电力系统安全监控的理论及方法措施

黄伟杰

摘  要：电力支撑着国家经济的发展，电力系统运行的稳定性关系着国家经济的发展，也关系着社会的和谐和稳定。而随着电网规模的逐渐扩大，其所发生的安全事故的影响范围也越来越大，安全问题更加显现。本次研究就针对电力系统安全监控的理论和方法措施进行了详细的探讨，希望相关人士借鉴。

关键词：电力系统;安全监控;理论;方法措施

数字化时代的来临，促进了电力系统信息服务功能的完善，这也在一定程度上扩大了电力企业的产业规模，而以当前电网的运行情况为出发点，可以发现，电力系统运行的稳定性在一定程度上与电力系统信息功能的正常与否有着密切的关系。所以，提高电力系统安全监控的水平，使电力系统在运行中所遇到的安全隐患问题能够得到及时的处理，为电力企业作业的高效性进行做好保障。

1、电力系统安全监控的理论

目前，电力系统安全监控的思想大都是建立在可靠性理论的基础上的，然后再根据所选定的可靠性准则所计算出来的可靠性评估指标，并将此评估指标作为对电力系统进行安全监控的依据。但是，目前，由于类似于事故链的多个事件的并发以及小概率事件的计算等问题在对其计算起来都非常复杂，加上其发生的概率非常小，导致这种可靠性的计算方法忽视了对这些事件的计算。但是有大量的实践证明了，多个事件的并发和小概率事件也正是电力系统进行安全监控一定要认真考虑的核心问题。所以说，从监控人员以及监控设备安全性的前提进行考虑，应该对相关的监控理论进行完善。

1.1电力系统安全性的分析

对电力系统的静态运行情况进行安全分析，也指的是当电力系统发生安全事故后稳态运行情况所发生的安全性，但是对于当前运行状态后向事故稳定状态的动态转移情况不做任何考虑。此时，预想事故应集中系统中电气支路的连接和断开，以及系统中发电机的连接和断开，对这两种事故的安全性进行评定。此时利用电力系统的安全性分析，能够简单、快速、并且便于实施计算。但是对于一些比较严重的安全事故（如大负荷线路的断开或者连接，大机组的断开或者连接等），在对其进行处理时，采用电力系统进行安全分析时，其结果的精度也就比较差。一般情況下，电力系统的动态安全分析是对预想事故后系统的暂态稳定性进行的评定，传统的方法则是离线计算的数值积分法，也就是需要在各个时间段对描述电力系统运行状态的微分方程组进行求解，进而得到每一种状态下，其变量随着时间所变化的一种规律，通过计算出的这种规律对电力系统运行的稳定性进行判别。此种方法优点如上，但是也存在这一些缺点，如最为明显的一点就是计算量比较大，并且所得出的结果只是电力系统运行的动态过程，并不能对电力系统运行的稳定性进行迅速的辨别，所以，未能很好的满足实时要求。

1.2电力系统的等值

电力系统控制范围的扩增以及互联网的形成，导致在对电力系统和规划设计和运行方式进行计算的过程变得更加复杂。为了降低计算机的负担，可利用等值，将原先的计算过程用等值参数进行代替，则能够有效缩小电力系统的规模。计算等值的方法有拓扑等值法和相非拓扑等值法。

2、电力系统安全监控的措施

2.1安全稳定控制电力系统的分层与协调

由于考虑到电力系统具有分布地域广、暂态过程发展变化快等特点，所以，在对电力系统的状态信息进行收集时，一定要在较短的时间内完成，这样才能实现全网的集中控制，但是这种控制方式不但在技术上难以实现，并且其还存在着比较差的扩展性和安全性，另外，外经济上也并不可取。因此，结合电力协系统运行的实际情况，采用分层控制的方案比较可取，也就是将整个电力系统逐层分解成若干个子系统，再根据各个子系统的特点，安装一些局部控制装置，若干个局部控制装置最终组成一个综合性的安全稳定运行控制装置。如中央调度控制装置是由远端系统和计算机共同组成，并将此装置放置在中央调度中心，并且电力系统运行中的所有的信息都是由此装置进行收集和处理，同时还要对计分区局部装置的工作进行协调。而子系统的主要控制装置是由远端系统和计算机所组成的，将各个子系统的控制装置在地区调度所或者枢纽变电站内，由其对各区域内电力系统在紧急情况下的安全稳定运行的运行情况进行控制。

2.2安全稳定控制电力系统的微机化和智能化

计算机技术的迅速发展，使其在各行各业的发展中得到了广泛的应用。电力行业中也不例外，电力系统已经利用计算机技术构成了继电保护装置和安全自动装置，所有的装置都具有综合性的功能，如常见的快关气门、电气制动、PSS等组成的发电机综合控制装置。此种装置通过计算机技术实现了装置的创新，其能够对收集到的信息进行实时处理，并且对部分装置进行协调和控制，由于其具有这种优势，所以，当电力系统线路中出现故障后，继电保护装置就会在最短的时间内对故障点以及故障的范围作出准确的判断，进而采取有效的控制措施，将电力系统中的故障及时消除，将故障所造成的影响降到最低。再比如，利用计算机技术所构成的新型继电保护装置，不但能够对其中的信息进行实时计算，还能对继电器难以实现的一些功能进行模拟。

2.3对电力系统在线实时安全稳定的分析和控制

对电力系统的运行情况实时安全稳定的分析和控制也是现代化电力系统进行安全监控的主要发展方向。目前，我们从理论和实际两个方面着手来保证电力系统运行的稳定性。在理论方面，重点对大系统分解成局部系统，进而通过局部控制保证整个电力系系统稳定运行的情况进行分析;而在实际中，需要对利用实时状态量构成稳定性的实用判定依据进行研究。我们将在线实时安全稳定监控功能的发展分成了两个阶段，第一阶段则需要实现在线预想事故下的动态安全分析，也就是说当判断出可能要发生预想事故时，要及时对系统在预想事故下运行的稳定性进行判断，进而为电力系统的安全稳定运行提供各种安全的自动装置以及保护控制方面的协调方案。第二个阶段则是实现在线的安全稳定闭环控制系统。在经过大量的实践后，第一个阶段方面的研究已经取得了相应的成效，国内外有电力企业已经将试用在了电力系统电路的运行中。并且，专家们一致认为，计算机技术、现代通讯技术的广泛使用，在线的安全稳定闭环控制系统的建立也会在不久后变成现实。

3、结束语

总之，电力系统安全监控方案以及实施措施应该在最初电力系统进行规划和设计的时候就考虑进去，各个规划部门以及设计部门以规定的可靠性准则为依据，对电力系统在各个发展阶段地的规模进行校核，不但包括电力系统中发电机的容量以及配置等，还包括整个电力系统电网结构的输送容量，在校核完后，使电力系统中的发电机和整个电网结构均能够与电力系统中各个地区负荷的增长情况相适应，并预留好备用的容量。这种电力系统发展规模与地区负荷增长情况的适应，需要在有功功率和无功功率均达到平衡的状态下进行，如果无功功率不足就会导致线路中电压下降，造成电力系统瓦解，同时也要注意各个薄弱环节的结构，避免安全事故的发生。

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