从地级调度的角度浅谈电网运行中的“三道防线”

骆劭璟

（惠州供电局电力调度通信中心，广东 惠州 516000）

所谓“三道防线”是指:在电力系统受到不同扰动时,对电网保证安全可靠供电方面提出的要求：

当电网发生常见的概率高的单一故障时,电力系统应当保持稳定运行,同时保持对用户的正常供电。

当电网发生了性质较严重但概率较低的单一故障时,要求电力系统保持稳定运行,但允许损失部分负荷 (或直接切除某些负荷,或因系统频率下降,负荷自然降低）。

当电网发生了罕见的多重故障 (包括单一故障同时继电保护动作不正确等）,电力系统可能不能保持稳定,但必须有预定的措施以尽可能缩小故障影响范围和缩短影响时间。

设置三道防线是我国电网安全稳定运行成功的经验，但还应进一步采取有效措施，加强三道防线建设，不断提高电网的安全稳定运行水平，本人作为一名地调调度员，在运行工作中对三道防线有一定的认识，在下文将在各个方面对三道防线进行浅显的阐述。

1 第一道防线：合理完善的电网，快速可靠的保护

在第一道防线里，要保证发生常见的概率高的单一故障不损失负荷，不影响电网正常运行，电网必须完善，在220kV或更高等级的电网网络中，基本都为多电源网络，在单条线路跳闸后，仍能维持正常的供电。

当电网不够完善时，特别是只有单线路供电的厂站，可靠动作的重合闸显得由为重要，在电网常见的故障中，线路的瞬时接地故障占有极高的比例，重合闸能够迅速的切除故障同时保证线路继续正常供电运行，是实现第一道防线的一个较为重要的保证。当然，对于不能满足N-1的电网方式，仅仅靠重合闸是不够的，精心进行电网规划设计，既要加强一次电网的建设，合理的安排运行方式，才是第一道防线的基础。

当电网足够完善后，高速、准确地切除故障元件的继电保护和反应被保护设备运行异常的保护显得更为重要，快速、可靠的保护可以在尽可能小的范围内切除故障，减少系统产生的不平衡能量，保证系统稳定运行而在满足N-1条件的系统网络中，即使是单条线路的永久故障仍不影响用户的正常供电。

综上所述，第一道防线中，靠合理完善的电网保证负荷不受损失，靠快速可靠的保护保证电网的稳定。这是笔者对第一道防线的理解。

2 第二道防线；保障电网安全运行的安全自动装置

在第二道防线的意义，最关键是保障确保电网在发生概率较低的严重故障时能继续保持稳定运行，其中包括自动重合闸装置：除减少重合于永久故障时系统不平衡能量外，尽量减少网络拓扑的变化，尽快恢复网络输电能力；还包括备自投、事故减出力、自动切负荷、抽水改发电等装置和措施，以此快速保持稳态发输电能力与用电需求的平衡。还有过负荷控制：连锁切机、切负荷，远方切机、切负荷等，能够保持稳态输电能力与输电需求的平衡。

按照《电力系统安全稳定导则》对稳定的分级与要求，惠州电力系统中装设了大量安全自动装置（以下简称“安自装置”），包括安全稳定控制装置（简称“稳控装置”）、低频低压减载装置以及备自投装置等。各种类型的安自装置构筑了惠州电力系统安全稳定运行的第二道、第三道防线，其主要作用是在系统发生故障、第一道防线的继电保护装置切除故障元件后，按设定的判据、控制策略采取切机、切负荷或解列等措施，确保主网安全稳定运行。

同时，随着负荷的不断上升，惠州大部分220千伏变电站负荷超过控制界面，为保证设备安全，避免N-1时造成事故扩大，被迫将相关220千伏变电站110千伏母线分列运行，主电源系统可靠性下降。所以三栋站、镇隆站、风田站、仲恺站、秋长站、东澎站、九潭站安稳装置投入了主变过载切负荷功能。主变过载切负荷功能指：当一台主变跳闸后，另外一台主变的负荷超过1.4倍额定电流便延时6″切除负荷至额定电流，尽量弥补因负荷过重对电网造成的风险。

3 第三道防线；失步解列与频率、电压控制以及风险预控

其中失步解列是指在互联电网失去同步后，在预定的地点解列，以求各子网能独立满足供电需求。频率控制指的是通过低周减载、开启备用机组等满足频率要求，通过高周切机保证频率稳定、机组安全。而电压和无功控制指的是通过低压减载和增发无功维持电压水平，防止电压崩溃。

对于中国的整个电网而言，前两道防线都没能阻隔的大停电事故是非常罕见的，同时，我国电力系统在三道防线的实施中，对第一道和第二道防线比较重视，有关的技术规定和要求也比较明确，各系统都进行了大量工作。但对第三道防线则未给予应有重视，该如何设置和整定，是许多系统经常遇到的问题。有些系统的第三道防线，除了低频减负荷以外，没有采取其他任何措施。实践证明，电力系统可能出现一些事先很难预料的多种偶然因素凑在一起的复杂故障，如果缺乏适当的措施，这些故障完全可能相继扩大而导致大面积停电。

对地调而言，极少接触到包括失步解列与频率、电压控制的各种技术措施，但是地调必须有应对大范围停电的预防及应对措施，包括风险分析，事故预案等，惠州地调在第三道防线的努力主要体现在管理方面，包括加强二次设备管理，尤其是继电保护与安全自动装置的管理。对继电保护及安全自动装置进行全面检查，落实“反措”的执行情况，确保装置在各种可能情况下正确动作，有效制止事故时的连锁反应。以及按新稳定导则要求，加强电网运行方式和稳定状况的分析，及时发现电网存在的问题，提出解决的方案和有效措施，做好应对重大事故的预案，同时加强电网风险管理，将风险管理工作不断深入、细化，严把安全关，风险预警及防控措施得以及时而全面地宣贯，风险控制工作越发井然有序。电网风险的规范管理对有效降低电网风险、防止事故发生起到了重要作用，有效保障了惠州电网的安全稳定运行。

4 结束语

对惠州电网而言，虽然在完善三道防线方面做了巨大的努力，但如果以三道防线的最高标准来要求，仍有不少可以改进和发展的空间，主要体现在由于部分电网建设落后于负荷发展，重载变电站及N-1不满足要求的变压器及线路问题更加突出，大部分重载变电站之间联络薄弱，线路存在转负荷困难问题。所以我们仍继续努力，进一步采取有效措施，加强三道防线建设，不断提高电网的安全稳定运行水平。

[1]王世桢.电网调度运行技术[M].沈阳：东北大学出版社，1997.

[2]惠州供电局电力调通中心.惠州电网.2010年运行情况总结，2010.

[3]加强三道防线建设与管理 保障电网安全稳定——我国三道防线及电网安全[J]电力设备，2004.