电网孤网运行风险分析及控制措施

魏可慰

（广东电网有限责任公司惠州供电局，广东 惠州 516000）

0 引 言

电能作为现代社会的主要能源，在国民经济发展、人们日常生活等方面都有着不可替代的作用。作为电力系统的重要组成部分，电网的运行质量与调度体系、调度运行方式及电能输送等方面密切相关。但是，我国电网目前安全系数较弱，对于各种继电保护装置、安全装置的依赖性较大，在运行中存在各种安全隐患。因此，对于电网孤网运行风险分析及其风险控制措施探究具有十分重要的意义。

1 电网孤网运行概况

1.1 电网孤网的定义

孤网就是孤立的电网。一般孤网主要是指基于大电网、小容量之外的电网，其中大电网主要指的是最大单机容量比电网总量低8%的电网。孤网电网是一种有源电网，与大电网运行存在一定的差异，特别是电源、负荷等方面[1]。

1.2 电网孤网运行现象

电网孤网在运行过程中会产生较多现象，如电力系统频率将会出现下降。此外，在低压率减载装置和低频率减载装置等电力系统的共同作用下，电压逐步恢复正常，此时会导致高电压以及高频率现象的发生。

1.3 电网孤网的分类

电网孤网根据运行时间的长短主要分为长期孤网运行和短期孤网运行两种，而按照预先规则划分则又可以分为非计划孤网运行和计划孤网运行两种。

2 电网孤网运行风险的影响因素

2.1 电网侧影响因素分析

2.1.1 减载和联切装置的影响

目前使用的低频减载、低压减载即联切装置大都是根据大电网的运行系统而设计的，因此在电网孤网运行过程中，运用这些装置稳定孤网运行时必须对运行功率进行计算[2]。如果孤网运行功率出现缺额，那么必须在频率下降到一定数值后才能开始运作。同时，为了确保不出现误操作现象的发生，必须要在孤网运行过程中根据当前电网的实际情况进行延迟设置。

2.1.2 低频解列装置的影响

如果大电网运行系统发生重大事故和故障，就会导致孤网运行状态下电网频率出现大幅度的急速下滑；如果不能对这种情况进行有效控制，那么电网系统就会在极短的时间内出现崩溃，从而导致电网孤网不能正常运行。一旦电网出现故障，发生崩溃现象，发电设备将会立即停止工作，造成当地大范围的停电。

2.2 机组侧影响因素分析

孤网运行时主要是通过发电机一次调频来实现其频率调节工作的。但是一次调频存在误差率，所以为使孤网高效、安全、稳定的运行，需要在一次调频的基础上实施二次调频。电网系统中包含了分散电源，电网主要是通过主网与分散电源共同向负荷提供功率实现运行。如果电网中分散电源能够满足负荷功率，那么供电将会向主网进行传输；如果分散电源不能够满足负荷功率，那么需要依靠主网来对负荷提供功率[4]。因此，要确保机组调节的稳定性。

3 电网孤网运行风险的控制措施

3.1 构建完善的调度体系

为有效防控电网孤网运行的风险，要构建完善的调度体系，确保调度体系的科学性、合理性。在原有的调度体系基础下，不断完善，融合现代化信息技术，确保调度体系的严谨性。此外，必须加强孤网运行调度人员的专业水平，提高他们在部门工作中的地位。全面解决孤网运行调度方面的问题，提升调度工作信息的透明度。

3.2 对电力系统稳控装置进行合理设置

电网孤网虽然可以通过相应的保护装置进行切机切负荷，从而保证电网孤网的安全性。根据当前电网孤网安全稳定装置的现状分析，在温控装置中接入变电所低频装置进行计算，能够极大限度地提高切负荷量的精确度。电力系统稳定装置策略安排上共有两种方式，（1）针对现象进行简单粗暴的切机切负荷；（2）根据电网稳定情况，结合电网稳定计算、保护动作及暂态分析等因素的考量，进行精细化的设置。这两种情况都有一定的优势和缺点，因此，在使用电力系统稳定装置时，要根据实际情况进行合理设置，以辅助形式确保孤网运行的稳定性[3]。

3.3 合理安排孤网运行调度方式

在电网孤网运行过程中，其电网机组主要是负责对负荷量进行调整，转化成为调整频率，并将其运行频率控制在一定数值范围内，从而避免负荷量受到用户用电量变化的影响。此外，在电网孤网的运行过程中，还必须以《电力系统安全稳定导则》为运行标准，确保备用容量完全符合要求，在新设备投入安装使用前，应当加大检查力度。同时，在对孤网运行系统进行维护管理过程中，必须对其日常运行模式进行科学合理的分析，利用现代化信息技术来提升其可靠性，并根据分析结果确定次日发电计划曲线。只有充分做好准备工作，才能在电网故障发生时为维修技术人员提供充足的时间，不至于长时间、大范围的停电。

3.4 做好事故预处理

在孤网运行过程中，调度人员必须时时关注监控信号，对孤网运行设备状况进行分析，发现存在安全隐患或者事故发生的可能性，要及时通知运行人员进行检查，从而做好事故预处理。合理安排人员开展定期巡视工作，确保实时掌握孤网设备运行的状态。做到有效的风险分离，因此就必须创造良好的调度环节。要当班调度人员对设备的实时环境进行重点监控，定期对设备进行保养，同时还应当加强调度人员对现代化控制技术的掌握，以信息化手段实现孤网运行调度数据的共享。

3.5 加强负荷控制

为了确保电网负荷变化引起的频率变化数值在标准值范围内波动，必须加强对孤网电网负荷量的控制与管理。只有这样才能确保孤网系统有效运行，促使系统运行频率恒定不变。在孤网运行过程中，其负荷量的波动应当控制在5 MW以内。如果在实际的运行过程中需要对负荷量进行变动，则必须通知相关调度人员，由调度人员先对频率进行调整后再对系统负荷量进行相应的调整。为了确保孤网运行风险的有效控制，调度人员必须采取有效的措施准确掌握负荷端在各种状态下的负荷数值，从而保障孤网负荷量与单机发电峰值协调调整。

3.6 开展实施电网综合控制

实施电网综合控制，是以孤网调度需求为切入点，结合孤网中各级子系统的信息和数据，对孤网进行优化分析，从而提出预警策略。通过电压无功控制、自动发电控制，实现电网孤网运行过程中的优化控制。图1为孤网运行的协调优化控制方法图。

孤网运行协调优化控制是典型的多变量优化控制，在控制结构上主要采取两级控制模式，主要分为上级控制和下级控制，以实现对电网有功、无功的循环封闭控制。上级控制主要采取的是优化调度和预警机制，是整个优化控制的核心，是由负荷预测、负荷特性分析、发电计划及中枢母线电压设定值4个模块组成。下级控制主要是由负荷管理与控制、自动发电控制及电压无功控制构成。通过上下两级的控制实现对电网孤网的实时调度，以实现整个系统的协调优化控制。

4 结 论

为了确保孤网运行的稳定性，必须对其运行的状态、存在的风险因素进行科学分析。同时，不断构建完善的调度体系，加强低频低压减载装置的利用，对电力系统稳控装置进行合理设置，优化孤网运行调度方式，开展实施电网综合控制，以有效确保电网孤网运行的安全性和可靠性。

图1 孤网运行的协调优化控制方法图