区域电网稳定控制系统的原理及应用

区域电网稳定控制系统的原理及应用
摘要：区域电网稳定控制系统的应用，目的在于维护区域电网电力系统的稳
定性，增强区域电网的控制效果，具有一定的重要意义，因此在区域电网中应积
极采用稳定控制系统，利用现代化技术和系统维护区域电网的安全性、可靠性，
预防出现电网不稳定的问题、运行安全问题，充分发挥稳定控制系统的作用价值。

基于此，本文研究区域电网稳定控制系统的原理，提出几点应用建议，旨在为增
强区域电网的稳定性夯实基础。

关键词：区域电网；稳定控制系统；原理；应用
区域电网稳定控制系统的应用，应积极采用就地型稳定控制设备和区域型稳
定控制设备，完善区域稳定控制系统的结构，明确装置安装的注意事项，确保能
够增强区域稳定控制系统的应用效果，以此为基础提高区域电网的稳定性和可靠性，达到预期的控制目的。

1 区域电网稳定控制系统的原理
1.1区域电网受扰动的稳定性控制
区域电网稳定控制系统的应用就是为了能够维护区域电网电力系统的稳定性，增强电网系统承受扰动的性能，具体的原理为：其一，能够确保电网系统的安全
稳定运行、为区域范围内正常供电，保护动作、开关动作、重合闸动作正确；其二，电网系统可以稳定运行，但是允许出现一部分负荷的损失，例如：在发生双
回线同时断开故障问题、直流双级闭锁故障问题、任意一段母线的故障问题、单
回线跳开的故障问题、开关与重合闸动作问题的情况下，使用切机的措施、切负
荷的措施等进行稳定性的控制；其三，在电网系统无法稳定运行的情况下，为预
防出现系统崩溃的现象，最高程度上降低负荷损失，稳定控制系统能够有效进行
严重事故的控制。

通常情况下区域电网电力系统运行的过程中，可以将其分成正常、警戒、紧急、失步、恢复等多种状态，对于电网的各类状态，稳定控制系统中设置了相应的防线，如图1所示：其一，稳定控制系统能够通过快速有效的继电保护措施与预防性控制措施，区域电网在出现单一故障问题的情况下，依然可以稳定运行，保持较为良好的供电状态；其二，通过稳定控制的设备、切负荷等各类紧急控制措施，使得电网在偶尔出现严重故障问题的情况下能够稳定运行；其三，采用失步解列、电压和频率等紧急控制设备，在电网出现严重故障问题、稳定性受到危害的时候，利用紧急控制设备预防出现大面积停电的问题、事故扩大的问题。

图1.区域电网稳定性控制
1.2稳定控制措施的原理
区域电网稳定控制系统在运行的过程中，稳定控制措施主要划分成为不同的等级：①区域电网直流电源线或是交流电源线出现故障问题，发生电源点损失或用电负荷损失的故障，可按照稳定控制策略表的内容，接收系统所发送的指令，按照整体电网可切负荷的分布特点和灵敏度特点，利用系统控制主站向各个控制子站与执行站发送负荷或发电侧机组切除的指令，以重新构建发电与用电的负荷平衡，便于在出现故障问题之后，维护系统的稳定性。

②在区域电网内部出现非常严重的事故问题之后，开启二级控制的策略，一方面，如果故障问题非常严重就可利用控制主站进行检测，将检测结果上传到控制系统，通过控制主站和子站的协调，结合预期控制策略有效进行电网稳定性的控制。

另一方面，在发生严重
故障问题之后，可以通过子站进行检测，结合控制策略向所属执行站发出能够保
证电网就地稳定性控制的指令，满足电网稳定控制的基本需求；③利用就地安稳
控制的措施进行处理，各个执行站都可以对本站的电网重载线路进行检测分析，
进行低频低压切负荷处理，同时子站还能通过监测电力线路的三跳连切负荷，如
果在检测过程中发现电力线路有过流、三跳的暂时稳定性破坏风险，就要通过就
地温控的措施，结合预先设定的控制策略进行电网稳定性的控制。

除此之外，系
统运行的过程中还能进行后备稳定性控制，将电网原本带有的低电压低频率自动
化切换负荷的设备作为整体系统的后备装置，对后备设备进行稳定性的控制。

1.3稳定控制系统构成原理
区域电网稳定控制系统，主要是由主站部分、子站部分、执行站部分、通信
系统、稳定控制管理系统组合而成。

①主站部分。

通常情况下，控制主站主要设
置在区域电网的枢纽变电站中，和各个子站之间相互交换数据信息，对整体区域
电网的信息进行采集，准确识别电网运行的状态，综合进行事故的判断，自动作
出稳定性控制决策，对相关的命令进行转发；②子站部分。

控制系统子站一般会
安装在区域电网十分重要的变电站区域或是电场区域，对本站出现情况与主变设
备等运行状态进行监控，将各类监控的数据信息上传给主站，同时还能接收主站
所下发的控制命令，有效完成本站当地控制，向执行站发送相应的控制命令。

③
执行站部分。

稳定控制系统的执行站会安装在区域电网需要进行切机的电厂位置，或者是需要进行切换负荷的变电站位置，在执行站运行的过程中，可以将本站控
制量传输给上一级子站或者是主站，同时还能接收上一级子站或主站所发送的控
制命令，结合控制命令要求对被控对象进行控制，按照需求进行出现过载切负荷
处理与低频低压切负荷处理；④通信系统。

整体稳定控制系统的通信系统，是将
光纤通道作为主要部分，采用数字接口进行数据信息和命令的传送，对于没有铺
设光纤通道的区域，也可利用载波通道或是微波通道通信，借助音频传送的措施，有效传输站与站之间的信息；⑤稳定控制管理系统。

此类系统一般会设置在调度
中心的位置，通过服务器设备或是PC机设备，在通信系统中采集各个主站和子
站运行数据信息、装置异常数据信息、事件记录的数据信息等，利用表格的形式、曲线的形式等为工作人员提供基础信息。

与此同时稳定控制管理系统还能进行控
制策略表的下发、定值的下发，利用光纤通道或是微波通道进行通信[1]。

2 区域电网稳定控制系统的应用
2.1 合理选择稳定控制装置
为确保区域电网稳定控制系统的良好应用，应按照系统的运行特点与需求，
科学进行稳定控制装置的选择。

其一，就地类型的稳控装置。

此类装置在应用的
过程中，需要独立设置在各个厂站区域，不会进行相互的数据信息交换，无需设
置通信系统，能够在区域电网厂站发生母线故障、主变故障、出现故障问题之后
有效维护电网的稳定性。

就地类型稳控装置的应用，可以全面判断厂站数据信息，一旦电流数据值、电压数据值达到稳控装置的启动条件，就可以发送相关的稳控
命令，就地做出反馈；其二，区域类型的稳控装置。

为有效预防区域电网的稳定
性问题，在三个或是三个以上的厂站设置稳定性控制的设备，利用通信信道和通
信接口，将设备有机整合整体的稳控系统，各个站之间相互进行数据信息的沟通
交流，传达稳定控制的命令，能够增加稳定控制范围。

由于区域稳控装置的应用，可以促使区域电网的稳定性运行，因此在采用区域电网稳控系统的过程中，应积
极选择应用区域稳控装置，设置分散式与集中式的决策机制，完善整体系统的决
策功能，例如：在各个站内设置稳控决策表格，一旦本站或者是出线发生了故障
问题，就可以按照故障发生之前的系统运行情况，快速做出一系列的决策，智能
化进行电力系统稳定性控制，在集中式、分散性控制决策功能的支持下，确保区
域电网运行的稳定性[2]。

2.2 合理形成控制策略表
要想确保能够充分发挥区域电网稳定性控制系统的应用作用，就要合理形成
控制策略表，以此为依据有效进行区域电网稳定性控制，做出离线预决。

首先，
离线状态之下实时性进行预决策的匹配。

此类形成控制策略表方式的应用，优势
在于技术操作非常便利，可以满足稳定性控制的基本需求，动作的速度也很快。

但是不足之处就是离线计算的数量高，一旦区域电网发生变化，适应的能力很差，就不能快速适应和匹配预料之外的状况；其次，在线实时性进行预决策的匹配。

通常情况下，在线进行实时性预决策的匹配，具备一定的发展前景，是未来区域
电网稳定性控制系统主要应用的控制策略表形成措施，此类方式的应用优势在于，可以按照区域电网的变化适应性进行控制策略表的生成，通常情况下不会发生支
配的问题，不需要进行离线计算分析，调度工作人员可通过在线技术快速做出控制策略表生成的操作。

但是还是存在不足之处，例如：技术操作的难度高，需要快速提供稳定裕度指标，快速进行软件和硬件的计算处理，获得全面的区域电网运行数据信息，但是当前电网稳定性控制系统很难满足相关的操作需求，不能确保通信条件的稳定性。

因此需要结合实际情况进行技术的研发和创新，确保控制策略表生成的良好性。

2.3 明确系统运行注意事项
区域电网稳定性控制系统实际运行的过程中，需要明确具体的注意事项：其一，对稳定控制装置进行巡查。

操作人员每天都要检查一次稳定控制装置，明确触摸屏面板中“运行”灯的状态，检查液晶显示屏中电压数据值、电流数据值、功率数据值、频率数据值的准确性，一旦发现有测量误差问题，就要及时进行处理；其二，在对线路进行检修的过程中，需要先将开屏后上方的PT空气开关断开，对液晶屏所显示的线路电压数据和功率数据进行核对检查，然后才能开展线路检修工作，以免线路断路器试验过程中出现误动作或者是欠切事故；其三，稳定控制装置运行期间如果发出异常告警信息，就要快速检查装置的情况，按照问题发生原因作出有效的处理[3]。

结语：
综上所述，区域电网稳定控制系统的应用，能够将电网稳定性控制划分成为不同等级，按照电网的运行状态合理进行稳定性控制，具有一定的应用价值。

因此，在新时期的环境下应重视区域电网稳定控制系统的运用，合理进行稳控装置的选择，科学采用控制策略表生成的措施，明确系统运行的注意事项，确保能够充分发挥稳控系统的作用价值。

参考文献：
[1] 朱锐,黎劲松,杨宝起,等. 高比例新能源接入区域电网稳定控制技术探讨[J]. 电工技术,2021，14(12):46-49.
[2] 何勇琪,吴明轩,吴锋,等. 大规模电网多区域安全稳定紧急控制研究与实现[J]. 自动化与仪器仪表,2019，25(2):110-113,117.
[3] 王清,顾晨杰,潘晓明,等. 互联大电网安全稳定控制协调方案研究[J]. 电工电气,2019,6(7):21-26.。