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摘要:电力系统的运行情况对社会生活有着巨大影响,如果突然出现了大规模电力供应问题,整个社会将陷入瘫痪,工厂无法生产,交通无法通行,人民无法出行,甚至连饮食供应都无法得到保障,因此保障电力系统的安全稳定运行也就是在保障社会生活的稳定,更是在保障国家各项活动的顺利开展。
关键词:电力系统;安全稳定防御;体系框架
引言
随着我国电力系统的发展,对于其抗风险能力也提出了更高的要求,必须将事故预防、处理放在重要位置,构建坚强的安全稳定综合防御体系,通过三道防线的协调控制,有效防止互联电网出现大面积停电事故,保证社会稳定。
1电力系统的稳定、安全等综合性防御体系
安全问题在电力系统的实际操作与具体运行的过程中始终占据着关键性的地位。因此,在对电力系统进行规划以及设计的过程中,尤其是在实际运行中,要时刻谨记把安全放在第一位,一定要保证建立并完善稳定性和安全性均较强的电力系统。在实际运行中,必须重视建立健全安全性强的电力系统,以有效地避免大面积停电等不良情况的发生。因此,电力系统的安全防御工程是一个极其繁杂的系统,关系到预防大面积停电、电力系统运行的安全稳定、电力系统的规划设计、电网结构等方面。总体而言,电力系统的安全以及稳定等综合性防御体系主要由以下两个重要部分组成,一是干扰前的安全以及稳定保障体系;二是干扰后的安全以及稳定调控体系。在一定程度上,电力系统的安全以及稳定综合防御体系也可以说是从主动与被动安全这两个角度构建的。对于电力系统的安全来说,电力系统在受到相关干扰前的安全保障体系指的就是主动安全系统,其在防范各种安全事故的过程中有着显著的积极性、主动性和自觉性,是为了提高电力系统的安全性;被动安全是电力系统在受到干扰后尽最大力量来保证电力系统能够安全稳定的运行,不会发生大面积停电的安全稳定控制体系,是为了保障电力系统受到干扰后的安全性,也就是电力系统安全稳定的三道有力防线。主动安全系统的有力防线包括以下三个方面:
(1)安全高效的实际运作形式,是为了保障电力系统在安全水平中运行;
(2)优秀的自控系统,是为了提高电力系统运行时的安全水平;
(3)坚固的电网体系,是为电力系统的安全运行奠定了扎实的基础。电力系统的被动安全也有三道防线:
①电力系统受到干扰失去稳定后,为了预防大面积停电而发生事故;
②采用有效的稳定措施,预防电力系统失去稳定;
③迅速的切断发生事故的元件,阻止事故的进一步扩大。
2电力系统安全保障体系建设
2.1正确规划电网,从设计角度减少潜在威胁
电网在规划和设计过程中,设计方案的选取对于整个电网的合理性及后期运行有着很大的影响,一旦设计出现问题,后期非常容易出现安全隐患,而且这些隐患在后期很难得到有效解决。因此在设计过程中,设计人员要根据电网的输电量及电网所处位置进行具体处理,并注重考虑安全因素,在设计方案具体实施前要进行反复论证,确保方案的可行性。设计方案要严格遵守相关设计规范及要求,坚决避免任何违规行为,布局一定要合理,同时兼顾节能及安全等因素,同时也要为电网的下一步准备好充足的设计余量。尽量减少自然灾害对电网的安全威胁。
2.2选取合适设备,确保电网安全
电网建设过程中需要用到大量的软硬件设备,这些设备的选取是否能够达到设计要求直接影响着电网运行后的安全性,而电网的传输和调整是一个非常复杂的过程,控制系统选取及设计同样对整个系统有着非常大的影响,它是整个电网运行调整的核心部分。同时电网设备的选取要能够达到整个电网的安全运行的要求,一定要严格控制相关设备质量,坚决杜绝任何不合格设备流入电力安全系统建设中,从源头上来解决设备方面存在的问题。电力安全系统是一个非常复杂的系统,它涉及到的内容非常多,而且电网运行过程中随时可能发生各种问题,这就需要整个系统能够做出及时的反馈,应对这些安全问题。
2.3统筹规划,安全运行
电网的运行水平及运行状态直接影响着电网安全,很多电网安全事故都是因为运行不得当而导致的,在这一过程中人为因素又占据了非常大的一部分。因此电网运行时要进行统筹规划,设定科学有效的运行目标,并提高整个电网的自动化水平,对大范围内的电网进行统一控制,特别是对电网负荷变动进行及时调整,根据相关规定展开运行控制行为,避免任何不安全操作行为,特别是要减少人为因素对电网安全产生的影响。从全局角度对整个电网运行进行统筹规划,保障整个电网在运行过程中的稳定性,并降低各种运行调整手段对电网稳定性和安全性的影响。
3安全稳定综合防御体系框架的构建
3.1设计总则
南方电网具有独特的交直流混合运行特点,技术、结构复杂,若是无法快速跟踪工况变化、及时预警相关风险事件、合理调整各防线决策,则极易导致偶发故障影响范围扩大,出现大面积的停电事故,对区域经济社会的稳定发展产生极为不利的影响。在此背景下,必须构建安全稳定综合防御体系,以保证实
用性、提升科技含量为基本原则,切实发挥监视、预警、决策支持等诸多功能。电力系统安全稳定综合防御体系框架设计要
求制定完整目标方案与应用功能,重视信息安全;要求整个体系具有高度的开放性、可拓展性,以适应整个电网的发展。
3.2总体框架
3.2.1中心站系统
此安全稳定综合防御体系中心站系统主要有两大组成部分:
(1)广域综合信息平台:此平台实现了对不同系统(如RTU、PMU、安全稳定控制系统、气象信息系统、雷达定位系统等)的信息进行分类整合,由此,为安全稳定综合防御体系的运行提供了有力的信息、技术支持。
(2)7个功能子系统:电力计划安全校核、实测数据离线综合应用研究、离线研究与辅助决策、超短期安全稳定态势预测与辅助决策、安全稳定控制在线协调与优化、在线预防控制与辅助决策、安全稳定实时监视与预警。
3.2.2三道防线
根据《电力系统安全稳定控制技术导则》,故障分为3种类型:单一故障、单一严重故障、多重严重故障。不同的故障类型对电力系统的承受能力提出了不同的标准,由此提出了三道防线。作为安全稳定运行防御体系的基本组成,传统的三道防线往往存在各自为政的情况,虽然具有一定的防护意义,但不足以应对一些复杂场景,极易出现相继故障的情况。由此,现针对此问题,重点提出协调防御理念,对各防线进行自适应优化,加强防线间时空协调,在故障防护处理时不局限于某道防线。
3.3功能设计
应用功能软件,通过动态数据分析、处理,明确电力系统功率频率动态特性,实现实时监视。以状态评估结果为基础,对小扰动稳定性进行在线分析,对故障后的暂态、静/动态安全稳定裕度、模式等进行预警,在线评估离线控制效果。安全稳定裕度不达标时,应提供相应的预防控制建议;协调暂态、静/动态安全稳定控制,若是必要应追加控制措施;对电力系统安全稳定态势进行超短期预测,综合考虑环境、气象等信息,对可能出现的相继故障进行预测,实现在线预警;提供比较仿真结果与实测轨迹的工具,实现电力交易计划在线安全校核。
结束语
电力信息系统的安全防护,要根据不同的调控系统的特点,制定开发出不同的安全防护措施,同时还要加强电力信息系统的内部管理,确保电力信息系统的安全运行。
参考文献
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