电力系统安全稳定综合防御体系框架探究

陶国 张涛 白远仙

摘  要：建立健全安全性较强的电力系统以及完善的防御体系有着极为重要的意义。文章主要是根据电力系统的安全保障体系与安全稳定控制体系这两个方面，提出电力系统安全稳定综合防御体系相关结构，期望为建立稳定、安全的电力系统提供一定的理论借鉴和参考。

关键词：电力系统;安全稳定;主动运行;被动运行

中图分类号：TM712     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）02-0108-02

电力系统运行时的安全是一个备受世界瞩目的话题，是因为其关系到国家的稳定与经济的发展两大方面，所以会受到国家和各个地区的电力公司的高度重视。自20世纪70年代以来，由于大面积的停电而直接引发的各种严重事故比比皆是，每一次的大面积停电均给社会经济的发展造成不同程度的严重损失。所以，电力系统的安全与稳定问题也日益引起了各电力公司的广泛关注，各电力公司也投入了大量的财力与人力来研究电力系统的安全运行问题，结果也令人满意，大面积停电的不良社会现象也不断减少。但与此同时，伴随着电力系统结构体系以及规模的不断扩大，电力系统的复杂程度也越来越高，也就是说，电力系统的稳定以及安全问题并未得到根本性的解决，例如，2003年发生于北美东部的“8·14”特大面积停电事件，便是很有力的证明。基于此，各电力公司也不断邀请专家学者就电力系统运行的稳定性和安全性等重大问题进行深入、广泛的研究，希望在技术上能够创新，在理论上能够突破。

1  电力系统的稳定、安全等综合性防御体系

安全问题在电力系统的实际操作与具体运行的过程中始终占据着关键性的地位。因此，在对电力系统进行规划以及设计的过程中，尤其是在实际运行中，要时刻谨记把安全放在第一位，一定要保证建立并完善稳定性和安全性均较强的电力系统。在实际运行中，必须重视建立健全安全性强的电力系统，以有效地避免大面积停电等不良情况的发生。因此，电力系统的安全防御工程是一个极其繁杂的系统，关系到预防大面积停电、电力系统运行的安全稳定、电力系统的规划设计、电网结构等方面。

总体而言，电力系统的安全以及稳定等综合性防御体系主要由以下两个重要部分组成，一是干扰前的安全以及稳定保障体系;二是干扰后的安全以及稳定调控体系。在一定程度上，电力系统的安全以及稳定综合防御体系也可以说是从主动与被动安全这两个角度构建的。

对于电力系统的安全来说，电力系统在受到相关干扰前的安全保障体系指的就是主动安全系统，其在防范各种安全事故的过程中有着显著的积极性、主动性和自觉性，是为了提高电力系统的安全性;被动安全是电力系统在受到干扰后尽最大力量来保证电力系统能够安全稳定的运行，不会发生大面积停电的安全稳定控制体系，是为了保障电力系统受到干扰后的安全性，也就是电力系统安全稳定的三道有力防线。

主动安全系统的有力防线包括以下三个方面：①安全高效的實际运作形式，是为了保障电力系统在安全水平中运行;②优秀的自控系统，是为了提高电力系统运行时的安全水平;③坚固的电网体系，是为电力系统的安全运行奠定了扎实的基础。

电力系统的被动安全也有三道防线：①电力系统受到干扰失去稳定后，为了预防大面积停电而发生事故;②采用有效的稳定措施，预防电力系统失去稳定;③迅速的切断发生事故的元件，阻止事故的进一步扩大。

2  电力系统的三道主动安全防线

2.1  电力系统运行时，要保障电力系统在安全水平中

为了保障电力系统是在安全水平中运行和调度，这就要求自控系统与电网结构必须确定下来，同时这也是电力系统主动安全体系的第一道防线。电力系统运行的总体规划设计取决于各级、各部门上一年度的实际运行情况。而在电力系统的实际操作过程中，也需要电力系统的其他体系予以配合，如相关的决策系统以及安全报警器等，有助于加深关于实际运行方式的认识，在实际操作中，可以在遵照《电力系统实际运行规定》的基础上进行积极主动的有效预防，从而可以有力地增强各个电力系统运行的安全性以及稳定性。所以，迫切需要加强电力系统的在线安全报警分析技术，不断完善辅助决策系统，提高决策水平，优化电力系统的实际操作以及运行方式，并最终保证其得以安全、稳定地运行。

2.2  优化自控系统以增强实际操作与运行的安全性

电力系统中的自控系统是主动安全体系的第二道防线。虽然电网的结构很坚固，但是在实际的电网建设中，还会受到很多因素的制约，比如，环境、技术和经济等方面，因此，在增强电网安全性的过程中，只注重完善电网结构是远远不够的。

增强电网系统的安全性，就必须注重不断完善电力系统中的自控系统。在电力系统中，发电机组是一个能够起着关键性作用的元件，其控制技术已经被电力领域的专家进行深入研究，发电机的迅速调控系统、电力系统的稳定器等设备已经在电力系统中得到应用。但是，对多种多样的新型设备的研究，还有很大的提升空间。

随着我国电力公司的不断发展，电力系统的安全也存在着严重的隐患，比如，输电能力有限、潮流转移的压力增大等问题。电力系统所面临的问题，对提高其自控水平有了更高的要求，迫切需要科学、先进理论的支撑，同时也要及时地掌握最新信息，对相关电力系统中的自控系统不断地进行更新和完善，以最终实现各个电力系统的安全以及稳定运行。

2.3  完善电网结构，为安全的操作与运行提供基础性支撑

在主动安全体系中，完善、健全的电网结构属于最后一道防线，可以为整个电力系统提供坚实的物质基础。实践表明，在对整个电网结构进行全面的设计以及规划的过程中，电力系统实际运行的安全性及其提出的各种要求属于一个不可忽视的因素。在实际设计的过程中，若对电网结构的安全性未给予高度重视，或者难有科学合理性的规划，便会造成极大的安全隐患，可显著增加实际运行中各种安全事故发生的概率。在电网规划设计中，应该综合分析电力系统的特性，合理的布局，加强对主干网络的了解，有助于提出更好的电网结构的规划设计。

3  电力系统中被动的三道安全防线

3.1  电力系统受到相关干扰后可有效地防范各种事故

在电力系统的实际运行中，如果被动安全体系在系统受到干扰，为了预防大面积停电导致发生事故，应该采用高频切机、解列、低压切负荷等手段，有效的防止大面积停电而发生事故。

3.2  采用相应措施以保持实际运行的稳定性

在被动安全体系中，其第二道防线是采用稳定的控制措施，来保持电力系统的稳定运行。在发生故障后，由于没有及时准确的切断发生事故的元件或者是事故比较严重，而造成电力系统不稳定，便需充分借助于电力系统中的各种控制装备，采取积极的处理措施，保证实际运行的安全性以及稳定性。

3.3  及时切除引起事故的相关元件，阻止事故的进一步

扩大

电力系统中被动安全体系的第三道防线是迅速切除发生事故的元件，阻止事故的扩大。在切除元件时，要求迅速和可靠，尽可能的把事故的影响控制在最小范围，阻止事故的进一步扩大。

4  结  语

电力系统安全稳定综合防御体系的框架主要是由两大部分组成，一是主动安全体系，二是被动安全体系。其中，在电力系统中，其主动安全体系主要包括以下几个方面：电力系统稳定以及安全的运行、完善的自控系统以及健全的电网结构;电力系统的被动安全体系由预防大面积停电事故、保障稳定运行和切除事故元件。要不断的加强电力系统中主动安全体系的三道防线和完善被动安全体系的三道防线，保证我国电力系统的安全运行。

参考文献：

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[2] 杨以涵，张东英，马骞，等.大电网安全防御体系的基础研究[J].电网技术，2004，（9）.

[3] 汤涌.电力系统安全稳定综合防御体系框架[J].电网技术，2012，（8）.