电力系统安全稳定控制技术及其应用研究

曲学奇

摘 要：我国的电力系统在经济发展的推动下，逐渐取得优质的发展成果，起内部的系统构造更加复杂，使电力系统在电力事业中能够发挥的功能更多，其结构复杂化带来了积极的功能的同时也带来了消极的影响，电力系统的安全事故频繁发生，究其原因，主要是电力系统的安全管理工作没有跟上电力系统的整体发展，本文对能够保障电力系统的运行既安全又稳定的相关控制技术进行分析。

关键词：电力系统；安全稳定；控制技术；应用

当今的经济型社会对于国家的各种资源的需求越来越大，电力资源是日常使用的一种重要资源，无论是经济建设还是人民的生活都离不开电力资源的支持。因此如果电力系统不能保持正常运行，就会对我国的居民的生产与生活产生较大的影响，如经济损失等。本文对其安全稳定控制的相关理论进行分析，希望能够切实提升我国的电力系统的安全稳定性，并且对我国的电力事业发展提供帮助。

1 对电力系统实施安全稳定控制技术的概述

电力系统是一种常见的能源供给系统，能够为使用者提供具有稳定的频率的电压以及电能。评价电力系统为的性能指标有：安全性、稳定性以及可靠性，这三种性能在电力系统的正常运行的过程中都发挥着关键性的作用，其中，安全性是指在电力系统运行时，即使遭受了外部环境的干扰，也会对其供电功能产生影响的风险程度；可靠性主要指在进行长期供电工作时，保证正常运行的概率数值，是衡量其提供连续不断的供电功能的重要指标；稳定性主要是指已经经历过干扰的电力系统能够保持完整的运行程序的持续程度。只有满足以上三种性能指标，才能从根本上确保电力系统提供优质的供电服务。

2 保证电力系统安全稳定的关键性技术

对于我国的电力系统的进行安全稳定控制的相关技术有了一定了解后，我们可以通过以下的关键性技术，在一定程度上，使电力系统的安全稳定度有所提升。

2.1 电力系统安全稳定控制的常用技术

低频控制技术。低频振荡与系统网络结构、运行状况及发电机磁系统参数密切相关，产生的原因主要包括远距离的输电电路发生功率摆动、大区间联系弱、大机组系统阻尼变弱、远距离输电线路中部或受端的电压不足等。在安全稳定控装置内增加低频检测判据和控制策略就可实现对低频振荡进行及时的检测和控制。具体措施包括增强网架、串联补偿电容、采用直流输电方案和在远距离输电线路中部装设同步调相机以加强电压支撑的作用。

低压控制技术。电压不稳定是促使低压控制技术产生的重要动力因素，因为电压不稳定往往导致整个系统的不稳定。电压崩溃是伴随电压不稳定导致电力系统大面积、大幅度的电压下降的过程，致使大范围内停电。低压控制技术能利用相关的信息管理系统采集当前系统运行是的各种数据，同时还可以针对可能造成电压崩溃的预想事故进行暂态电压稳定（小于10秒）和中期电压稳定（10～30秒）分析计算，提出电压预防性控制措施。

2.2 基于光电传感器的新技术

与传统的电压和电流互感器相比，新型光学电流和电压互感器具有非常明显的优势，譬如良好的绝缘性能、较强的抗电磁干扰能力等。与现代数字信号处理器（DSP）技术紧密结合的光电传感器成为电力系统安全稳定控制技术的新导向，同时将其应用于全球定位系统（GPS）中可以使广域中采集实时量的统一时标问题得到有效的解决。这一问题的解决对促进继电保护技术的进一步发展发挥了至关重要的作用。

2.3 自适应稳定控制技术

使控制系统对未建模部分的动态过程以及对过程参数的变化变得不敏感是自适应控制的最终目标。其作用原理是这样的：当系统控制过程发生动态变化时，自适应控制系统就能及时捕捉到这一变化并实时调节控制策略和相关的控制器参数，从而实现系统的稳定控制。除此之外，为了使控制操作更为精确，安装有自适应稳定控制系统的电力系统主站或调度中心还可以根据其所接收的电网实测数据及时完成紧急控制策略的自动优化，从而有效实现电力系统的自适应稳定控制，同时还具备相关的事故自动处理功能。目前，自适应稳定控制技术与电力系统紧急控制在线决策技术以及广域测量技术的有效结合实现了电力系统安全稳定的广域测量分析控制一体化，为实现电力系统安全稳定提供了极为重要的技术支撑。

3 相关技术的具体应用

在实际的电力系统运行中，电力管理人员可以根据具体情况来对技术进行选择性使用。

3.1 电力系统安全稳定控制体系的构建

在进行电力系统规划设计时要把电力系统的安全性放在首要位置，确保电力系统的持续安全稳定。因此，运用电力系统安全稳定控制技术构建合理的、具有预防性控制调度手段的电网结构，组成一个完备的电网安全防御体系是预防电力系统动荡因素和大停电事故的有效方式。电力系统安全稳定控制体系是一个综合性的系统工程，涉及电网结构设计、电力系统运行方式规划、安全稳定控制和系统自动控制等方面。电力系统安全稳定控制体系可以分为受扰动前的电力系统安全保障体系和受扰动后的电力系统安全稳定控制体系。

3.2 电力系统安全稳定控制过程分析

电力系统作为一个极其复杂的非线性的动态大系统，由于系统的电气量变化范围相对比较大，而且持续的时间短，分析计算又相对比较繁琐，决定了电力系统安全稳定控制过程实现起来也相对较为复杂，为了更好地保证电力系统的安全稳定控制效果，要求相关安全控制策略的分析计算应在事故发生前做好相关充分的准备工作。解决这一问题的方法一般有两种：一是在线方式。该方法主要是根据当时电网的实时运行状态由在线决策系统的服务器对可能发生的相关故障进行稳定分析计算，从而形成当前電网的稳定控制策略表。需要指出的是，该方法的实现需要当前电网的运行状态和大量相关的数据信息，实现起来比较困难，在实际的分析计算中很少采用该方法。二是离线方式。它是人为通过对电网不同运行状态下可能遇到的故障进行稳定计算分析后形成的电网的稳定控制策略表的一种分析计算方法。相比较在线方式，该方法实现起来比较简单，缺点是计算、维护工作量大，对电网发展变化的适应性较差。

结束语

为了使我国的电力系统在运行的过程中能够保证较高的稳定性以及安全性，就必须掌握上述的关键性技术，并根据电力系统的实际情况进行应用，对于不同类型的电力系统，其安全稳定控制技术的选择也具有多样性，电力系统的安全管理工作者应当对电力系统的实际情况进行了解，还要不断对安全稳定管理技术进行研究，将更多的现代化元素应用到安全稳定性的管理工作中，有效地提升我国的电力系统的安全稳定管理以及控制的能力，从而推动我国的电力事业为居民提供稳定的服务。

参考文献

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