浅析电网安全稳定运行

刘嵘

（贵州电力调度通信局，贵州 贵阳550002）

1 县级电网现状

因历史的原因,县级电网大多是地方电力通过自我兴建、自我发展形成的。这种发展模式存在着先天性的缺陷。一是砌块积木式的建设,缺乏统一的规划,导致县级电力网络布局不合理;二是由于受投资的限制,电力设备配置相对落后;三是电力施工建设极为不规范,装置性事故隐患很多;四是自然资源分布不均衡性,地方经济的发展电源短缺;五是大电网的引入,地方电网设备、设施不能满足大电网安全稳定运行的要求。特别是电力系统继电保护及自动化装置不能满足与大电网联网运行的要求,从而威胁大电网的安全稳定运行。

我们面临的当务之急是加强县级电网的继电保护及自动化装置的改造,充分发挥县级电网的继电保护及自动化装置的作用,将一些局部事故限制在一定的范围内,不至于将局部事故扩大到大面积停电事故。随着电力事业的发展,大区域电网的互联和电力市场机制的引进,在给人们带来巨大利益的同时,也带来了潜在的威胁。电网运行稳定的不可预知性、电网运行在稳定极限边缘的可能性也大为增加。

影响电网稳定性的事故可分为两大类:一是可逆性事故,即电力系统受干扰后,能从一种正常工作状态过渡到另一种稳定或回到原来的工作状态。二是不可逆事故。即电力系统受干扰后,电力系统功角稳定性被破坏,或电压稳定性破坏即电压崩溃,或频率稳定性破坏即频率崩溃,或三者中的任意二者或全部破坏,导致电网瓦解事故。

1.1 导致事故扩大的原因

A输电线路过负荷或故障跳闸,引起大量负荷转移,最终造成一系列线路和电源的连锁反应跳闸。B负荷增长过快,系统无功不足而导致电压崩溃。C系统元件的保护或自动装置拒动或误动。D大机组跳闸,引起连锁反应,最终发展成稳定破坏事故。E不可抗拒的自然灾害或人为因素。

1.2 电力系统稳定性破坏分析

A电力系统功角稳定。所谓电力系统功角稳定就是要求保持电力系统中所有同步发电机并列同步运行。电力系统的正常运行条件是各发电机按同一供电频率同步运行以保证为用户提供统一频率的电能。电力系统失去功角稳定的原因,是在运行中不断受到内部和外界的干扰,使电气连接在一起的各同步发电机的机械输入转矩于电磁转矩失去平衡,出现各发电机转子不同程度的加速和减速,以及各发电机转子相对功率角的变化,如果这种变化随时间增大,则最后将使发电机失去同步运行。由于各发电机的频率不相同,电力系统中的电流和电压将发生很大幅度的振荡,用户得不到正常供电,保护装置动作,一般要断开受影响的发电机、线路等元件,有可能使系统解列为几个子系统并不得不切除负荷及发电机,从而导致全系统的崩溃。失去稳定的现象可能是发生在一台发电机与其余发电机间,或者发生在几群发电机间,每群发电机内还是同步运行的。

B电力系统电压稳定。电力系统的电压稳定性是电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限之内的能力,它与电力系统中的电源配置、网络结构及运行方式、负荷特性等因素有关。在电力需求不断增加,受端系统不断扩大,负荷容量不断集中,而电源又是远离负荷中心的情况下,以及输电系统带重负荷时,会出现电压不可控制连续下降的电压不稳定现象,即电压崩溃。它往往由于电力系统电压的扰动、线路阻抗突然增大、无功功率减小或节点负荷的增大而诱发,使大量用户断开和大面积停电。

C电力系统频率稳定。在电力系统稳态运行情况下,全系统的发电机出力和负荷是平衡的,电力系统频率是一个全系统一致的运行参数。在实际运行时,当电力系统出现干扰使发电机的总出力和负荷的总功率出现不平衡时,相应地将导致各发电机转速和频率的变化。在频率变化的初始阶段调速器和调频系统还没有动作,系统的平均频率将下降或增大,各发电机问将产生振荡;第二阶段发电机的调频系统以及负荷的频率调节效应,导致发电机有功出力以及负荷的变化,随着电力系统容量的增大,频率的微小偏移均将发生很大的有功潮流波动和调整,如果电力系统频率进行的监视和调节不够,就会导致系统频率的进一步恶化,这又将导致系统电厂出力的变化以及电动机负荷的变化,使得电力系统的出力和频率进一步变化,最终使系统走向频率崩溃,导致全系统大面积停电。由于电网的系统性特点以及电网不稳定条件存在的客观性,要真正确保整个电网稳定性,首先要确保构成这个电网的各部分的稳定性。

2 加强安全生产，确保电网稳定

安全生产工作总体思路：认真贯彻落实省委、省政府和国家电网公司安全生产各项规定和要求，以建设"一强三优"公司为目标，树立科学全面的电网安全观，做好规划、设计、建设、运行等全过程的安全工作。坚持保人身、保电网、保设备的原则。强化管理，进一步完善安全生产保证体系和监督体系，落实各级安全生产责任制，加强员工安全教育培训，严格考核，确保规章制度的有效执行。坚决克服安全生产在组织领导、安全管理、人员素质、预防和控制等四个方面的薄弱环节，超前防范，实现安全生产可控、在控。吸取先进的管理理念和思想，坚定现代电网企业管理的发展方向，完善科学、有序、规范的安全生产常态管理机制，建立预警机制，健全应急机制。在安全生产管理中作到贯彻以人为本的思想，引入风险管理的理念，实现持续改进的要求。坚持动态发展的观点，建立统筹协调的方法，落实全方位的措施，实施全过程的控制，追求综合管理效率的优化。通过深入持久的实施安全性评价动态管理、开展现场标准化作业、贯彻生产设备管理规范、推行安全生产健康环境质量管理体系四个方面来推动安全生产管理创新和机制创新，全面提升电网安全生产管理水平。

安全生产奋斗目标：确保实现无人身死亡事故；无特大电网、设备事故；无有人员责任的重大电网、设备事故；无重大火灾、交通事故；无重大机械设备损坏事故；减少一般电网、设备事故，杜绝误操作等人员责任事故。

重点工作：一是正确认识和把握安全生产面临的严峻形势和艰巨任务，在电力体制改革、电力供应紧张、电网结构薄弱、安全生产基础不牢、职工队伍素质有待提高的形势下，要清醒认识搞好安全生产的重要性、艰巨性、长期性。二是将防止人身事故作全为安生产工作的重中之重，坚持做好加强工作计划管理，建立有序的生产工作秩序，做到工作任务、工作计划、工作内容、安全措施、轻重缓急做到胸中有数、秩序井然，确保安全生产"可控"、"在控"。三是认真贯彻生产设备管理规范，提高电网运行管理和设备管理。四是贯彻以人为本的思想，引入风险管理的理念，完善科学、有序、规范的安全生产常态管理机制，建立预警机制，健全应急机制，通过深入持久的实施安全性评价动态管理、开展现场标准化作业、贯彻生产设备管理规范、推行安全生产健康环境质量管理体系四个方面来推动安全生产管理创新和机制创新，全面提升电网安全生产管理水平。五是强化职工的技能培训工作，按照"干什么、学什么、缺什么、补什么"的原则，全面提高生产岗位一线工人的基础素质。六是切实做好加快电网发展形势下的基建安全工作。七是加强零散小型工作特别配网和客户工程的安全管理。八是高度重视事故抢修工作和设备紧急缺陷消除工作，保证重要用户和城乡居民生活用电。九是加强治安保卫、消防和交通安全工作，确保不发生火灾和重大交通事故。

[1]姜学权.电网无功补偿及安全运行注意事项.云南电网公司大理供电局，【期刊】云南电业，2010-04-25.