[科普中国]-电力系统运行控制与调度

简介

电力系统的有功与无功出力必须时刻与负荷保持平衡。以保证合格的电能质量，对随时可能发生的事故和异常情况必须及时处理，以不致扩大事故并迅速恢复正常供电;对发电、输电等各项电气设备的运行参数需要连续进行监侧，以保证安全经济运行。因此对电力系统必须施行不间断的控制。控制以人员为主导，并辅以自动化控制装置。

在控制的组织方面.对设备众多、覆盖面广、容量很大的电力系统，采取在最高一级控制中心(总调度所)统一指挥之下的按电压等级分层，再按地域分区的控制形式，电力系统运行控制包括正常情况运行下的运行控制及其自动化和事故情况下的运行控制及其自动化1。

有功功率与频率的管理及控制有功功率与频率的管理及控制主要任务是保持电力系统运行颇率在规定的允许偏差之内，并对电力系统及其设备进行安全经济的运行监控。管理与控制的主要内容有:①在预计负荷和排定的发电机组、输电设备检修基础上，编制电力系统运行方式及发电调度计划。使各项设备不过负荷，不超过稳定极限并符合本系统可靠性要求，各发电机组的出力分配符合经济调度要求(见电力来统日调度计划);②由电力系统调度员通过操作完成运行方式所规定的系统运行接线，并依发电调度计划和频率的变化对发电出力进行控制。

现代电力系统多采用能量管理系统对发电机实行自动控制，同时保持频率质量(调频)，按规定的功率曲线调整互联系统间的交换功率，并根据负荷的增减按经济调度原则在发电机之间分配发电出力的增减。同时对潮流进行安全分析。调度员通过自动监控系统监视各发电厂出力、系统溯流，遇有超过允许范围(或自动越限报普》即可及时干预加以调整。

无功功率与电压的管理及控制无功功率与电压的管理及控制主要任务是保持电力系统内各点电压在允许偏差之内。其主要内容有:

①无功功率的电源与负荷的运行控制采取分层分区就地平衡的原则，尽可能不在不同电压等级电力网之间和地区之间输送无功功率，无功电源要设有必要的备用(在受电地区更为必要)；

②制定各电压中枢点的电压曲线和明确其最低电压极限值，作为运行控制的准绳;

③管理主变压器分接开关运行位置;

④运行电压维持高水平以利系统稳定和经济运行;同时利用电抗器、调相机、发电机等吸收高电压电力网大量富余的充电无功功率防止低谷负荷时电压过高2。

事故过程控制事故过程控制主要包括:①使发生事故的部分迅速与其他部分隔离，切除其电源.此项由各种设备的继电保护装置来完成;②不使事故扩大，尽量缩小其影响范围，缩短其影响时间，此项由各种安全自动装置和人员的判断与操作来完成。事故有多种多样，其中对系统影响严重的有非同步运行、电压失稳和频率失稳。

(1)非同步运行的控制目的是平息振荡，方法有:

①在送端减少发电机出力而在受端增加发电机出力或减少负荷.有的手动执行，有的自动执行，即送端由线路断路器跳闸时联切机组或联动快关汽轮发电机汽门、电气制动等，而在受端联切集中负荷。

②在事先选定的解列点，通过自动装里将系统解列，解列后两部分系统各自稳定。且发电出力与负荷基本平衡。解列后经调整达到同步时再并列。

(2)电压失稳的控制主要是增加无功出力，拉开电抗器和减少负荷，以阻止电压继续下降。在无功电源全部投入之后，如果电压仍继续下降，迅速切除部分负荷则是唯一的措施。在必要的地区安装按电压降低自动减负荷装置与事先排定手动切除负荷的顺序表。待电压恢复到允许范围之内，再逐渐向被切除的负荷供电。

(3)频率失稳的控制主要是增加有功出力、减少负荷和保持发电厂厂用电少受影响。为防止频率失稳。电力系统中除应装有水电机组低频自起动或由调相自动改发电的装置等外，必须配置按频率降低自动减负荷装置，并采取解列部分机组单带厂用电和部分负荷的措施，作为备用，仍必须安排手动切除负荷的顺序。待频率正常后，再逐步向被切除的负荷供电，同时须注意不可使领率波动过大。

部分系统全停后的恢复控制部分系统全停是系统的一部分与电力系统的其他部分的联络线全部中断，而内部发电厂全部停发。高电压大容量电力系统部分全停后的恢复是一个复杂的运行控制问题。更因全停较少发生，极易由于调度员遇事忙乱而拖延恢复时间，甚至再次发生人为事故。因此，每个电力系统要从最坏的情况考虑。研究分析本系统可能发生的部分全停的情况，预先制定具体可行的恢复步骤。

部分系统全停后恢复控制的几个主要方面有:

①首先建立起动电源，包括水电机组或是自动解列单独运行保持某局部厂用电的火电机组，或是可以迅速恢复的外部系统备用电源;

②起动电源送到电厂之后，起动发电机并使之逐步带上与其出力相适应的负荷;

③恢复高压电力网，同时向更多的电厂提供起动电源和向变电所提供电源，操作中必须采取措施防止向空载高电压线路充电产生过电压和发电机自励磁；

④尽快与电力系统正常部分恢复并列，使单独运行的发电厂井列和恢复系统正常接线方式或转到事故后接线方式;

⑤随着发电出力的增长.逐步恢复供电，但必须对所恢复的负荷心中有数，使发电出力有可调度，防止频率和电压再度降低，在整个恢复过程的操作中，须注意继电保护装置整定值的配合，更要注意对系统通信电源的优先供应3。