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摘要：本文就電網互聯與電力市場運營下的電網安全穩定運行對策進行研究，首先分析當前電網所面臨的安全問題，進而對癥下藥地提出應對策略。

關鍵詞：電網互聯；電力市場；電網安全

現代社會的建設與發展，在很大程度上是依靠電力行業支撐的，電力能源的穩定供應是維護國民經濟安全穩定運行的重要支撐，也是保障國家安全與穩定的重要因素，而在電力能源供應過程中，會受到電力網絡運行的重要影響。因此，出于保障電力能源穩定供應的需要，應當對電力網絡運行的安全與穩定提出合理的保障措施。

1電網互聯與電力市場運營保障電網安全穩定的必要性

1．1電網擾動帶來的沖擊。電網擾動主要包括三種：自然因素對電力網絡造成的擾動，包括臺風、雪災、雷電與暴雨等，這種惡劣天氣是不可控的，有可能造成區域性斷電問題，例如，2008年冬季爆發的覆蓋整個中國南部的雪災，在災害持續階段，部分地區斷電，就是因為雪災導致的線路覆冰，增加了線路負荷，導致線路舞動劇烈，最終產生斷線與倒塔等事故；電力設備自身存在故障問題而引起的電網擾動，比如電力保護裝置發生故障，進而導致線路誤跳閘；電力網絡在運行過程中，由于人為因素導致的電網擾動。電力網絡在運行過程中，必須明確電網擾動會帶來的影響與沖擊，并采取有效措施，對這些電網擾動事件加以抑制，以減少電網擾動可能會帶來的沖擊與損失。1．2交直流混聯電網建設的需要。就目前而言，我國電力網絡建設與發展方向為特大型交直流混聯電網，以特高壓輸電技術為基礎，使電力網絡運行面臨巨大的變化。特高壓直流運行過程中會存在端系統相互影響與相互耦合的情況，而且面臨著特高壓系統與500kV電力網絡相互制約的現象。因此，區域電力網絡安全穩定裕度會受到影響而有所下降，分布式電源、微電網接入與大用戶直供的供電方式也對電力網絡的建設與運營造成相應的壓力，對電力網絡建設與運行的安全與穩定提出了新的要求。

2電網安全穩定運行對策

2．1采用主動型與對策型的電網安全防御體系。針對電網擾動問題，應當采取主動型與對策型安全防御對策，以減少電網擾動的沖擊。就目前而言，大多數電力網絡還是采用預案型安全防御策略，將RTU／SCADA／EMS作為主要的配置方案，對電力網絡的運行進行靜態安全分析，但隨著時代的發展，這種安全防御措施已經無法充分滿足我國現代化電力網絡建設與運行的需求。電網互聯與電力市場環境下，應當從主動型與對策型的角度出發，建立動態安全防御系統，對電網運行進行動態化分析。建立區域一體化的電力網絡調度自動化系統，比如建設省市縣一體化機制，從區域整體的角度對電力網絡故障進行信息采集與研究，并開發動態化的安全分析系統，以保障大電網整體的安全運行［1］。2．2采用在線分析異地聯合計算技術。在線分析異地聯合計算技術的應用是以智能電網調度控制系統平臺（D5000）為基礎，對電力網絡運行數據與動態模型進行有效地分析，而這一過程所采用的數據信息來源于電網潮流與靜態模型所搭建的能量管理系統，可以對電力網絡運行的狀態加以真實反映。另外，動態模型的構建需要采用相應的離線數據，從各種角度對電力網絡運行過程中出現的穩定性問題進行全面掃描，以便于采取相應措施保障電力網絡的安全運行。2．2．1關鍵技術。在線分析異地聯合計算技術需要使用基礎數據，并在此前提下，對潮流進行有效調整，因此在技術方面包括：（1）在線數據準備技術。以D5000為基礎，構建在線數據準備功能模塊，建立以全方位數據來源的快速數據準備功能，實現不同級別調控系統之間的數據同步運行。（2）協同潮流調整技術。該技術的應用能夠實現不同級別調控，并且有利于電力網絡的分布式協同操作，在技術應用的基礎上，實現信息共享。（3）電力網絡安全運行評估，主要是就區域內電力網絡的運行進行安全性評價與校核。（4）工作流程管理，以智能化系統為前提，實現不同工作階段與工作環節的有效協同。（5）系統集成，將在線示警、網絡分析等功能進行系統集成，以更好地適應聯合計算的實際需求。2．2．2硬件平臺與計算流程。在線分析異地聯合計算技術的應用，在硬件方面包括計算機設備與網絡環境，并制定科學合理的硬件架構。在實際計算過程中，需要各級電力機構對計算結果進行匯總，并構建統一的分析報告，以E語言文件的形式進行交互。具體的異地聯合計算流程為：（1）任務啟動，申請采用聯合計算技術，并形成聯合計算信息。（2）計劃制定，上機單位批準聯合計算技術的啟動申請之后，制定相應的聯合計算技術應用計劃。（3）潮流調整，在以上基礎上選擇相應的潮流調整方式，具體包括串行調整與并行調整兩種方式。（4）計算分析，可以采用靜態、暫態與動態三個層次進行安全分析。（5）對計算報告進行整理。2．2．3實例分析。2013年，古浪—武勝一線的電力網絡出現了故障跳閘與閘刀無法重合的事故。為了對該事故的原因進行分析，該電力線路周邊的三家調控機構聯合，采用在線分析異地聯合計算技術進行聯合計算。如果電力網絡運行正常，則該線路為330kV線路與雙＋750kV線路的雙回合環運行。針對線路故障與停運情況，從靜態、暫態、小干擾等層面進行分析，并就電壓穩定與斷面穩定裕度進行研究。經過計算并提交相應的分析報告。經過分析確定，武勝變電750kV母線電壓的靜態安全裕度為7．11，故障原因為白武線開斷，安全1線的靜態穩定裕度為13．16，故障問題為安金2線開斷，暫態頻率穩定裕度為36．19，存在750kV寧拉線開斷。對其進行阻尼比的計算，如果其特征值λi＝αi＋jωi，則ζi＝－αiε2i＋ω2槡i。經過計算，區域振蕩的小干擾穩定阻尼比為0．054，振蕩頻率為1．37Hz。銀川東變電330kV母線存在40．72kA的電流電路，其額定開斷容量為63kA。對電壓穩定結構進行分析，確定存在關鍵線路斷面，電壓穩定裕度為25．41，對線路斷面穩定裕度進行分析，確定其在線極限為1550MW，關鍵性的故障問題為受到暫態穩定因素的制約，存在河北武雙回線河西側一回三永跳雙回。針對以上故障問題，采取了合理的處理措施，避免更加嚴重的電網安全穩定故障的產生［2］。2．3仿真分析與穩定控制技術的研發。仿真分析與穩定控制技術包括三個技術層面：以電網特性為基礎的仿真分析技術；電網互聯環境下的聯絡線功率分析與控制；斷電網電壓穩定評估與控制。首先，可以建立國家電網仿真中心，建立數據模型混合仿真實驗室，結合數字技術與物理模型組合技術，構建混合式仿真裝置，能夠實現對真實物理裝置的模擬仿真，以更好地反映交直流電力網絡的物理現象。還可以應用多時間尺度動態全過程仿真軟件，以更好地解決高階剛性微分－代數方程（n＞105），有效應對與解決電磁－機電暫態接口存在的問題，構建多時間尺度全過程動態仿真軟件，以滿足大規模交直流互聯電網（＞50000節點）的全過程動態仿真。其次，運用互聯電網聯絡線動態功率分析與控制技術，對電力網絡安全與穩定問題產生的原因進行分析。分析得出區域性停電產生的原因主要在于聯絡線功率波動與振蕩。這種擾動共計會造成聯絡線斷面，影響電力供應的安全與穩定。另外，還可以對功率波動峰值進行精準預測，并制定合理的輸電斷面運行限額控制，主要采用的預測方法為波動峰值主導模式線性化快速與預測解析算法。最后，對斷電網電壓穩定性進行評估與控制，可以研發失穩模式辨識技術，并制定一個的電壓穩定評價標準［3］。

3結語

電力網絡的安全穩定運行是保障國民經濟平穩發展、社會生產生活正常進行、維護社會穩定的重要途徑。我國電力網絡規模越來越大，對電力網路的安全穩定提出了更高的要求，可以從建設主動型及對策型安全防御系統、在線分析異地聯合計算技術及仿真分析與穩定控制技術等層面入手加以保障。

參考文獻

［1］牟凡，陳興鑫．分析電網互聯和電力市場運營下電網運行［J］．科技與創新，2016（17）：89．

［2］馮長有，金一丁，史東宇，等．基于D5000系統的互聯電網在線安全穩定分析異地聯合計算技術與實現［J］．陜西電力，2015，43（02）：39－44．

［3］馬坤，葉鵬，郭帥，等．特高壓交流電網運行與控制研究綜述［J］．沈陽工程學院學報（自然科學版），2017，13（1）：37－42．

作者:劉婷 盧海 單位:廣州供電局有限公司