电力系统的稳定运行及其防范措施

电力系统的稳定运行及其防范措施

发表时间：2019-03-27T10:41:44.187Z 来源：《电力设备》2018年第29期作者：张贵新王建东

[导读] 摘要：当前，随着我国工农业社会经济的飞速发展，人们对电力需求不断加大，同时对电力系统的稳定运行和电压质量的要求也愈来愈高，这就给我们电力部门提出了更高的要求和希望。

（国网冀北电力有限公司唐山市曹妃甸区供电分公司河北省唐山市 063200）

摘要：当前，随着我国工农业社会经济的飞速发展，人们对电力需求不断加大，同时对电力系统的稳定运行和电压质量的要求也愈来愈高，这就给我们电力部门提出了更高的要求和希望。为了保障电力系统安全稳定运行，防止系统稳定破坏，需要我们充分认识电力系统的稳定运行的重要性，防止电网事故的防范措施。

关键词：电力系统；稳定运行；频率；电压；防范措施

1.前言

电力系统稳定性的破坏是事故后影响系统安全运行的最严重后果。随着电力系统的迅速发展，现代电网以大机组、大电网、超高压、长距离、重负荷、大区域联网、交直流联合为特点，虽然强有力地保证了社会日益增长的用电需求，但同时也产生了一系列的系统稳定问题。如果处理不当，不但导致电力系统因不能继续向负荷正常供电而停止运行，甚至其后果将使电力系统的长期大面积停电，严重是还会造成系统崩溃事故，带来巨大的经济和社会损失。因此，现代电网对系统的安全、经济运行提出了很高的要求，即要求系统具有很强的抗干扰能力并保持电力系统有足够的安全稳定运行裕度，同时也是赋予系统规划设计和电网调度运行的一项重要任务。

2.电力系统的稳定运行分类

当电力系统受到扰动后，能自动恢复到原来的运行状态，或者凭借控制设备的作用过渡到新的稳定状态运行，即为电力系统稳定运行。

电力系统的稳定运行从广义角度来看，可分为：

1）发动机同步运行的稳定性问题。根据电力系统所承受的扰动大小的不同，又可分为静态稳定、暂态稳定、动态稳定三大类。

（1）静态稳定是指当电力系统受到小干扰后不发生非同期性失步，自动恢复到起始运行状态。

（2）暂态稳定功是指当电力系统受到大扰动各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳定运行方式的能力，通常指保持第一或第二个振荡周期不失步的功角稳定，是电力系统功角稳定的一种形式。

（3）动态稳定是指电力系统受到小的或大的扰动后，在自动调节或控制装置的作用下，保持较长过程的运行稳定的能力。

2）电力系统无功不足引起的电压稳定性问题。电压稳定是指电网电压受到小的或大的扰动后，能保持或恢复到允许的范围内，不发生电压失稳的能力。电压失稳可表现为静态失稳、大扰动暂态失稳、大扰动动态失稳或中长期过程失稳。

3）电力系统有功功率不足引起的频率稳定性问题。频率稳定是指电力系统有功功率扰动后，电网运行频率能够保持或恢复到允许的范围内，不发生频率崩溃的能力。

3.保证电力系统安全稳定的“三道防线”

“三道防线”是指电力系统受到不同扰动时，对电网保证安全可靠供电方面提出的要求：

1）当电网发生常见的概率高的单一故障时，电力系统应当保持稳定运行，同时保持对用户的正常供电；

2）当电网发生了性质较严重但概率较低的单一故障时，要求电力系统保持稳定运行，但允许损失部分负荷（或直接切除某些负荷，或因系统频率下降，负荷自然降低）；

3）当电网发生了罕见的多重故障（包括单一故障发生时继电保护动作不正确等），电力系统可能不能保持稳定，但必须有预定的措施以尽可能缩小故障影响范围和缩短影响时间。

4.保证电力系统稳定运行的要求

1）为保证电力系统正常运行的稳定性和频率、电压的正常水平，系统应有足够的静态稳定储备和有功、无功备用容量，并有必要的调节手段，在正常负荷波动和调节有功、无功潮流时，均不应发生自发振荡。

2）要有合理的电网结构。

3）在正常方式（包括正常检修方式）下，系统任一元件（发动机、线路、变压器、母线）发生单一故障时，不应导致主系统发生非同步运行，更不应发生频率崩溃和电压崩溃。

4）在事故后经调整的运行方式下，电力系统仍应有按规定要求的静态稳定储备，其他元件按规定的事故过负荷运行。

5）电力系统发生稳定破坏时，必须有预定处理措施，以缩小事故的范围减少事故损失。

5.保证电力系统稳定运行，避免电网事故的防范措施

根据保证电力系统安全稳定的“三道防线”和保证电力系统稳定运行的要求，以及县域电网的特点，保证电力系统稳定运行，防止电网事故的措施如下：

1）完善电网结构，提高稳定标准，如电网建设中，以《稳定导则》和《技术导则》作为电网结构和可靠性的标准，合理配置电源、校核发电容量、输电系统容量等使之与电网中本地区负荷增长相适应，并按有关规定留有足够的电网备用容量。

2）在有功功率平衡的前提下，同时尽力保证无功功率的平衡，以避免由于无功功率不足而引起电压崩溃。

3）提高电力系统设备元件的健康水平，加强开关的运行维护和检修管理，全部元件故障能快速、可靠地切除。

4）配置完善快速的继电保护和可靠的安全自动装置及稳定措施，加强稳定控制措施及保电网安全最后防线运行措施的管理，完善失步、低频、低压解列等装置的配置，并做好装置的定值管理、检修管理和运行维护工作。

5）合理安排各种运行方式，做好电源与负荷分层分区平衡，并使系统运行有一定的旋转备用容量；严格按照电网运行控制要求，禁止超极限值运行；电网一次设备故障后，潮流（或发动机出力、电压等）应严格按规定值控制，并具有越限告警功能。

6）电网运行控制极限是保障系统安全稳定运行的主要技术措施，要做好电网运行控制极限的运行管理，密切跟踪系统的变化情况，及时调整电网运行控制极限。

7）提高调度和运行人员的业务素质，能正确、熟练操作各种设备，对突然来临的特殊运行状态，应能准确判断，正确处理，严防发生