提升電力系統安全穩定性的有效措施探究

高天偉

【摘 ?要】電力系統在運行中若是失去安全穩定性是最嚴重的安全事故。隨著經濟社會的發展進步，電力資源的需求量也在不斷提升，這讓電力企業面臨的挑戰和壓力也在不斷增多。對電力系統而言，其安全穩定性是十分重要的部分，只有保障電力系統的安全穩定，才能夠為用戶提供安全穩定的電力資源。

【關鍵詞】電力系統;安全穩定性;有效措施

1引言

隨著我國電力企業改革步伐的逐漸加快，大區電網的互聯、直流輸電工程的大量建設，新能源發電規模的不斷擴大，以及電網運行復雜程度的逐漸加強，使傳統的安全穩定預防控制系統已經無法滿足電力企業的發展需求。

2當前電力系統面臨的問題

目前，為實現能源革命，我國電力系統發展所面臨的問題主要分為以下兩個方面：第一，大規模可再生能源的消納問題。我國可再生能源分布廣泛且儲量充足，根據“十三五”規劃，到2020年，我國風電總裝機將達到2.1億kW以上，太陽能發電總裝機將達到1.1億kW以上。風能、光伏發電主要集中于“三北”地區（東北、華北、西北），但目前這三個區域也是棄風、棄光問題較為突出的地區。同時，由于風能、太陽能等可再生能源的功率出力具有隨機性、間歇性，其大規模的接入給電力系統的安全穩定性和電網拓撲結構帶來了重大考驗。第二，遠距離、大容量的交直流混聯輸電網的安全運行問題。我國的能源資源與負荷呈現逆向分布特性，因此電力的基本格局為“西電東送”、“北電南送”。2015年底，我國電網“西電東送，規模為1.4億kW，到2020年和2030年，我國西電東送的輸電規模將達到2.5-3.5億kW和3.5-4.5億kW。北部、西部能源基地與中東部負荷中心的距離約為800-3000km，為實現遠距離大規模電力輸送，目前我國出現了特高壓、遠距離、大容量的交直流混聯電網特征，電力系統的安全性與穩定性面臨巨大挑戰。

3提升電力系統安全穩定性的有效措施

3.1加強對電力系統安全管理的重視

隨著社會經濟和技術的進步，電力企業在現代社會當中發展日益壯大，也逐漸成為社會當中重要的基礎性企業，因此對于社會的發展來說影響深遠，并在最大程度上決定著社會民眾的生活水平和生活質量，但在電力系統逐漸進行發展的過程當中，由于缺乏主要的電力系統安全管理工作，從而導致電力系統的安全穩定運行出現問題，所以，結合現代社會中對于電力企業的安全性要求，相關電力企業應該加強對于電力系統安全管理工作的重視，主要方式可以通過：在企業內部建立相關管理制度，使得主要的工作人員，在進行電力系統設備管理和操作的過程當中，提升自身的工作質量，以保證設備的正常運轉。同時，相關電力企業應該加強與社會各界的聯系，以此了解社會各界對于電力需求和電力使用的現狀，從而結合社會發展現狀，對自身的管理制度以及電力系統安全管理方式進行創新和改進。此外，由于電力企業的電力系統對社會的發展來說至關重要，因此社會應該不斷加強對電力企業自身發展的支持，主要可以通過社會各界以及相關部門的政策，對電力企業進行幫助，以此推動電力企業進行電力系統的安全管理工作實施。

3.2打造基礎設施安全、數據安全、業務安全的層級架構基礎

（1）基礎設施安全。電力監控系統的整體基礎設施的安全防御策略是縱向認證、橫向隔離、網絡專用、安全分區。電力二次系統應該提供保密性、完整性、可靠性等安全服務，確保生產大區準確無誤地運轉。電力系統的獨特要求有別于其他行業，相對于業務安全性，IT基礎設施的可靠性、可用性、連續性的要求更為重要。（2）數據安全。通過安全協議和算法對數據進行安全加密，與Hash真正實現數據的保密性、完整性、不可否認性。PKI/CA體系的建設與應用為電力系統的數據安全保障提供了必要的支撐。各種數字證書如加密證書、簽名證書都該提供自身的安全職能，在不影響系統性能的前提下，最大限度地提高安全性、可靠性。為了防止發生故障或災難而帶來數據損壞，丟失各種備份策略應該被定義、執行和測量，如coldsite（冷站）、warmsite（暖站）、hotsite（熱站）等。（3）業務安全。通過層層防御的安全體系，最終保障業務目標、業務戰略的安全，實現企業安全治理的終極目標。電力系統的業務目標關系到國家的安全，網絡安全等級保護基本要定級在三級、四級，以凸顯電力系統業務目標的重要性。為了實現這個目標，構建層層防御、縱深防御體系是毋庸置疑的。

3.3防止電壓越限

電壓限值分為上限和下限，一旦出現故障，節點電壓就會出現越下限的現象，甚至還會出現越上限。電壓具有局部性、區域性的特征。要從根本上解決主導節點在一定范圍之內所出現的節點電壓越限的問題，就要將主導控制到其標準的范圍之內，并達到實際的需求。將中樞節點電壓控制到滿足的要求，也可以解決該問題。電壓越限和設備過載預防控制相比，具有一定的相似性，都可以直接采用數學規劃的方法進行計算和求解，對于具有靈敏度的啟發式算法也可以進行計算和統計。在電壓越限節點中，對主導節點進項識別，只需要對主導節點加以合理化的管理和控制，可以在一定程度上將計算的規模逐漸縮小。此外，還可以將計算的速度加以提高。但是識別主導節點的時候，不需要十分的精準，對于識別過程中錯誤、或不夠精準的數據都可以在進行多次的計算和求解，對不正確的結果進行改正。根據實際情況進行分析，機組進相是目前比較新型的一種控制手段。機組進相在的實施過程中會降低系統暫態的穩定水平，所以在預防控制時，一定要采用有效的方法進行審核、校對，在審核時，一旦發現暫態穩定性消失，就要對深度進行及時改正和處理，并將相關深度根據實際情況降到一定范圍之內。

3.4強行勵磁

常見的發電機自動調節勵磁系統都有強行勵磁裝置。在機端電壓Vg低于額定電壓85%的時候，低電壓繼電器動作，并且經過中間繼電器把勵磁裝置調節電阻強行短接，這樣可以讓勵磁機勵磁電流有所增加。通過這種方式能夠繞過發電機勵磁電流和勵磁電壓都增加，以此提升發電機電勢，加強電磁功率輸出。這樣還能夠減少轉子不平衡功率，從而提升電力系統穩定性。在這其中還可以減少原動機輸出機械功率，在故障讓電磁功率降低時，若是能夠降低原動機輸出機械功率，則能夠降低施加在轉子上的剩余功率，提升暫態穩定性。其中主要的措施有連鎖切機，也就是在切除故障時，連鎖切除送端發電廠中一臺或多臺發電機組。此外，為了能夠提升電力系統的安全穩定性，還需要做好監控管理工作。電力系統因為其本身覆蓋面積大、范圍大的特點，在資源配置時經常會超區域布置，需要在整個電力系統中做好互通有無和相互支撐。電力系統中各個構成單元對系統穩定性都有一定的影響，所以要加強各個部分的監控和管理工作。在系統中某個區域線路或是供電裝置產生故障時，需要快速對此故障點做好定位和監控，在沒有干擾和影響到其他區域的基礎上，對此故障快速維修和管理。此外，系統運行和維護工作都需要由電力工作人員的管理與操作。所以，各個級別的電力部門要建設與健全人員調度與管理體制，加強對人員的有效管理，提升系統安全穩定性。

4結束語

總之，電力系統的穩定性和人們的正常用電、社會穩定發展有一定的影響。要想提升電力系統穩定性，就要打造基礎設施安全、數據安全、業務安全的層級架構基礎，防止電壓越限和強行勵磁等相關工作。經過這些工作措施的實施，可以有效提升電力系統安全穩定性，在此基礎上為人們提供穩定的電力資源。

參考文獻：

[1]楊志越，牛華寧.提高電力系統安全穩定性的技術與控制措施研究[J].電工電氣，2018，10：72-74.

（作者單位：國網壽陽縣供電公司）