地区电网安全性问题及对策研究
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作者: 马 铭
[摘 要]详细讨论了电网结构对电网安全性的影响因素，并在此基础上提出了相应的对策和措施。
[关键词]电力系统；预防控制
一、电网安全性对电网结构的要求
(1)能适应发展变化和各种运行方式下潮流的变化，并具一定的灵活性；(2)任一元件无故障断开，应能保持电网的稳定运行，且不会使其它元件超过事故过负荷的规定；(3)有较强的抗扰动能力；(4)实现分层和分区的原则。可以使一个层次的故障或事故不影响或少影响其他层次。从历史教训看，容易引起破坏事故的电网结构有：(1)高压线与低压线并联运行；(2)长线与短线并联，或粗线与细线并联；(3)超长距离的环网；(4)电源与电源直接连接。企图充分利用各电厂的送出线路，殊不知其中一个电厂的出线发生事故，其电力自动涌向另一个电厂的出线，超过稳定极限，导致整个系统振荡，另一个电厂的出线也会自动切断；(5)环联环、大环套小环、多点联接。电网是一个瞬息相关的整体，一处出事，波及全网，如果环环相套，多点联接，很难看出在某种运行方式下，某处发生事故，将会使另一处的故障潮流超过该段线路的稳定极限，引起系统稳定破坏；(6)电网结构主次不分，高压主干线上随处下接受电变电站；(7)在用电负荷集中地区缺乏足够的电压支撑。现代大电网中一般大的电源点都远离负荷集中的城市，实行较远距离的送电，当送电线发生事故，某些电源被切断；受电的负荷集中地区电力供应不足，频率下降，自动切除部分负荷，可使频率恢复正常，但因无功电源不足，受电系统电压下降，补偿的电容器由于系统电压下降，其容量也相应成平方下降，进一步加重无功不足，这样相互循环作用，将导致受电系统电压崩溃。此时，如有发电机或调相机能承担地区无功电源，形成电压支撑，可防止电压崩溃。
二、电网结构对地区电网安全的影响及对策研究
1.电磁环网对电网安全性的影响。电磁环网是指不同电压等级运行的线路，通过两端变压器电磁回路的联结而并联运行。相对电磁环网，开环运行会带来以下优点：(1)易于控制网络稳定。在开环网络中发生干扰，往往切除故障元件，通过及时有效的事故处理，可以将系统恢复到稳定状态。在环网方式下发生故障，即便是迅速切除故障元件还可能引起大范围的功率转移，导致非故障元件超稳定极限掉闸；(2)易于控制系统潮流分布。开环运行时通过调整送端电源的有功和无功即能达到调整潮流的目的，合环运行时，潮流自然分布，控制困难，易造成线路过载i(3)限制短路电流。环网开环运行，是限制短路容量的重要手段，合环运行时，因综合阻抗小，短路容量比较大，系统中母线电源出线越多，短路容量越大，这些母线的故障往往引起电力系统大的停电事故；(4)可以简化继电保护和安全自动装置配置。由于环网的继电保护和自动装置的整定复杂，配合的难度较大，一般成为事故扩大的直接原因，电磁环网打开后将大大简化装置的配置和整定计算；(5)可带来经济效益。电磁环网的开断引起电力系统潮流状况的改变，从而对系统网损产生影响。由运行经验可知，人为地改变电网运行结构而合理地强迫分配正常运行潮流，会带来明显的经济效益。一般来说，合理地开断电磁环网，实现电网的分层分区运行后，系统的潮流分布会更加合理。另外，实现电网分层分区运行，可方便系统的分区管理、减轻调度管理人员的工作压力、简化继电保护装置的整定，都隐含着经济效益。要合理的开断电磁环网，需要进行潮流、稳定性、短路电流、网损等多方面的计算，综合衡量利弊之后才能做出决策。
2.非供电企业对电网安全的影响。非供电企业设备问题给电网带来不安全因素，非供电企业人员技术水平及对电气设备重视程度均有欠缺，不仅对电网安全，也对自身安全造成造成较大危胁，需要加强对非供电企业的技术监督和指导。
3.逐年严重的自然灾害危及电网安全。自然灾害次数、影响面及强度逐年增大，灾害的影响巳超出部分设计标准，今后灾害的影响趋势可能逐年增大，为防止灾害造成严重后果，有必要考虑提高设计标准，并对运行设备进行改进。
目前地区电网安全性的影响主要体现在：(1)受电源建设严重滞后于电网建设的影响，500kV电网薄弱，电网整体送出能力不足；(2)受电磁环网运行方式影响，电网潮流分配不均，部分线路接近甚至超热稳限额运行：(3)220kV输送线路、主变超载严重；(4)随着大规模电源接入系统，220kV主网的短路电流急剧增加。对上述问题进行深入的分析，提出了相应的解决对策：(1)短期内采用特殊措施提高送出线路短时过负荷能力，辅助于调度事故紧急控制手段；从长远出发应对现有线路进行改造，建设新的变电站，解决电力外送能力不足的问题；(2)加快电网建设，同时提前规划解环、分层分区运行的研究以解决电磁环网的问题；(3)针对地区短路电流过大的问题，短期内可采用搭结的方式加以解决，但是会对地区电网带来一定的负面影响，真正的解决的方法是对电网实现分层分区运行。
参考文献
[1]诸骏伟，电力系统分析[M]，北京：水利电力出版社，1995，
[2]韩祯祥，曹一家，电力系统的安全性及防治措施[J]，电网技术，2004：28
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