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超特高压电网运行管理的安全性研究

  
评论: 更新日期:2016年07月12日

【摘 要】我国能源和地区经济的发展方向呈现一种逆向分布,为了缓解不均衡的局面,建设超特高电网实现电能远距离输送成为必然选择。特高电压网在实现电力资源大范围配置的同时,也增大了系统的规模程度,就会增加电力系统的风险程度。本文从各个方面解析了每个方面的风险因素,针对出现的风险因素提出相对应的策略,以此提高特高压电网运行管理的安全性。
        【前言】目前关于特高压电网对于系统的安全性的研究技术已经很成熟,但缺乏整体考虑和一些因素风险的评估。本文从各位专家学者并结合实际,探讨了特高压电网运行中出现的风险原因、对电网安全的影响,总结出特高压电网的风险框架结构,并制定最合适的安全策略。1.问题分析1.1概述  对电力系统风险来说,尤其是超、特高压系统,更注重安全及稳定。当系统出现故障后是否可以继续稳定运行,避免事故扩大决定了电网的风险大小。特高压电网主要风险因素为发电侧风险、负荷侧风险和线路设备的故障等。由于特高压输电容量大,所以输、变电设备故障成为关键因素中的首要因素。需要说明的是,故障并非单一存在而是相互关联的,在不同的故障中所表现的程度不尽相同。根据风险类型和产生的影响,可以把风险的等级划分为四个等级:不损失负荷、损失部分负荷、系统大停电和电网瓦解。综上所述,本文把特高压电网风险因素分为三种,第一种是变电一次设备及线路故障;第二种是变电二次设备故障;第三种是负荷侧和发电侧引起的潮流控制。下面将通过详细的分析具体剖析这三种问题。1.2三大问题  第一种,变电一次设备及线路通道的故障,可分为内、外部两大类因素。外部因素主要取决于自然环境及人为因素,内部因素主要为设备老化。由于特高压输送功率比超高压输送容量要大得多,一旦由于通道受阻造成事故,首先送受端发电机的摆动幅度增大,造成系统动荡或者电压崩溃,在故障点隔离后,其余电力通道若承受超出设计值的负荷转移,将导致系统静态失稳,进一步引起线路过负荷跳闸,最后造成雪崩效应式的电网大面积过负荷跳闸。  第二种,变电二次设备故障:特高压系统的等级越高,保护系统就越复杂,其中最主要的就是继电保护、安稳解列、通信系统等二次设备。如果由于上述设备发生故障、配合不当,将会造成保护拒动、误动,甚至由于安稳解列策略失误、通信故障等将会造成控制系统紊乱,造成电力系统一系列连锁性事故。  第三种,负荷和发电引起的潮流控制:特高压电网实现长距离大容量的负荷输送,在建设的初期,因特高压电网联络结构单一,为保证特高压系统安全运行,需要通过联络线联网运行。在实际的操作中,因为不同区域的发电结构不一样就导致了机组的能力差异大。与此同时机组还可能存在滞停等特殊因素,因而存在机组的容量枯竭和不同区域的协调困难的问题。
        2.评估框架2.1标准流程  根据上述提出的风险因素,本文从以下几个方面做了详细的评估。评估的流程大致可以分为系统结构建设、实际采集信息、故障准确判断、稳定系统分析和损失量统计。大概简述过程如下:第一步,分析电力风险因素,并且建立不稳定模型。第二步,对不稳定模型进行优化。第三步,为了加快评估的速度,减少损失,需对电气模型进行优化。在此基础上采集发电机组和负荷量信息,依据采集信息判断正常与否,若正常则进入下一步,不正常则进入故障分析。第四步,按照系统规则计算发电时状态和潮流,根据设定的安全原则判断安全控制措施。第五步,按照顺序进行静态电压评估。根据评估结果,若系统不稳定,则需对故障损失进行估算,若评估结果稳定,则开展元件判定。通过上述流程评估,考虑特高压电网中可能出现的种种情况,同时考虑电网静态风险和连锁风险,对特高压电网进行全面的分线评估。2.2计算方法  实操设计中需要对未知的数据进行科学系统计算。举例方法如下:  已知首端电压和各个负荷点的量,求出末端的电压:设定额定电压是u,则各个负荷点的损耗:-△q=―u。每个负荷点上的功能损耗和同一节点的损耗合并在一起:=-j△q=-ju。计算前一负荷点的送出功率:△=()2(r+jx),=+。将计算得出的首端电压和各个电源点送出的负荷量相加,得出总负荷。
        3.安全策略3.1强化措施  因特高压容量输送特性,为避免电力通道故障造成的系统破坏,需配置安全控制措施,在必要的时候切除部分机组。特高压电网规划设计中可以采用安全措施的研究,其中包括了不同的运行方式、不同故障下的安全部署方式和一定的实施规则,实现电力系统三道防线的有效协调。特高压电网还需要强化继电器的保护装置配合、优化系统控制策略,确保系统在出现特大故障时,可以及时采用必要的控制措施维持系统的安全稳定。3.2优化措施  网架结构优化是特高压电网应对风险的第一手段。在特高压电网的规划设计中,必须遵循系统安全稳定原则,在故障情况下依然能够稳定运行。此外,在交直流的协调方面,必须充分发挥特高压交直流线路的调控和应急能力,充分发挥直流输电运行方式多样性、潮流控制等特点可有效避免潮流转移、反转等情况带来的影响。因此必须对特高压系统、交直流混合运行方式进行不同方式的安全研究,充分考虑到电网检修备用冗余等因素。通过研究系统停电事故的预案、实例提高应对事故的快速应变处置能力,避免高风险检修方式下引起的大规模功率转移和连锁反应。除此之外,还需要考虑到负荷在短期和长期的环境下的变化因素,在不同负荷状态下的传输限定值,以此提高电网输送安全可靠性。3.3管理措施  在上述对策中主要针对技术措施进行了阐述,最后还需针对管理对策予以强化和完善,加强特高压电网管理系统的预警体系,完善特高压电网事故的分类和级别的划分,制定详尽的预控制度、校正措施,建立风险管理制度、流程,提高日常风险管控。
        4.总结  本文从特高压电网的风险来源、类型和对策处理三个角度,揭示了特高压电网的风险产生的原理。在这样的基础之上,总结了形成的风险因素,其中包括设备及潮流控制等因素引起的系统风险。提出对应的评估框架,最后从强化控制措施、优化结构、优化运行方法和风险管理四个方面,总结了应对风险的安全策略。
       
       
       
        【参考文献】[1]徐国丰,黄民翔,韩辉.基于ramses 的特高压电网可靠性充裕度评估[j].电力系统设备自动化,2012,(6):99-102.[2]唐晓骏,付红军,胡扬宇,等.南阳变建成对特高压及河南电网安全稳定控制策略的影响研究[j].电力系统保护与控制,2010,(23):186-191.[3]胡扬宇,付红军,张毅明,等.特高压南阳站建成后鄂豫断面电磁环网运行分析[j].电网技术,2011,(6):22-26.[4]刘楠,唐晓骏,张文朝,等.特高压接入河南电网后电磁环网解环方案研究[j].电力系统保护与控制,2011,(2):131-136.[5]陈虎,张英敏,贺洋,等.特高压交流对四川电网多送出直流输电系统影响评估[j].电力系统保护与控制,2011,(1):136-141.
        [6]彭立国:借“坚强电网”绘“十二五”蓝图.中国经济时报、2009.12
        [7]马学能:我国特高压输电技术发展前景.上海电气出版社.2007.4
        [8]于水源、杨琦雯:电力系统自动化.中国电力出版社2006
        [9]刘振亚:特高压电网.中国经济出版社.2005
        [10]毛晓明,管霖,张尧,彭显刚:超高压大功率直流输电系统的先进控制技术应用及发展[J];电力自动化设备;2004
        [11]李永双;张国良:交流特高压线路杆塔规划及经济档距分析[J];电力建设;2007年04期
        [12]万建成,冯学斌,莫娟:特高压大跨越导线选型研究[J];电力设备;2007年04期
       
       

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