电力稳控系统在石化企业的应用

杜树鑫

摘 要 稳控控制系统对整个系统的拓扑结构和潮流进行连续计算，并以事故发生前的状态量和模拟量实时计算、动态更新切负荷交叉矩阵，用于高速切除负荷。相比于传统的低周减载固定几个频段，低到某个频段固定切多少负荷，稳控系统能使得发电机组与外网解列后快速过渡到平稳孤网运行状态，确保电力系统安稳运行。

【关键词】稳控系统 交叉矩阵 优先级 决策表

1 稳控系统简介

稳控系统采用高精度的同步向量测量技术进行现场数据采集，当出现逆功率或在电网联络线N-2断电时根据当时电网運行数据分级快速精确地切除相应当量的次要负荷，避免因发电和用电不平衡引起频率降低从而造成的电网崩溃。

1.1 实时数据采集系统

稳控系统实时收集各站的运行数据和系统的拓扑结构，实时进行动态负荷跟踪，依据动态跟踪的系统运行网路拓扑结构，结合负荷重要性等级制定负荷平衡策略表，动态调整切负荷的执行策略表，来作为稳控系统的主要调节手段。

1.2 稳控动态分析控制系统

稳控系统主机首先根据实时收集上来的数据（各回路断路器和刀闸的运行状态、电源容量、负荷量）为稳控系统快速切除负荷进行数据准备。根据交叉矩阵算法步骤，在建立了完整的拓扑结构后，稳控主机对电源和负荷状况进行实时评估，并预先对负荷切除的优先级和实际用电负荷功率进行分析，以及现有电源的供电容量和发电机备用容量来计算失去不同电源时应当切负荷的量。并将计算出来的结果保存在交叉矩阵策略表中。

2 负荷优先级

稳控系统根据负荷重要性的不同进行排序，优先选择切除的负荷排在前面。此外，稳控系统还针对每个负荷定义了负荷优先级，优先级为0～6的整数，数值越高，表示该负荷优先切除。优先级为0的负荷为禁止切除的负荷。当多个负荷具有相同的优先级，则选择排序靠前的负荷优先切除。

在稳控系统正常运行的过程中，用户可以在SCADA HMI画面上写入自定义的负荷优先级，写入操作如图2所示。负荷优先级的有效数值为0/1/2/3/4/5/6，写入数据以整数为宜，如果写入值小于0或者大于6，作6处理，输入带小数点的数据，则根据四舍五入的原则处理，比如输入2.5，则系统认定优先级为3。

3 负荷减载决策表

稳控系统会根据负荷的状况和“需要切除的负荷量”判定切除多少负荷，以及切除哪些负荷。负荷的状况包括：负荷的优先级、负荷的功率值、负荷的断路器状态。电力系统在出现N-2的当下，其模拟量处于暂态不稳定的阶段，因此，稳控系统采用5秒之前的模拟量作为稳控的数据。图2中，表格首列中指示了3种事故类型，包括：N-2、G3退出运行、G4退出运行，系统共计有15个负荷可供稳控切除。行与列的交叉组成了矩阵，该矩阵即为决策表。通过该矩阵，用户可以直观地查看决策表的状态，并可据此更改负荷优先级，变化决策表。

4 结语

大型企业尤其是石油化工类企业，对供电持续性、稳定性要求很高，需为可靠独立双电源供电，再加上石油化工类企业生产过程中需要蒸汽，多数企业都配有自备发电厂，自备发电厂和外电网并网运行。当外网故障，发电机组与外网解列过渡到孤网运行，此时因外网解列系统出现供电缺口，运行发电机的发电增量不足以弥补供电缺口时，系统频率开始下降，传统方案是装设低周减载将所带负荷分批切除，但具体切除多少负荷只能是固定几个频段，低到某个频段切多少负荷，不能根据实际负荷缺口，选择最优化的切除方案，而且为了确保频段时间形成可靠级差，每个频段都需要增加时间级差，长时间低频被动切除负荷，发电机组很难进入孤网稳定运行状态，极易拖垮孤网运行的发电机组，造成系统彻底瓦解停电。

稳控系统可以实现实时检测负荷情况，发电机组与外网解列过渡到孤网运行时能快速、精确、有序地切除部分用电负荷，以保证发电机组出力及用电负荷平衡，保证发电机组在孤网时的安全稳定运行，从而杜绝系统电网崩溃瓦解，确保企业有序生产。

参考文献

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作者单位

中国石油锦州石化分公司 辽宁省锦州市 121000