电力系统安全稳定标准研究

叶剑南

摘要：我国经济水平快速提升，人们生活质量提高，用电需求大幅增加，也对电力系统的运行稳定性、安全性提出更高要求。将电力系统安全稳定标准进行完善与改进，可以加强网源协调性，使电力规划更加合理，加强电力系统的运行控制，从而促进电力系统的运行更加高效、稳定。综上所述，本文将对电力系统的安全稳定标准进行研究，从而加强电源控制保护效果，加强系统与电网的协调性。

关键词：电力系统；运行；安全稳定；标准；网源协调

电能作为社会生产与日常生活必不可少的能源之一，电力系统会完成电能产生、运输、配置等相关工作，是较为复杂、庞大的实时动态化系统。在电力系统的运行过程中，会含有各种电力设备，还包括各种电力保护、调度、通信等系统，也对电力系统的保护工作提出了更高的要求。现代电力系统的规模不断加剧，系统的机组容量持续增高，电网规模逐渐扩大，电网结构日益复杂对使电力系统安全稳定运行较为困难，任何环节出现问题都会对系统整体产生重要影响。因此要加强电力规划、运行控制、网源协调，才能确保电力系统的运行安全、稳定性。

一、電力系统安全稳定基础标准

电网的运行安全、可靠是电力系统开展各项工作的重要基础。在20世纪70、80年代中，我国的电网经常会发生破坏性的事故，在20世纪80年代颁布了《电力系统安全稳定导则》[1]与相关电力系统安全稳定标准，我国开始重视电力系统的安全稳定分析与管理工作，降低了电网的事故发生频率。从目前情况来看，我国电力系统的安全稳定标准包含：《电力系统安全稳定导则》、《电网运行准则》、《电力系统电压与无功电力技术导则》等。通过这些相关标准可以对我国电力系统的规划、设计、运行等相关工作起到良好的指引作用，从而加强电网运行的安全性与稳定性，减少电网事故的发生频率。

我国电网的发展速度十分迅猛，电力新技术层出不穷，被广泛应用在电网中，也对电网安全稳定特点与控制要求造成了较大影响，对电力系统安全稳定相关标准提出了更高的要求，主要表现为以下几方面：第一，我国的全国联网工程进展程度不断加快，受端电网直流落点数量与受点比例在逐渐提升，出现了较多受端电网电压稳定的相关问题。随着区域电力的交换功率在不断增加，广泛使用了发电机组快速自动励磁调节器，使电网开始从振荡模式转换为区域间振荡模式，也对电网的输电能力形成了严重制约。我国电力系统的安全稳定标准中虽然对电压稳定与动态稳定进行了定义与分析，但并没有标明量化性的相关指标，这就加大了电网规划与运行控制的执行难度。第二，《条例》作为我国首部针对电力安全事故应急处置与调查处理的法律法规，其中设置了事故等级，还加入了事故报告、事故调查等相关内容。《条例》中的内容与电力系统安全稳定标准的出发点相同，都为了确保电力系统的运行稳定性与供电安全性，但在相关条款中还存在一定问题。基于目前我国实行的安全稳定标准，电力系统若受到较为严重的故障干扰，需要使用切机与切负荷等相关措施。《条例》的颁布时间较晚[2]，在目前实行的安全稳定标准并没有参考其中的内容，使相关措施的制定无法充分落实，也会对电网的安全稳定运行造成影响。

将目前我国电网安全稳定特点与控制要求的变化作为基础，为了使我国电网安全稳定相相关标准更加完善，本文提出了相关建议：第一，要加强电压稳定与动态稳定特点、机理等相关影响因素的研究力度，使静态电压稳定、动态稳定等相关评价指标与量化判断依据更加完善，从而对电网的规划设计与安全稳定运行起到积极的指导作用。第二，将现行的《导则》与《条例》中相关内容进行分析与研究，使二者之间的相关内容更加协调。第三，对现行的三级安全稳定标准促进电网发展适应性提高的相关内容进行深入研究，将电网发展作为基础，对三级安全稳定标准中的故障划分等相关内容进行改善与调整，加强电网的设防标准，使三级安全稳定标准获得细化，还要区分切机与切负荷措施之间的差异[3]，充分掌握电网可以承受的最大措施量。

二、电力系统安全稳定规划设计方面标准

近几年来，在对电力系统进行规划设计的过程中，可以将《导则》中相关内容作为基础。由于电网的运行特点会受到外部环境的影响，只有将相关标准进行不断完善，才能加强标准的指导性与执行效果。

（一）确保规划设计与运行分析关系协调

一直以来，在对我国电力系统规划设计与运行调动的过程中，并不会产生关联性，会遵循远粗近细的工作原则，也造成规划设计与运行调度衔接过程中存在较多问题。因此国家电网公司设置了中长期规划滚动修编等相关机制，对近期的电网设计规划方案安全稳定性进行全面分析，使规划设计方案逐渐过渡为运行调度，从而使中远期规划方案获得完善与优化。

规划设计与运行调度过程中存在基础数据、计算模型等方面的问题，近几年来，我国国家电网规划层面已经开始将规划与运行调度数据互相衔接，取得了良好的效果。

（二）规划设计要注重安全性与经济性的平衡

规划作为电网持续发展的重要基础，因此要注重经济性，也可以将其看作为，规划设计方案的确定也是对技术经济进行优化与对比的过程。通常来讲，电网的冗余度越高，安全性也会较高，但会降低经济性，因此从理论方面来看，并没有安全性与经济性都令人满意的规划设计方案，只有找到经济性与安全性之间的平衡，才能加强规划设计的合理性。从近几年我国的规划设计工作成果看来，获取平衡的难度较大。原因就是很难将安全性的效益转换为经济性，无论是指标还是方法都很难完成。在交流电网工程主要包含输电[4]、构建网架两种功能，若工程的目标为输电，就很容易评估其经济性。若工程的主要目标为网架构建，就需要提升工程的安全性与稳定性，因此需要将安全性与稳定性利用合理的方式转换为经济性指标，才能找到二者之间的平衡点。

通过上文的分析，为了加强电网规划设计水平，要将相关标准进行完善：第一，对电网规划设计相关规定进行调整与完善，要将重点放在电网安全稳定分析、稳定设计等方面，加强技术的规范性与衔接性，要重视规划设计阶段的安全稳定分析相关内容、办法、数据等，将其上升到国家的标准高度。与此同时，还要找到经济性与安全性的平衡点，对该问题进行更加深入的研究。第二，在《导则》等下感官标准中，要将规划设计、运行调度等相关特点与要求作为基础，将条款进行完善与调整。

三、电力系统安全稳定网源协调方面标准

在电力系统中，电源作为十分重要的动态元件之一，其主要承担生产电力的职责，也会促进电力系统的安全稳定运行。若电力系统发生故障，电源需要将其具备的电压、频率支撑等主要作用充分发挥，加强电网控制措施的协调性，为电力系统的安全稳定运行提供保障。

通过长期的研究与实践，获得了网源协调的相关经验，将其分布在各个标准中，从而对电力系统安全稳定运行产生了积极影响。这些标准的主要特征是将电力设备为基础，对其性能提出了相关要求，例如在《电力系统稳定器整定试验导则》[5]中，对励磁系统中的相关设备性能提出了要求，也对测试方法进行了规定。高效执行相关标准可以为发电设备的安全性提供保障，但如果电力系统的运行出现异常情况，电力系统对诸多发电设备的动态支撑潜力发挥的统筹作用、防范作用还需要获得完善与提高。

目前我国的电力系统面临着新的发展形势，也对网源的协调提出了更高的要求：随着电力生产与消费水平的快速提升，电源的集中接入规模获得拓展，从而提升了电网的利用效率，也对电网安全稳定提出了更高要求。针对这样的情况，电源需要加强各种事故的应对灵活性，发挥基础支撑作用，还要加强电网全局的优化与协调能力，才能将电力系统全部元件的合力优势充分发挥。对于可再生电源大规模并网方面，不仅可以为人们提供绿色、环保能源，也对电力系统的安全、稳定、经济运行造成了较多问题，对电源的发展进程产生约束，因此需要对网源协调方面更加深入地研究，构建完善的技术标准体系与相关工作机制。

为促进电力系统稳定发展，需要从以下几方面对网源协调标准进行完善：

（一）确保电力系统与电网互相协调

要将电源控制保护系统的协调性方面进行改进与完善，尤其对于系统与电网的协调标准方面。一直以来，在相关标准中，在对电源保护进行设计与整定的过程中，都会将单机系统作为基础，没有将机组、机组与电网之间的协调关系进行规定与要求。例如电网对每一台发电机形成的高频保护等，没有将级差问题进行考虑，若系统出现故障，就会使大量的机组出现保护动作，无法完成分轮次与先后动作，使加速系统无法稳定运行。再如目前我国火电厂使用的重要辅机中的变频器保护配置方面，并没有发布相关标准，已经发生过由于变频器因电网出现的瞬时故障导致低电压从而出现闭锁情况，最终造成机组切机事故[6]。

（二）使電源重要控制设备入网检测、并网验证更加完善

要对电源设计、建设等全部的环节进行技术方面的监督与管理，才能有效避免由于电源自身原因导致的电网安全事故。

（三）将可再生电源网源协调标准不断完善

可再生电源单据具备容量小、机组数量多等特点，这些都会对网源协调造成严重的阻碍。因此需要制定包括实时在线风电性能监测全过程的相关监管标准，从而为电网的运行安全提供保障，促进可再生电源获得持续发展。

四、结语

电力系统安全稳定标准会对电力系统规划设计、运行控制、网源协调等多方面的相关工作起到重要的引导与制约作用。因此需要快速适应管理体制发生的变化，使电力系统结构更加稳定、规模不断扩大、采用更多的新技术，为电力系统的安全稳定运行提供保障，但电力系统安全稳定标准的相关研究工作还需要不断深入。才能使电力系统安全稳定标准更加完善，促进电力系统安全稳定运行，加强电力系统与电网之间的协调性，为人们提供更加安全、高效、优质的电力服务，促进我国电力行业获得进一步发展。

参考文献：

[1]杨仕浩. 电力系统安全稳定标准研究[J]. 科技与创新，2017（05）：42-43.

[2]唐浩. 针对电力系统安全稳定标准的概述[J]. 科技创新导报，2017，14（26）：69+71.

[3]王刚. 有关电力系统安全稳定标准的探究[J]. 科技展望，2015，25（11）：89.

[4]郑秀波，林勇. 中外输电网规划标准对比研究[J]. 电网技术，2013，37（08）：2355-2361.

[5]李曙光. 电力系统安全稳定标准研究[J]. 科技与企业，2014（17）：81-82.

[6]魏大庆，陈国强，韩延龙，李国强. 电力系统安全稳定标准分析[J]. 南方农机，2018，49（13）：217.

（作者单位：福建新鸿腾电力科技有限公司）