智能電網下的電網安全性及穩定性探討

毛韶陽++陳建聰

摘 要：隨著社會的發展，人們對電力的需求越來越大。因此，國家電網不斷的創新科技，完善自身的技術水平，在較短時間內取得了令人滿意的成績。智能電網21世紀電力系統的重大創新，對經濟的發展有極大促進作用。但是，也由于智能電網的特性，在一定程度上影響到了電網的穩定性和安全性。因此，該文從智能電網的發展入手，首先分析了智能電網對電網安全性及穩定性的影響；其次研究了智能電網下的電網安全性及穩定性控制對策，以期為相關的研究提供可參考意見。

關鍵詞：智能電網 穩定性 控制

中圖分類號：TM76；TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（a）-0042-02

1 智能電網的發展

中國的經濟發展較為迅速，與之相對應的，電網負荷增長的速度也很快。但是由于中國電網結構較為薄弱和能源分布不均的問題，電網的技術完善就成了電網發展的關鍵所在。

在2007年10月的時候，中國華東電網在國內最先開啟了智能電網的可行性研究，并且對未來的電網發展做出了細致規劃。在2009年的時候，華北電網初步完成了智能化電網系統的建設，可以實現對電網的穩態、暫態和動態控制。這套系統可以輔助電網進行決策，對提升電網服務質量和管理質量都有著重要意義。2010年時，國家電網也發布了相應的體系規劃。至此，智能化電網在全國的范圍內確定了地位，向著自動化、數字化、信息化和互動化的方向發展。截至目前，超高壓電網正在國內如火如荼的建設當中，各個地區也根據能量符合的需求，針對性地布置超高壓電網。

2 智能電網對電網安全性及穩定性的影響

智能電網提升了電力系統的服務質量，方便了電力系統的管理。但是由于智能電網的自身特性，它也會影響到電力系統的穩定性和安全性。智能電網對電力系統安全性和穩定性影響主要體現在：特高壓電網的安全穩定控制、大規模風電接入的風險和分布式電源的接入，因此，從這幾個方面分析智能電網下電網系統的穩定性和安全性將最具有代表性，下文是具體分析。

2.1 特高壓電網的安全穩定控制

中國的智能電網是以特高壓電網為骨架的，這和中國的國情有著直接關系。因為電力的需求增長速度極快，電力傳輸系統以網狀的形式覆蓋全國。在一些電力負荷較大的區域，特高壓電網更為密集。當然，以特高壓電網為骨架的電網系統是符合中國國情的，也是中國電力工業實現可持續發展的重點所在。然而，特高壓電網會使中國的電網結構復雜化，潛在的不穩定因素也越來越多。特別是電網系統的復雜化，使得控制的難度增加，在一定程度上影響著安全性與穩定性。

對于特高壓電網而言，不僅僅是增加了電網的復雜性。一旦發生意外，也很難控制，極容易造成各種重大事故。因為特高壓電網不僅僅是高壓的危險，還因為智能化的發展，削弱了人力在電網控制中的作用。因此，當發生變故之后，電力系統的智能化控制可能失去作用，而電網控制人員又不能及時做出調整，存在較大安全隱患。

2.2 大規模風電接入的風險

隨著社會的不斷進步，經濟發展的可持續性已經成為主題，新型的能源產業正在崛起。以電力系統而言，風力發電由于其無污染和工期短等特點，受到國家的大力推崇。目前，風力發電也是智能電網的重點建設內容。但是，風電也有自身的局限性，主要體現為受環境的影響較大，輸出的電力不夠穩定，導致電能的質量下降。因此，在將風電接入電力系統后，往往還需要備用的電力來源，以此來減弱風電不穩定性造成的影響。

風電是利用風力資源進行發電的，雖然最大程度上迎合了可持續發展的戰略，但是當風力資源不充足的時候，電源的供給就會發生中斷現象。把風電介入到智能電網系統中后，會增加智能電網控制的復雜性，還需要額外增加備用電力，在這一定程度上影響了風電和智能電網的發展。

2.3 分布式電源的接入

智能電網最大的優勢就在于，允許不同類型的發電和儲能接入到電網系統中，所有的電壓等級都可以實現互聯。這種優勢減弱了電力對外來能源的依賴，使供電的持續性有了保障。但是，大量的分布式電源介入到電網系統中，卻增加了電力系統的不穩定性，出現事故后很難最快找到原因。而且，不同種類的電能質量也不相同，影響電力系統服務的質量。不僅如此，分布式電源的接入還對地區用電的穩定性與安全性分析造成了影響，無法提前做好分析，潛在的安全問題就可能產生較大影響。

3 智能電網下的電網安全性及穩定性控制對策

3.1 特高壓電網的分層優化

在上文的分析中提到了，特高壓電網是智能電網建設的重點內容，但是特高壓電網也會給電網系統帶來不穩定和不安全的威脅。因此，針對這種現象，可以采取分層優化的方式增強對智能電網下電網安全性及穩定性控制，具體措施如以下幾點。

（1）建設較為靈活的智能電網結構。我國的智能電網正處在飛速發展的階段，特高壓電網也處在過渡的時期。因此，要應對特高壓電網過渡期的復雜問題，可以考慮把智能電網的結構優化，使之更加靈活。例如：增加多層反饋和負反饋，方便對智能電網的控制，處理起問題時就會更加得心應手。

（2）各道防線的協調優化。智能電網下的特高壓電網不夠穩定，可以通過協調各道放線的作用，起到分層的防護作用。這種方式彌補了特高壓電網的劣勢，讓智能化電網的運行更加穩定。

3.2 風電的監測與轉化

風電最大的缺點在于無法提供穩定的電能，克服這一問題后，風電接入智能電網就會更加可靠。針對這一問題，首先，可以通過加強監測的方式進行控制，如：建立風電機的模組，分析在不同時間其靜態和動態的數據，給無功補償提供數據支持。其次，還可以采用輕型直流輸電的方式實現對風電的控制。直流電較好控制，風能發生變化后，就可以通過智能電網自身的控制調整實現電能輸出的穩定。

3.3 細化分布式電源的標準

分布式電能接入智能電網會增加電網的復雜性，控制起來更為困難。因此，可以對接入電網的分布式電源進行標準的細分。首先，是確定并入智能電網的標準，減弱不同電能對智能電網的影響。其次，采用建模的方式，對電能并入智能電網后的情況進行模擬，得出具體的數值，方便并入前的處理或者并入后的調整。最后，還可以進行分布式電能的靜態和動態分析，最大化加強智能電網對分布式電能的控制。

4 結語

智能電網是時代發展的趨勢，目前正在國內大力的建設中。但是也由于智能電網本身的特點，會造成電網的不穩定和不安全，需要繼續完善相關的技術。該文分特高壓電網、風電和分布式電能三個方面分析了智能電網對電網系統穩定性的影響，也從這三個方面研究相應的控制措施。以期為智能電網智能電網下的電網安全性及穩定性控制提供一定的參考意見。

參考文獻

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