種操作簡便、適用的電源裝置接入功能必將造成分布式電源裝置的過量接入，從而產(chǎn)生新的穩(wěn)定安全問題。分布式電源裝置發(fā)電具有安全性高和高度節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點，在電源發(fā)生故障時可快速接入電力系統(tǒng)，減少停電可能造成的經(jīng)濟損失和安全困擾，電力用戶安全性得到進(jìn)一步保障。分布式電源裝置發(fā)電還具有成本低、收效快的優(yōu)點。使用獨立的電源發(fā)電設(shè)備，在實現(xiàn)快速供電的同時還節(jié)約用電成本。

因此，發(fā)電主體和用電客體雙方應(yīng)積極主動的推動分布式電源裝置的發(fā)展，促進(jìn)分布式電源和電力系統(tǒng)的合理結(jié)合，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的全方位優(yōu)化。外置電源接入電力系統(tǒng)可改善人們生活生產(chǎn)對原有供電方的完全依賴狀況，很大程度減少單一電源帶來的不便。然而在外置電源接入電力系統(tǒng)的發(fā)展過程中，應(yīng)注意把握好分布式外置電源的控制度，界定外接電源發(fā)電系統(tǒng)的范圍，加強對外接電源發(fā)電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定性管理，降低分布式電源發(fā)電接入對智能電網(wǎng)安全性和穩(wěn)定性分析控制的不利影響。

3 結(jié)語

智能電網(wǎng)是世界電力發(fā)展的最新趨勢，也將是電力行業(yè)致力研究發(fā)展的重要領(lǐng)域，較之傳統(tǒng)電網(wǎng)其性能優(yōu)越特點鮮明，其安全性和穩(wěn)定性的控制內(nèi)容將更趨于繁雜、多樣，控制力度和控制成本也將急劇增加。智能電網(wǎng)應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展和基礎(chǔ)建設(shè)需求其安全性和穩(wěn)定性要求日漸增強，要最大限度地保障智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行就必須對智能電網(wǎng)方方面面的影響因素進(jìn)行深入細(xì)致的探究，及時制定處理和改進(jìn)方案，并合理運用改善措施。總之，智能電網(wǎng)必須隨時代進(jìn)步不斷改善，最大限度發(fā)揮安全穩(wěn)定性能，才能保障國家和社會的穩(wěn)步發(fā)展

前進(jìn)。

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（責(zé)任編輯：黃銀芳）