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摘要:電網(wǎng)安全與穩(wěn)定運(yùn)行,對于一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著舉足輕重的作用,尤其在當(dāng)前電力市場環(huán)境下,加強(qiáng)對電網(wǎng)安全運(yùn)行的研究有利于保證國民經(jīng)濟(jì)的電力正常供應(yīng)。同時(shí),也可以更好地提升電網(wǎng)調(diào)度的管理水平,提高電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)對各種突發(fā)事件的能力。本文首先介紹了電網(wǎng)運(yùn)行的基本情況,然后深入探討了在電力市場環(huán)境下影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的各種因素,并針對當(dāng)前電網(wǎng)安全運(yùn)行存在的問題,提出了加強(qiáng)電網(wǎng)安全運(yùn)行的有效對策,旨在為提高我國電網(wǎng)安全運(yùn)行水平提供參考。
關(guān)鍵詞:電網(wǎng)安全;電網(wǎng)互聯(lián);電力市場;對策和措施
隨著社會(huì)的發(fā)展,電力能源已經(jīng)成為一個(gè)國家最重要的能源,在進(jìn)行國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活過程中主要依靠電力作為能源供給。因此,電網(wǎng)的安全運(yùn)行對于社會(huì)的發(fā)展都有著十分重要的影響作用,保證電網(wǎng)安全運(yùn)行是關(guān)系國民生產(chǎn)生活的重要工作。我們每個(gè)人都要予以高度重視。另外,國家每年都會(huì)投入大量的精力分析研究電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,電力系統(tǒng)專家們?nèi)娜獾刂铝τ谘芯靠焖俑咝А⒎€(wěn)定的電力系統(tǒng)理論和方法,從而使我國的電網(wǎng)運(yùn)行更加安全穩(wěn)定。我國的工業(yè)化發(fā)展速度越來越快,對電網(wǎng)系統(tǒng)的供電要求越來越高,各地區(qū)的工業(yè)企業(yè)使用的電量越來越大。這對于我國電力行業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行提出了更大的考驗(yàn)。因此,我們有必要加強(qiáng)對當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的問題分析,然后科學(xué)規(guī)劃,采取有效提高電網(wǎng)安全運(yùn)行的具體措施。
一、我國電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題
電網(wǎng)運(yùn)行安全是影響國民生產(chǎn)的重要事件,保證電力的穩(wěn)定供應(yīng),避免大面積停電事故的出現(xiàn)是保證國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和前提。在實(shí)際的運(yùn)行過程中,電網(wǎng)系統(tǒng)主要存在以下幾方面的問題。
1.電網(wǎng)擾動(dòng)的沖擊問題電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)伴隨著多種類型的電網(wǎng)擾動(dòng)現(xiàn)象。造成這種問題的主要原因有三點(diǎn)。第一,設(shè)備故障引起的電網(wǎng)擾動(dòng),例如電路保護(hù)裝置出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象就會(huì)引起電網(wǎng)擾動(dòng);第二,自然災(zāi)害可能造成電網(wǎng)擾動(dòng)。例如水災(zāi)、火災(zāi)、臺風(fēng)等惡劣天氣會(huì)使電路設(shè)施出現(xiàn)短路或跳閘的現(xiàn)象;第三,工作人員操作不當(dāng)也會(huì)引發(fā)跳閘現(xiàn)象,為了保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行采取有效措施來防范電網(wǎng)擾動(dòng)給我們帶來的沖擊和影響。尤其要防范電網(wǎng)擾動(dòng)會(huì)造成電路多處斷開事故,線路若出現(xiàn)多處斷開就會(huì)引發(fā)整個(gè)電力系統(tǒng)潮流大范圍轉(zhuǎn)移,與發(fā)生事故的供電線路相鄰的線路會(huì)因?yàn)樨?fù)荷過重而被切除,進(jìn)而引發(fā)一系列惡性連鎖反應(yīng),形成多米諾效應(yīng)。這類事故對整個(gè)電網(wǎng)的破壞十分嚴(yán)重,輕則裂解電力系統(tǒng),重則會(huì)使整個(gè)電網(wǎng)全部瓦解。
2.局部信息保護(hù)裝置和穩(wěn)定控制裝置存在缺陷問題電力系統(tǒng)中有很多局部信息保護(hù)裝置和穩(wěn)定控制的設(shè)備,由于這些設(shè)備和裝置本身存在缺陷而引發(fā)電網(wǎng)擾動(dòng)時(shí),就會(huì)對故障設(shè)備在第一時(shí)間內(nèi)切除,這種保護(hù)裝置能夠降低電網(wǎng)故障對供電系統(tǒng)的影響和沖擊。通常情況下,繼電保護(hù)裝置是保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要關(guān)口,對于維護(hù)電網(wǎng)安全運(yùn)行起著十分重要的作用,然而在現(xiàn)實(shí)中使用的繼電保護(hù)裝置都是針對就地局部信息的,而非對于全網(wǎng)、全局信息詳細(xì)的參考。當(dāng)發(fā)生故障的元件被切除以后,一些正常的電力元件可能會(huì)無法正常工作,會(huì)被當(dāng)作故障元件切除,從而出現(xiàn)惡性的連鎖反應(yīng)。
3.電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱性問題這些年來,國家投入大量的資源來改善電網(wǎng)設(shè)施,使我們的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越完善,但是目前我國的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)依然需要進(jìn)一步完善。尤其是隨著我國工業(yè)發(fā)展步伐的加快,對供電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需求與日俱增,在500kV-220kV高低壓電磁環(huán)網(wǎng)在日常應(yīng)用中最為廣泛,然而,這些電網(wǎng)的運(yùn)行方式比其他的電網(wǎng)運(yùn)行方式更為復(fù)雜,如果其中某一處出現(xiàn)問題,就會(huì)牽一發(fā)而動(dòng)全身,打破原有的電網(wǎng)運(yùn)行平衡,影響整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。也就是說電網(wǎng)結(jié)構(gòu)過于薄弱。如果500kV電網(wǎng)系統(tǒng)不正常運(yùn)行,就會(huì)在電網(wǎng)中形成大量的轉(zhuǎn)移潮流,還會(huì)導(dǎo)致局部地區(qū)的低壓電網(wǎng)更加薄弱,使電網(wǎng)系統(tǒng)無法發(fā)揮正常的功能。
4.傳統(tǒng)調(diào)動(dòng)模式不適問題電網(wǎng)的調(diào)度模式也是影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素,傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度模式一直是實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度、分級管理。在這種模式下,為我國的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行起到了積極的作用,但與此同時(shí),隨著電網(wǎng)的發(fā)展也顯露出負(fù)面影響,電網(wǎng)運(yùn)行的各種弊病不斷出現(xiàn),這是因?yàn)樵谖覈碾娏ο到y(tǒng)中級別不同的調(diào)度機(jī)構(gòu)所負(fù)責(zé)的電壓等級和電網(wǎng)調(diào)度管理范圍各有不同。例如,省一級的調(diào)度負(fù)責(zé)220千伏的等級的電網(wǎng)調(diào)度工作,國家電網(wǎng)負(fù)責(zé)500KV等級的電網(wǎng)調(diào)度,地市負(fù)責(zé)110千伏的電網(wǎng)調(diào)度,但隨著社會(huì)的發(fā)展,人們對電網(wǎng)供電需求越來越多,500kV/220kV電網(wǎng)規(guī)模呈現(xiàn)倍增態(tài)勢,所需要的調(diào)度機(jī)構(gòu)也越來越多,所管轄的各種電網(wǎng)控制設(shè)備隨之增加,工作任務(wù)越來越繁多。造成在實(shí)際操作過程中電網(wǎng)調(diào)度人員無法對電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控,對電網(wǎng)的監(jiān)督和控制能力減弱,各種設(shè)備的年檢維修缺乏統(tǒng)一的協(xié)調(diào),設(shè)備維護(hù)不到位。
二、電力市場化運(yùn)營下維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的對策
當(dāng)前電力行業(yè)不僅成為一個(gè)國家的支柱產(chǎn)業(yè),而且電網(wǎng)安全已經(jīng)上升到國家安全的高度,保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行責(zé)任重大。尤其在目前的電力市場環(huán)境下,電網(wǎng)大互聯(lián)和電力市場化運(yùn)營的復(fù)雜性更是給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了挑戰(zhàn),此時(shí)更需要我們提高思想認(rèn)識,不斷創(chuàng)新管理方法,提高科技手段,從多方面來增強(qiáng)電網(wǎng)安全運(yùn)行的能力。
1.統(tǒng)一協(xié)調(diào)電網(wǎng)安全管理電力的市場化運(yùn)行增加了電網(wǎng)安全管理工作的負(fù)擔(dān),會(huì)給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來沖擊,因此,必須加強(qiáng)電網(wǎng)安全管理,電網(wǎng)運(yùn)營企業(yè)會(huì)采用統(tǒng)一協(xié)調(diào)的方式,與電網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)的各責(zé)任主體進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)。從而使當(dāng)前的電網(wǎng)市場化經(jīng)營更加規(guī)范、有序。為此,政府主管部門要積極發(fā)揮宏觀調(diào)控作用,從多方面支持節(jié)能發(fā)電調(diào)度的研究,認(rèn)真查找存在的問題及時(shí)修正。同時(shí),要不斷提高思想認(rèn)識,在電網(wǎng)管理運(yùn)行中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),根據(jù)實(shí)際需要改革創(chuàng)新管理模式,各個(gè)參與方也要落實(shí)主體責(zé)任。尤其是當(dāng)前的新形勢下,更應(yīng)該建立一個(gè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的管理機(jī)制,使各方面的管理工作都能夠有條不紊地進(jìn)行。發(fā)電機(jī)組的管理工作也是電網(wǎng)管理中的最重要工作之一,對于新安裝入網(wǎng)的發(fā)電機(jī)組,要進(jìn)行全面的審核評估,確保其安全性以后才能夠投入使用。
2.與時(shí)俱進(jìn)地調(diào)整電網(wǎng)調(diào)度模式隨著社會(huì)發(fā)展的日新月異,人們對電力需求的供應(yīng)越來越大。傳統(tǒng)的電網(wǎng)模式已經(jīng)與當(dāng)前的電網(wǎng)發(fā)展水平不相適應(yīng),必須與時(shí)俱進(jìn)地調(diào)整電網(wǎng)調(diào)度模式,才能夠使電網(wǎng)調(diào)度模式更好地為電網(wǎng)的發(fā)展提供更多的助力。目前,電網(wǎng)管理部門也在不斷地研究創(chuàng)新管理模式,例如,將調(diào)度設(shè)備的操作權(quán)限層層下放,同時(shí),還要引入其他先進(jìn)的管理模式。在電力市場化推進(jìn)過程中,對電力資源進(jìn)行交易時(shí),以區(qū)域進(jìn)行劃分,主要利用各區(qū)域之間的聯(lián)絡(luò)線實(shí)現(xiàn)交換潮流,為了能夠更好地促進(jìn)電力網(wǎng)絡(luò)管理和發(fā)展,電網(wǎng)的調(diào)度模式也需要隨著市場化的運(yùn)營而改變,要用統(tǒng)一管理、分區(qū)調(diào)度的方式大幅度地提高電力調(diào)度水平。這種管理模式對于電網(wǎng)設(shè)備的調(diào)度來說也同樣適用,調(diào)度的權(quán)限得到下放。各級的管理機(jī)構(gòu)就能夠更加靈活地掌握調(diào)度權(quán)限,能夠使調(diào)度工作更加科學(xué)合理。
3.加強(qiáng)電網(wǎng)安全運(yùn)行和穩(wěn)定控制的技術(shù)研究創(chuàng)新隨著社會(huì)的發(fā)展,現(xiàn)代化的電網(wǎng)規(guī)模日益龐大,日常運(yùn)行管理也越來越復(fù)雜,依靠傳統(tǒng)的技術(shù)和手段已經(jīng)很難再有效地管理當(dāng)前的電網(wǎng)運(yùn)行工作,必須不斷創(chuàng)新技術(shù)手段,利用現(xiàn)代化信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算等多種手段,全面加強(qiáng)電網(wǎng)安全管理和控制,特別要對現(xiàn)代化電網(wǎng)安全防御體系進(jìn)行技術(shù)升級,提高其電網(wǎng)安全防御能力。對于這方面的研究,目前主要有兩種思路,一方面,研究人員要開發(fā)研究主動(dòng)防御和有對策防御的安全防御系統(tǒng)。這種系統(tǒng)具有主動(dòng)防御外來破壞的能力,同時(shí),能夠針對不同的外來破壞制定有針對性的防御策略。這種研究思路和防御設(shè)想雖然能夠發(fā)揮一定作用,但還是難以滿足現(xiàn)代化復(fù)雜電網(wǎng)運(yùn)營的實(shí)際需求;另一方面,只有根據(jù)局部電網(wǎng)信息的保護(hù)裝置和穩(wěn)定控制裝置,才能夠獲得廣域電網(wǎng)數(shù)據(jù),但是目前的局部電網(wǎng)信息保護(hù)裝置設(shè)備已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)代化電網(wǎng)的高速發(fā)展需求。所以,廣域建模和電網(wǎng)數(shù)值仿真理論出現(xiàn)在人們的視野中。研究人員利用廣域全局信息對電網(wǎng)動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行科學(xué)的修正、校對,這樣能夠充分增強(qiáng)電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)的精確度,并在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)一步完成各項(xiàng)分析工作。不斷加強(qiáng)對廣域電網(wǎng)監(jiān)控和防御系統(tǒng)的研究,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控電網(wǎng)的運(yùn)行狀況,針對發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)采取有效措施加以解決,從而減少各種因素對電網(wǎng)造成的沖擊和影響。
三、結(jié)論
電網(wǎng)建設(shè)和電網(wǎng)系統(tǒng)的管理。直接關(guān)系著一個(gè)國家的國民生產(chǎn)、生活,必須高度重視。尤其是在當(dāng)前電力市場化運(yùn)行模式下,我們應(yīng)該采取有效措施,加強(qiáng)地方管理。減少市場化運(yùn)行對電網(wǎng)穩(wěn)定安全帶來的沖擊和影響,全面提高電網(wǎng)調(diào)度管理水平,引入電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度技術(shù),不斷提高電網(wǎng)抵御各種事故擾動(dòng)的能力,防范電網(wǎng)大范圍停電事故。
參考文獻(xiàn)
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作者:崔文泉 單位:國網(wǎng)山東省電力公司東營市東營區(qū)供電公司