电网运行方式策略

电网运行方式策略（精选8篇）

电网运行方式策略 第1篇

2012年阜新电网新增66千伏及以上变电规模合计

1、变电站总规模:

变电站5座其中220千伏变电站2座，66千伏变电站3座。

2、变压器总容量：

650兆伏安，其中220千伏变压器容量540兆伏安，66千伏变压 器容量110兆伏安。

3、2012已投运变电站：

2012年7月投运阿金220千伏变电站，变压器1台型号

ssz11-180000/220容量180兆伏安。

2012年4月投运66千伏八家子变电站，变压器2台型号ssz11-10000/66容量20兆伏安。

2012年9月投运玉龙66千伏变电站，变压器2台型号ssz11-40000/66容量80兆伏安。

4、即将投运的变电站

煤制气220千伏变电站，变压器2台型号ssz11-180000/220容量360兆伏安。

太平66千伏变电站，变压器1台（本期1台远期2台）型号ssz11-10000/66本期容量10兆伏安。

电网运行方式策略 第2篇

一、运行方式编制原则：选取最合理的结线方式，保证整个电网的安全运行，力求达到电网运行的最大经济性；保证重要用户供电可靠性和灵活性；电压质量符合规定标准；便于电网事故处理。

二、每年编制一次地区送变配电电网运行方式，经主管局长（总工程师）批准。内容包括：上一年电力电网运行情况总结：上一地区电网新设备及设备更新改造投运情况；上一地区电网规模；电力生产完成情况及评价与上年同期相比增长情况；电力电网安全情况分析；上一年末地区电网地理位置接线图或电网接线图。本电网运行方式：本新（改）建项目投产计划；本电网设备检修计划；电网结构综述；各变电所及线路负荷情况及分析；经济运行情况及分析；本电网运行方式规定（包括各变电所正常机检修运行方式、电网无功补偿、拉闸限电有关规定、节假日期间有关规定）。急需进行的电网建设或改造项目与经济运行效益简要分析。

三、根据电网运行和检修需要编制日运行方式或临时运行方式，内容包括：运行方式变更原因及内容；结线方式、电压变动情况，继电保护及自动装置的变更；操作原则，注意事项及新方式事故处理原则。

临时运行方式经编制审核后由调度负责人批准，运行方式变化较大和重要设备停电由主管局长（总工程师）批准。

四、值班调度员遇有特殊情况，为使电网安全经济运行，改善电能质量可根据当时具体情况临时改变运行方式，但方式变化较大或影响用户时须经调度领导或主管局长（总工程师）批准。

电网运行方式安排原则

电网运行方式的安排，应充分考虑电网的结构、电源与负荷的分布以及设备运行的限制等，做到安全性、稳定性、可靠性、灵活性和经济性。

电网运行方式应保证设备运行的安全性。所谓设备运行的安全性，是指设备的各运行指标不超过其本身参数要求。安全性是运行方式安排所首先要考虑的问题。比较典型的安全性问题如设备通过的电流超过其热稳定限额、系统短路电流超过开关额定开断电流等等。

随着电网的发展、电源的建设（包括开机方式）以及负荷分布的变化，电网的潮流分布也会随之产生变化，会出现主变或线路超限额运行、开关额定开断容量不足等问题，必须采取一定的措施，转移或限制负荷，控制系统短路电流（可以更换开断能力更大的开关，但受到很多技术因素的影响），以满足安全性的要求。合理的运行方式应使系统保持一定的稳定性。

电网的稳定性从大的方面讲有三个：频率稳定、电压稳定和功角稳定；功角稳定指的是发电机同步运行时的稳定问题，根据受到扰动的大小分为：静态稳定、暂态稳定和动态稳定。电网的稳定性应与设备的稳定性区别开来，设备本身的稳定性有两个：热稳定、动稳定，尤其是动稳定与动态稳定一定要理解其不同含义。短路电流、短路冲击电流通过导体时，相邻载流导体间将产生巨大的电动力，衡量电路及元件能否承受短路时最大电动力的这种能力称作动稳定，它是以短路冲击电流的峰值来校验的；而动态稳定指的是发电机同步运行时受

到大的或小的扰动，在自动装置的作用下，保持一个长时间的稳定运行的过程，常见的动态稳定问题有低频振荡、次同步振荡以及发电机的自励磁。调度机构在安排运行方式时，应充分考虑各种稳定的限制，有条件时，利用相关软件计算系统各断面的稳定限额，合理调整开机方式和电网的运行方式，确保各断面潮流在稳定限额以内。安排运行方式时应保证对本级、下级变电站以及用户供电的可靠性。在安全性和稳定性的约束下，运行方式应充分考虑各级变电站及用户供电的可靠性。同一变电站的电源尽量来自不同方向的两路电源或同一电源的不同母线、不同主变，以确保一路电源故障跳闸时，仍能保证下级电源的用电。特殊情况下，应考虑变电站保所用电措施。

合理的运行方式应具有一定的灵活性，以满足不同负荷潮流的需要，并有利于事故处理。电网的负荷潮流是时刻变化的，具有不确定性，在安排运行方式时必须认真分析系统特点，考虑一定的裕度，保持其灵活性，才能满足负荷潮流的不断变化，并能够适应事故时负荷的转移、方式的调整。

安排运行方式时还应兼顾经济性原则。电网经济运行是指电网在供电成本率低或发电能源消耗率及网损率最小的条件下运行。电网经济运行是一项实用性很强的节能技术。

这项技术是在保证技术安全、经济合理的条件下，充分利用现有的设备、元件，不投资或有较少的投资，通过相关技术论证，选取最佳运行方式、调整负荷、提高功率因数、调整或更换变压器、电网改造等，在传输相同电量的基础上，以达到减少系统损耗（网损），从

而达到提高经济效益的目的。地区供电企业统计口径的网损主要有三部分构成：降压变压器的损耗、输电线路的损耗以及低压母线不平衡。其中降压变压器损耗占输变电设备损耗的2/3以上。变压器的损耗包括有功损耗和无功损耗，有功损耗又分为空载损耗和负载损耗两部分。

电网运行方式策略 第3篇

1 电网运行方式安排的原则

电网运行方式的安排, 应充分考虑电网的结构、电源与负荷的分布以及设备运行的限制等, 其坚持的原则有安全性、稳定性、可靠性、灵活性和经济性。

电网运行方式应保证设备运行的安全性, 安全性是运行方式安排所首先要考虑的问题。所谓设备运行的安全性, 是指设备的各运行指标不超过其本身参数要求, 确保输电的安全。而电网运行的稳定性主要指的是频率稳定、电压稳定和功角稳定。功角稳定指的是发电机同步运行时的稳定问题, 根据受到扰动的大小分为:静态稳定、暂态稳定和动态稳定。此外, 电网的稳定性应与设备的稳定性区别开来, 设备的稳定性主要指的是热稳定和动稳定。

电网运行的可靠性指的是安排运行方式时应保证对本级、下级变电站以及用户供电的可靠性。在安全性和稳定性的约束下, 运行方式应充分考虑各级变电站及用户供电的可靠性。同一变电站的电源尽量来自不同方向的两路电源或同一电源的不同母线、不同主变, 以确保一路电源故障跳闸时, 仍能保证下级电源的用电。特殊情况下, 应考虑变电站保所用电措施。

电网运行的灵活性指的是其运行方式要满足不同负荷潮流的需要, 并有利于事故处理。电网的负荷潮流是时刻变化的, 具有不确定性, 在安排运行方式时必须认真分析系统特点, 考虑一定的裕度, 保持其灵活性, 才能满足负荷潮流的不断变化, 并能够适应事故时负荷的转移、方式的调整。

此外, 电网运行还需兼顾经济性的原则。电网的经济运行主要包括变压器及其电力线路的经济运行, 它是一项实用性很强的节能技术, 这项技术是在保证技术安全、经济合理的条件下, 充分利用现有的设备, 通过优化运行方式, 提高功率因数、调整或更换变压器、电网改造等, 在传输相同电量的基础上, 减少系统损耗 (网损) , 从而达到提高经济效益的目的。

2 电网运行方式安排对经济运行的影响

电网运行方式安排不当, 不仅会造成设备利用率下降, 增加了电容器、变压器等的投资, 还有可能会导致电压损耗增加, 提高了网损, 对电网的经济运行造成极为不利的影响。

电网运行方式的安排主要包括变压器、电力线路等的安排, 而其合理安排的目的就是降低系统损耗 (网损) , 提高经济运行的效率。地区供电企业统计口径的网损主要有三部分构成:降压变压器的损耗、输电线路的损耗以及低压母线不平衡。其中降压变压器损耗占输变电设备损耗的2/3以上。变压器的损耗包括有功损耗和无功损耗, 有功损耗又分为空载损耗和负载损耗两部分。一般的输电网中, 负载损耗约占总损耗的80%, 因此当负荷不变时, 电压每提高1%, 与电压平方成反比的负载损耗将减少2%。在运行电压接近额定电压, 变压器分接头位置不变时电压每提高1%, 变压器的空载损耗将增加2%, 其铁芯损耗也因与电压平方成正比而增加, 由上可知, 适当提高电网主网架的电压水平可以有效降低输电线线损, 同时积极调整各级枢纽站主变有载分接头位置, 使配电网中线损和变损损耗比例达到最优比例, 从而最大程度的降低全网损耗。无功功率的不合理流动也增加了系统的损耗。因此在安排运行方式时, 应根据主变的负载情况, 及时调整主变运行方式, 降低损耗;采用无功优化装置, 强化无功管理, 做到无功功率的分层分区, 就地平衡, 避免因无功功率的不合理流动产生损耗。

电网运行方式安排得当, 一方面可以提高设备利用效率, 节约电容器、变压器等的投资, 另一方面可以减少电压损耗, 在提高供电质量的同时进一步降低线损, 提高电网系统运行的经济效率。

3 优化电网运行方式的策略

针对电网运行中损耗等问题, 可以通过一些有效的措施来减低, 使电网达到最优的经济运行, 提高社会的经济效益, 促进电网运行管理走向定量化、择优化、有序化的现代化管理。可以采用以下策略, 优化电网运行方式。

(1) 优化变压器运行方式

变压器在电网运行中起着重要的作用, 优化变压器运行方式, 可以减少不必要的投资, 降低网损, 促进电网的经济运行。变压器经济运行需建立起在变压器安全性及供电质量不受影响的基础之上, 采取相关措施, 挑选出变压器运行的最佳方式, 调整负载并且促进变压器运行条件进一步改进, 将变压器电能损耗控制在最低限度, 促进电源侧功率因素的进一步提升。具体的做法有以下几点:对变压器三相负荷进行平衡, 实现对变压器耗损的有效控制;对配电网运行电压加以调整, 确保其合理性;开展变压器经济运行优化计算, 绘制变压器经济运行曲线图以及选择合适的变压器容量等。

(2) 改造电网, 对落后电网进行优化升级

当前, 在我国的广大农村, 尤其是偏远的山区, 普遍存在输配变电容量不足、供电半径过长等问题, 不仅提高了电能损耗, 还影响了供电的质量和安全, 降低了电网的经济运行效率。因而, 需要通过合理选择、优化组合电网变压器以及电力线路, 构建起安全经济型电网, 提高电网运行效率。

在具体的改造电网过程中, 需要做到以下几点:确定最适宜的变压器容量, 在实践中可以选择子母变压器, 防止出现大马拉小车的现象;优化电网布局, 对网络结构进行合理调整, 尽可能控制供电半径;此外, 还需要选择节能设备, 采用损耗较低的变压器, 取代能耗较高的变压器;以及确定最佳的配变安装地点和最佳的导线截面等。

(3) 优化配网运行方式

电网需要保证区域电网 (110kv以上) 和地区电网 (110kv以下的城区网、农网和企业网) 的安全运行和供电质量, 而在运行的过程中存在一定的线损。在充分利用现在设备的前提下, 优化配网运行方式, 提高其经济运行效率需要做到以下几点:选择最适宜的配电线路联络方式;对于采取环型运行方式的供电网络, 在确定网络断开点的时候要以经济功率的分布状况为主要依据, 以实现对线路电能损耗的有效控制;此外, 在确保安全的前提下, 推行带电作业方式, 有效控制线路停电时间。

(4) 进行有效的经济调度, 降低网损

根据用电的规律, 合理调整电网年度、季度运行方式, 把各种变电设备和线路有机地组合起来充分挖掘设备的潜力, 减少网络损耗, 优化电网的运行方式;此外, 还需要根据电网的实际潮流变化, 及时合理地调整运行方式, 做好无功平衡, 在改善电压质量的同时, 提高电网的经济运行效率。

4 结束语

十二五期间, 国家加强了电网改造的力度, 在促进电网经济运行的过程中, 需要抓住电网改造的有利时机, 优化电网布局, 从科学的角度出发, 选择最适宜的电网结构;此外, 需要根据建设节约型社会的要求, 引进先进的节能设备, 合理地进行投资, 实现对电网耗损的有效控制, 提高电网经济运行的效率。

参考文献

[1]李玉江, 李鹏.加强电网经济调度提高企业经济效益[J].科技促进发展 (应用版) , 2010 (10) .

[2]李宁.关于电力经济运行的思考[J].北方经济, 2012 (22) .

[3]王涛, 黄民翔.电网经济运行降损节能研究[J].华东电力, 2008 (9) .

综述电网运行方式综合管理 第4篇

【关键词】运行方式；无功电压

1.引言

电网电压偏高的现象一直在四川茂县牧区存在，电压合格率落后于其他地方。该地区电网(其中牧区电网)受结构比较薄弱，单线单变串联供电多，而且长线路、轻负荷等的影响，电压偏高的现象非常明显，尤其是在红房子电站机组停运后，牧区各地方单独一个电网运行时。下面我们来分析电压偏高的原因和解决方法。

2.电网存在的无功功率

2.1 无功功率在变压器上的损耗

我们可以画出变压器的等效电路图如图1-1所示：

在它的无功功率损耗中（励磁支路损耗和绕组漏抗中的损耗），即：

（1-1）

空载电流乘以的百分值基本生等于励磁支路损耗的百分值，约为百分之一到百分之二；如果当变压器满载时，短路电压的百分值基本上等于绕组漏抗中损耗的百分值，大约为百分之十[1]。那么在哪种情况下可以忽略不计呢？对一台变压器或一级变压的网络而言，满载时变压器的无功功率损耗约为它额定容量的百分之几；若对多级电压网来说，变压器的无功损耗就非常可观了（如果以一个五级的变压网络为例的话，设电厂中升的电压，网络中的、、降压给客户，计算结果如表1-1所示。由此可见，系统中变压器的无功功率损耗的比例占地相当大，与有功功率损耗进行比较的话，它要大得多。

2.2 输电线路中的无功功率损耗

输电线路∏型的等效电路图如图1-2，电抗中（串联线路）的无功功率损耗与所通过的电流平方成正比 如式1-2：

（1-2）

线路电容的充电功率与此电容的电压的平方成正比如式1-3：

（1-3）

无功功率在线路中的总损耗为：

（1-4）

一般电压小于等于的架空线路的充电功率很小，基本上都是消耗无功功率的。线路的电压大于等于时，此时传输功率比较大，电抗中无功功率地消耗将大于电纳中生成的无功功率，此时该线路为无功负载，当线路传输的功率比较小时，电纳中生成的无功功率除了与电抗中的损耗抵消一部分后仍有多余，这时的线路就成为了无功电源。

3.四川牧区电网概况

四川茂县牧区的电网主要由马塘、三家寨、龙日坝、安曲、阿坝变电所，红叶、米亚罗水力发电电站，若干个小型水力发电站组成。主要向阿坝等地供电，由于是牧区，工业用电几乎没有。主要是牧民的平常生活所需的电能使用，用电的负荷并不高。牧区的特点是地广人稀，造成了输电线路较长，电网网络接线和网内线路长路详见图2-1。电抗器也没有在电网内普遍安装。

牧区电网的供电主要是来源于红房子电站，由于红房子电站装机容量比较大(3×30MW)，且机组的进相能力非常好，所以牧区电网内电压偏高，使电网中存在安全隐患的几率比较大。

4.对牧区电网电压偏高的分析

(1)前面我们已经介绍了电网中的无功功率并给出了计算式和等效电路图。输电线路的电纳B可以表示为：

（3-1）

由式3-1知电纳随着输电线路长度变长而变大。

电纳越大（线路越长），线路的输送功率小于线路的自然功率，线路就会把无功到送给电源，引起电压大于正常的范围[2]。在电网中，网架结构薄弱是造成电压偏高的基本原因。

(2)三家寨下面的小水电站跟电网一起运行期间，由于地方的小水电机组没有进相的能力，所以对无功的调节很不利。只能依靠有进相的大水电机组来调节，调节手段不够多，效果不明显而且没有连续性。

(3)四川牧区电网负荷带有冷负荷的性质，夏季和冬季的负荷差很大。夏季，受四川的气候影响，取暖负荷基本上为零，雨水充足导致小水电站发电量增加，一般电网末端负荷在2000～4000kW左右，深夜的时候还向发电系统倒送电；冬季天气变冷，取暖负荷明显上升，河水都结冰了，小水电站不能发电，全靠大电站来支撑，负荷在20～35MW左右。负荷比夏天大的多。

(4)由于农村电网的改造资金很少，电网建成运行后没有资金去改善(加装电抗器)[3]；牧区的用电量增长的幅度不大，所以建设电网的步伐很缓慢，在运行方式上无法做到灵活多变。

5.四川牧区电网电压偏高解决办法

(1)近期采取的措施是加装电抗器。长距离输电线路需要有无功补偿，常用的补偿设备是电抗器，电抗器是补偿输电线路对地电容的充电功率，从而来抑制工频过电压。电抗器的容量要根据实际的线路长度和过电压限制的水平来选择，它的补偿度(电抗器容量除以线路充电功率)一般不低于60为好。

(2)远期采取的措施是尽量加快电网网络建设，从本质上改善牧区电网单线串联供电的情况。改善电网基本结构，从而使电网运行方式变的灵活。在电网发展中消除高电压现象以降低不安全的威胁。

(3)利用地理优势大力发展四川牧区的旅游产业，招商引资发展工业，来增大用电量。

6.电网运行方式管理

电网运行管理包括运行方式的编制与管理、负荷管理、设备检修管理、无功电压管理、低频减载装置管理、继电保护及自动装置管理等。本文根据四川茂县牧区电网现存的主要问题，对无功电压和负荷管理方面制定了规定。

6.1 无功电压管理

(1)地方电网调度主要负责本地区电网的电压、无功管理，以保证电压的质量。

(2)凡装有电压监测器的变电站，应认真对该仪表进行维护，并确保其正常运行，未经当值调度员的许可，不得将电压监测器退出运行。

(3)对设有电压监视点的变电站的值班人员，要求他们认真监视变电站电压的变化，若发现电压偏差值超出规定的数值时，应立即向地调值班调度员报告情况，根据调度员的命令切实做好无功补偿装置和有载调压变压器分接开关的调整，使电压恢复至允许范围之内[4]。

(4)接有长距离输电线路的变电站，如发现母线电压异常升高，应尽快查明原因，报告地调值班调度员并根据调度指令进行处理。

(5)地调应定期分析电网潮流和电压的变化，据此调整主变压器分接开关及运行方式，从而改善电压质量，提高经济运行水平。

(6)按期绘制地区电网代表日潮流图，代表日为每月15日，潮流图中应标明主变压器分头位置，主变各侧有无功负荷、主要联络线潮流和各级母线电压值，以及当日电网的实际结线方式。应于每月25日前把潮流图上报到调通中心。

(7)对因系统原因长期不需要运行的无功装置，在能保证电压合格的情况下，每季度投入一定的时间，运行设备，对其进行试验。

6.2 负荷管理

(1)编制运行方式就是负荷管理工作要做的，若要确保电力系统安全经济运行就要做好负荷管理。

(2)负荷管理人员应于每日11时前将本地区次日的预计负荷曲线，日供电量报调通中心，逢节日应在节前三日提出节日至节后一日的预计负荷曲线。

(3)负荷管理人员应按时收集以下资料：

1)地区及大用户的代表日24小时负荷及电量。

2)地区及大用户的节日24小时负荷及电量。

3)地区每日的负荷率、每月的平均负荷率。

4)地区及大用户具有代表的特殊小时及日功率的因数，月平均功率的因数。

5)用户无功补偿所需的容量，用户对用电的性质以及对需要用电的要求。

6)大负荷用户的月度、季度、年度生产计划以及其对设备的检修计划[5]。

(4)加强负荷分析是搞好负荷管理的中心环节，负荷分析应进行下列工作：

1)从总负荷中分析出用户用电、网损率的比例和地区功率因数的变化规律。

2)从用电负荷中分析出各大厂矿生产用电和生活用电的比例。

3)从生产用电中分析出各行业的用电特性及规律。

4)分析对负荷造成影响的气候和季节因数[6]。

5)调查并深入了解事故发生后对用户造成的影响。

7.结语

随着国家电网的发展，越来越多的地方都在对电网进行优化，使各个环节电压都满足国家规定，减少发生严重事故的几率。减少电能在传输过程中的损失。这就需要对整个电网的结构和运行方式进行科学的合理的安排，研究不同地区不同的运行方式对于电力系统安全、经济、优质运行具有重要意义。

参考文献

[1]何仰赞,温增银.电力系统分析第三版[M].武汉:华中科技大学出版社,2007.

[2]孟祥萍,高蟋.电力系统分析[M].北京:高等教育出版社,2004.

[3]姜宁,王春宁,董其国.无功电压与优化技术问答[M].北京:中国电力出版社,2006.

[4]王守相,王成山.现代配电系统分析[M].北京:高等教育出版社,2007.

[5]盛万兴.农网全网无功优化与补偿模式[J].农村电气化,2011(8):16-18.

[6]高孟平.切实做好电网运行方式的安排和管理[J].云南电业,2010(12):34-39.

作者简介：李志兰（1983—），女，四川自贡人，大学本科，助理工程师，研究方向：方式管理、无功电压管理。

微电网运行策略 第5篇

而光伏发电作为微电网中一种典型的 DG，其运行具有代表性

[10,37]

：输出功

率的大小易受自然环境（天气等)的影响，产生电能具有明显的阶段性，光照不 充足甚至多日阴天多雨时，对于离网型光伏发电系统会造成供电的不稳定甚至断 电；同时，大规模的并网光伏发电系统经常会因为系统波动大，以及需要得到并 网许可等问题无法进行并网，极大的影响了光伏发电系统的经济性和稳定性。因 此，风力发电等其他类型的 DG 与光伏发电混合、光伏发电配置储能系统等发电 形式来共同构建混合的微电网发电系统，成为提高光伏发电系统友好接入和调节 微电网电能质量的一个研究热点。而对这种随机性较强的 DG 的控制目标，是保 证其供电可靠性和对可再生能源的最大利用率，并且这类 DG 均通过电力电子逆 变器接入微电网，因此对光伏发电这类发电具有明显间歇性的控制策略的研究，可以为其它采用同类型接口的 DG 控制器设计提供模型和理论分析依据。这对微

室内物联网监控系统是多种技术的综合研究与应用,包括传感器

技术、计算机网络技术、数据存储技术以及多种软件应用技术。本文

从室内物联网应用具体实现的角度进行研究与设计,实现了一种实用

化的室内物联网监控应用系统,详细的介绍了室内感知网络软硬件设

计、网络通信系统设计、数据库系统设计以及网络服务器应用程序设

关于电网调度与电网安全运行分析 第6篇

摘要：作为电网的核心部门，电网调度是保障电网安全运行的基础。为此研究了电力系统安全运行的影响因素，分析了电网调度存在的不安全因素，提出了在电网调度中确保电网安全运行的措施。

关键词：电网调度；安全运行；事故

随着我国的快速，电力基础设施的投资明显增大，电厂和电网的容量都有了质的发展，在这种情况下更应保证电网的安全运行。因此应从完善电网网络结构、提高继电保护的可靠性和增强调度人员的素质等方面加强管理。随着科技的进步及电网规模的不断扩大，电网发生事故的几率也在逐渐增加，而作为电网的核心部门，电网调度担负着保证电网的安全、经济运行的重要任务，因此其出现事故对电网整体的影响也在日益增大。且随着近年来城乡电网改造的逐步深入，电网内各种电气设备的技术水平都在不断提高，使电网整体的现代化水平都有大幅度的提高，但同时也增加了电网发生故障的几率。

一、电力系统安全运行影响因素

对电力系统的可靠运行造成影响的因素很多，根据电力系统本身的特性可将其分为内部因素和外部因素。

1.内部因素

（1）电力系统的一次元件出现固有的故障，如发电机失磁故障、输电线路短路故障、变压器磁饱和故障等。

（2）电力系统内部的二次元件如控制和保护系统中的继电器、断路器等出现故障。

（3）通信系统发生故障，如外部信息的侵入，信息传输过程中设备不稳定导致信息的缺失等。

（4）引入电力市场的竞争机制后导致旧设备与新设备不协调，且缺乏更换旧设备的主动性。

（5）电力系统中的机系统出现了硬件、软件故障。

（6）由于电力系统本身特性所导致的不稳定因素，如频率不稳定及静态振荡等。

2.外部因素

首先是气候急剧变化造成的自然灾害因素，如洪水、雷雨风暴及地震等。其次是人为的操作因素，如保护和控制系统参数的错误设置，由于恐怖活动和战争导致的蓄意破坏等。

由于影响电力系统安全运行的因素如此之多，应从多个方面加以综合防范，首先在电网建设阶段要加强监督和管理工作，保证电网建设工程的质量；其次应提高电力系统自动化的水平，加强变电站综合自动化系统及配电自动化系统的建设，同时定期对调度运行人员进行培训，提升核心技术人员的职业素质。

二、电网调度存在的不安全因素

电网调度作为电网运行的核心部门，其安全稳定直接关系着电网整体的可靠性，因此应对电网调度中存在的不稳定因素进行分析和研究。根据实际的工作经验，电网调度中存在的不安全因素主要有：

（1）由于电网运行人员并未严格遵守相关安全规程，交接班时在未完全了解电网运行方式的前提下就发布了调度命令，导致严重事故的出现，或者由于疲劳导致在拟写调度命令时出现失误。

调度员对相关的调度规程未完全遵守，尤其是在交班时未完全了解电网运行方式，导致工作出现严重失误，且在地调这个层面由于实行的是逐项命令，因此当工作量比较繁重时容易出现拟写调度命令失误的情况。在与现场进行三核对的过程中，由于现场回报不清或交接班时没有对工作交接清楚就匆忙进行操作也容易造成错误。

（2）没有严格执行相关的调度操作制度，工作结束时交接手续不清导致工作许可出现错误，使得当多个工作组工作时协调效果不好，工作结束后没有完全汇报工作，造成严重的事故。

（3）由于调度员的责任心不强及调度术语使用的不规范导致产生了误命令，因此需要培养调度的责任心。

（4）由于调度员心理素质和业务非常差，导致对操作中的工作程序和系统的运行状况不熟悉，延迟了重要用户的送电。

（5）班组的安全管理存在漏洞，导致调度员的安全意识非常淡薄，对于一二次资料的管理并不能严格执行，使得调度员在执行过程中缺乏相关的依据。

（6）检修工作缺乏计划性，导致相关的设备进行了多次重复的停电检修，客观上为调度员安排电网运行方式带来了一定的隐患。

三、电网调度安全措施

1.细化运行方式的编制，强化运行方式管理

首先应该将电网的运行方式管理模块化，从制度上规范电网的运行方式，保证电网年运行方式的编制应依据一年中存在的问题进行，将电网的反事故措施落实到运行方式中，从技术上提升电网运行方式分析的深度。

其次在电网运行方式的计算上要对母线和同杆架设的双回线路故障下的稳定性进行校核分析，分析重要输电断面同时失去两条线路时导致的故障，严格计算在最不利的运行方式下最严重的故障对整个电网的影响，要有针对性开展事故预想和反事故演习，对防范措施进行细化，对电网事故防范于未然。同时在有条件的地区可以建立健全相关的数据库系统，以此来提高电网运行方式的现代化管理水平。

还应从机制上对电力企业调度安全进行完善，提高其对紧急事件的处理能力，对电网中存在的薄弱环节要进行深入的分析，对不同年份的夏季最大负荷进行总结，加强应急体系及应急预案的建设工作，增强应急预案的可操作性，提高电网对大面积恶劣天气及外力破坏而带来的恶性事故的预防能力，最大限度地保证电网的安全有序运行，对电网中存在的潜在危险进行化解，杜绝由于调度原因导致的电网安全事故。

2.杜绝误调度、误操作事故

如果调度员下令对电网的运行方式进行改变，则在指挥事故处理和送电的过程中应防止调度员的误操作。建议从以下几个方面采取相关的措施：

首先应使调度员明确责任，提高所有相关人员的安全意识，增强调度员责任心的同时坚持进行定期的安全检查活动，对误调度和误操作事故进行通报，对相

关的调度事故要严格吸取教训。在调度组进行调度命令无差错活动的开展，考核调度命令时应将安全小时数作为主要的考核指标之一，并作为年评选的先进条件，从各个方面增强电力职工的责任感和安全意识，以达到良好预防并控制故障的效果。

其次应对电网调度中的《电网调度管理条例》进行严格的执行，对调度、发电、供电、用电单位进行定期培训，从制度上杜绝误操作和误动作事故的发生。要保持相关人员在工作中锻炼出的严格执行安全制度和克服违章的习惯。在调度员进行线路处理工作时对安全措施和所列任务进行严格的审查，对于不合格的工作票要进行重新办理，规范倒闸操作的指令，严格遵守并执行调度命令票制度。

3.完善电网结构、强化继电保护运行、提高调度人员素质

随着电力公司对电力设备投入的增加，高压电网的结构进一步得到优化，大部分地区220kV电网已经形成了环网，而500kV网络也形成了局部的单环网，提高了高压网络的可靠性。

作为保证电网安全稳定运行的屏障和防止电网事故进一步扩大的防范措施，对继电保护装置进行安全运行管理，确保其长期处于良好的运行的状态，对电网的安全运行具有重要的意义。通常是继电保护整定专责和调度员根据电网的运行方式来对一级电气设备的保护装置进行校核，其包括重合闸装置、备自投装置及保护定值单等，若核对结果是正确的，则还要调度员和各变电站再进行二次保护设备的核对，及时发现漏洞和问题，保证各级继电保护装置的安全稳定运行，确保电网整体的安全性和可靠性。

误调度、误操作事故会对电网的安全运行带来巨大影响。调度人员是改变电网运行方式、指挥停送电操作和处理事故的关键。为了进一步加强电网运行的安全，要提高调度人员的安全意识、增强调度人员的责任心，要坚持定期安全活动、针对事故通报。另外，在管理中要严格执行规章制度，定期进行事故案例分析，提高执行者的安全意识，使调度人员养成认真执行规程制度的好习惯。还要严格把关制度，审查工作认真仔细，不符合规范的工作票必须重新办理。调度命令票制度也需严格执行，下达倒闸操作命令，电力调度术语必须规范。

为了适应电网新技术、新设备的引进与应用，达到电网现代化运用水平，对调度人员素质要求越来越高。导读人员不仅要学习新技术、新知识，还要不断通过实践提高业务水平。对调度人员的培训要以实用为目的，要求工作人员熟悉电网继电保护配置方案及工作原理、本地区电网的一次系统图、主要设备的工作原理以及本地区电网的各种运行方式的操作，要求调度人员能掌握紧急事故的处理方法。正确处理事故，准确无误指导下令进行倒闸操作、投退继电保护及安全自动装置。此外，调度人员还应该能运用自动化系统分析电网运行情况、及时准确判断排除故障。因此，调度人员的培训工作非常必要，对电网的安全运用至关重要。加强相关的技术培训也是提高调度人员业务素质的途径之一，随着新设备和新技术的不断应用，电网的现代化水平在不断提高，这就要求调度人员应不断熟悉新技术和新知识，在提高业务技能的基础上完全胜任本职工作，以培训为基础，以应用为目标，不断注重技能培训和岗位练兵。在调度人员岗位培训的基础上进行DTS仿真机的培训，使调度员达到三熟三能。

四、结论

电网运行和调度 第7篇

（1）电能目前还不能大量存储，电能的生产、输送必须和电能的即时消费一致；

（2）电力系统的暂态过程非常迅速，以10^-3~10^-6s计；

（3）供电中断有可能给国民经济和人民生活造成重大损失，甚至影响国家安全和社会稳

定；

（4）电能质量要求十分严格。

由于以上特点，电力系统的运行必须安全可靠，并应具备有符合标准的供电质量和运行经济。电力系统正常情况运行时，必须使所有运行设备的电流、电压及频率在允许的幅值与实践范围内，此时必须保持稳定性，即同步稳定、电压稳定与频率稳定。同时电力系统的运行必须符合越来越严格的环境保护要求。

电力系统调度管理是指对影响电力系统全局安全经济运行和事故处理的问题进行计划、只会、控制、协调等工作的总称。调度管理的主要任务是：①充分利用发供电设备的能力和调节手段向用户提供质量合格的电能；②在发生不超过设计规定的事故条件下，使电力系统安全运行和向用户连续不断供电；③合理使用燃料、水能等资源，使电力系统在安全稳定运行的前提下达到最大的经济性和较小的环境污染。

调度管理的主要内容包括：①电力系统运行计划的编制；②电力系统运行控制；③电力系统运行分析；④继电保护、通信和调度自动化等设备的运行管理；⑤有关规程制度的编制和人员培训等的管理。图3-22所示是我国华北某电力系统地区调度室。

电力系统的运行是通过发电厂和变电所的控制和操作来完成，发电厂和变电所在其相应调度范围的指挥下完成以下主要工作：

（1）发电厂有功、无功出力的增减，频率和电压的调整；

（2）系统之间、发电厂与系统之间的并列与解列；

（3）输电线路和变压器的投入与停送电；

（4）网络的合环与解环；

（5）母线接线方式的改变；

（6）中性点接地方式的改变和消弧线圈补偿的调整；

（7）继电保护和自动装置使用状态的改变；

（8）设备维护检修等相关工作。

另外，发电厂和变电所还要随时监视其设备正常运行或不正常运行的状态、开关的投切、保护的动作与否、自动化装置的运行情况等。

为了完成以上所述功能与任务，发电厂和变电所控制室中通常装有各种监视仪表，如电流表、电压表、功率表、频率表等，其中有的是作为运行记录用，有的只是为了监视运行情况（如越限等）。控制室内还装有灯光监视信号（如表示断路器的通、断位置的红、绿灯只是，表示断路器自动跳闸的绿灯闪光、表示断路器自动合闸的红灯闪光的指示），及提醒值班人员注意有不正常情况的光字信号牌。此外，还有印象信号，如表示断路器跳闸的蜂鸣器；表示设备运行不正常的电铃音响（同时相应的光字牌也亮，显示出设备的不正常状态）。

发电厂和变电所的控制对象主要是高雅断路器，其控制多用集中控制方式，即在控制室内用控制开关（或按钮）通过控制回路对远方的断路器进行操作，要求操作回路既能远方手动跳、合断路器，又能由继电保护装置和自动化装置跳、合断路器，断路器的动作完成后应将相应的位置信号送回到控制室以供值班人员监视。

电网运行方式策略 第8篇

典型微电网由分布式发电、负荷及储能系统ESS (Energy Storage System) 组成, 各单元相互配合形成一个可控整体[1]。分布式发电发展为更高级的微电网形式, 离不开储能的支撑。随着化石能源的逐渐枯竭及可再生能源的快速发展, 在微电网中可再生能源越来越常见, 而且所占的比重也不断加大。由于可再生能源发电的固有波动性, 要想让微电网维持稳定运行 (尤其在孤岛状态下) , 对ESS的性能提出了越来越高的要求[2]。

ESS是微电网中重要的能量变换单元, 能完成存储介质中的能量和电能的转换, 从而维持微电网内部能量的平衡。然而, ESS的控制性能直接影响微电网的性能。控制策略大致可以分成线性控制和非线性控制两大类。线性控制基于局部线性化模型或使用带有补偿的线性控制器, 表现为有限的工作范围或者对参数的依赖;非线性控制不忽略系统的非线性, 能够轻易地获得全局稳定性及更好的随动性、鲁棒性[3,4]。因此理论上, 针对ESS的多变量及强耦合的非线性特性, 更适合采用非线性控制策略。滑模变结构控制[5]、反步设计法[6]、模糊控制[7]等典型非线性控制策略, 都在ESS的控制中较经典PI闭环线性控制取得了一些进步, 但仍然存在一些问题, 如滑模变结构的振动问题、反步设计法的时延问题、模糊控制的静特性问题等。而且以上方法都没有考虑系统的互联结构及能量耗散特性, 如果将其考虑进去可进一步提高系统性能, 故研究新型非线性控制策略具有现实的理论意义[8]。

近年来, 随着非线性控制理论的发展, 基于端口受控哈密顿PCH (Port-Controlled Hamiltonian) 系统原理的能量成型控制引起了学者们的关注, 它是一种基于无源性理论的非线性鲁棒控制方法, 最早应用于机器人运动控制, 后来在电力电子系统等领域获得了成功应用[9]。能量成型控制策略从能量这一物理本质属性出发, 将功率变换器看成能量变换装置, 依靠互联、向系统注入能量来控制系统的行为[8], 这与ESS通过输入输出能量调节微电网行为的特性相一致;另外, 这种方法具有很强的鲁棒性和快速性, 因此可以预见在ESS中能够获得很好的应用。文献[10]就采用了这一控制策略对三相并网逆变器进行控制, 取得了不错的控制效果, 且控制器的设计直观简洁。然而针对微电网ESS, 尤其是针对孤岛运行开展的能量成型控制算法研究, 国内外还不多见。本文依据PCH系统原理以及恒压、恒频控制 (U/f控制) 原理, 建立了ESS的PCH模型, 设计了能量成型控制器, 并与传统PI闭环线性控制的控制效果进行了对比, 结果表明此控制策略不仅很好地满足了控制要求, 而且具有更好的鲁棒性、快速性。

1 系统结构及分析

微电网的控制方案, 从整体上可以分类为主从 (Master-Slave) 控制和对等 (Peer to Peer) 控制[11], 本文采用主从控制方案。孤岛运行时, ESS作为整个系统的主电源保持微电网稳定运行, 且为其他微源提供电压和频率参考。微电网并网运行时, 由于电网电压的支撑作用, 控制相对简单且成熟, 本文仅研究孤岛运行的情形。

1.1 微电网结构

图1给出了本文所研究的微电网结构, 整个微电网通过固态开关 (SST) 和配电网连接;微源由ESS、可再生能源发电单元组成[12];负荷1为重要负荷, 负荷2为一般负荷。其中可再生能源发电单元不管是并网还是孤岛状态都采用恒功率控制 (PQ控制) , 以便实现最大功率点追踪MPPT (Maximum Power Point Tracking) 。ESS检测微电网状态, 在并网时采用PQ控制, 而在孤岛时采用U/f控制。

1.2 ESS结构

ESS采用电压利用率高、控制更为灵活的双级式储能变流器, 其具体结构如图2所示。

前级采用半桥式双向DC/DC直流变换器, 通过控制可实现直流功率的双向流动;后级为DC/AC逆变整流器, 由经典三相全桥电路和LC滤波器组成, 可实现交直流之间的变换及功率的双向流动。半桥式双向DC/DC直流变换器采用互补PWM控制方式[13], 以提高动态性能;后级DC/AC逆变整流器为提高母线的直流电压利用率采用经典空间矢量脉宽调制 (SVPWM) 方式。

2 ESS的PCH模型

2.1 PCH系统

典型非线性系统描述为式 (1) 。

其中, f (x) 、h (x) 为连续向量函数。

为了方便对系统的分析及能量成型控制策略的实施, 需要将系统改写为PCH系统模型结构:

其中, x∈Rn, 为系统状态变量;u、y∈Rm, 分别为系统共轭的输入、输出端口变量, 其二元积反映系统与外界交互的功率;R (x) =RT (x) ≥0, 为内部耗散矩阵, 反映系统的阻尼特性;J (x) 、g (x) 为系统内联结构矩阵, 反映了系统的结构特点;H (x) 为系统能量函数, 即哈密顿 (Hamilton) 函数, 描述的是系统存储能量的总和[9]。实际电路系统对应的PCH结构中, 每一变量都有特定含义。

2.2 ESS的PCH模型

ESS按照能量的流动方式, 可以划分为DC/DC和DC/AC 2级。在前一级, 即DC/DC级, 能量以直流方式传递;在后一级, 即DC/AC级, 能量在交流、直流2种形式之间转换。

设开关VT1-VD1占空比为db, 以电感电流iLb和直流母线 (电容C) 电压udc为状态变量, 利用状态空间平均法, 可得状态方程为:

其中, Rb为Lb的等效电阻。

采用等功率坐标变换, 在dq坐标系下DC/AC级的模型为[14]:

其中, sd、sq分别为d轴、q轴的占空比函数;id、iq分别为i的d轴和q轴分量;igd、ig q分别为ig的d轴和q轴分量;ed、eq分别为e的d轴和q轴分量;Rf为Lf的等效电阻。

由KCL电路定律

定义系统的状态变量 (电感磁通和电容电荷) 、输入向量、输出向量分别为:

系统的Hamilton函数为电容和电感能量的总和:

其中, D=diag (Lf, Lf, Cf, Cf, Lb, C) 。

联立式 (3) — (5) 并与式 (2) 进行比较可得:

3 能量成型控制策略

3.1 PCH系统控制器设计方法

能量成型控制具体实现方法很多, 其中, Ortega等人提出的互联和阻尼配置控制法求解较为简单且控制效果好。此方法通过构造一个在平衡点x*处取极小值的Hamilton函数Hd (x) , 它为系统引入反馈控制后闭环期望能量函数。寻找反馈控制

使闭环耗散系统为

其中, Rd (x) 和Jd (x) 分别为期望阻尼矩阵和互联矩阵。

定理[9,15]:给定J (x) 、R (x) 、H (x) 、g (x) 及系统期望平衡点x*, 若可以找到α (x) 、Ja、Ra和K (x) 满足

且同时满足条件a—d, 则系统渐近稳定。

a.可积性。K (x) 为某一标量函数的梯度, 即:

b.平衡点配置。K (x) 在平衡点x*, 有:

c.李雅普诺夫稳定性。K (x) 在x*处的雅可比矩阵

其中, Ha (x) 为通过控制注入的能量, 为一待定函数。则闭环系统式 (18) 为一耗散的PCH系统, x*为系统一个稳定的平衡点。

d.包含在

中的闭环系统最大不变集为{x0}。

3.2 期望平衡点的确定

ESS的控制目标为:直流母线 (直流侧电容) 电压稳定, 即u*dc=Udc;微电网母线 (滤波电容) 电压为稳定的三相对称正弦电压, 在dq坐标系下表现为ed*=Ed, eq*=Eq;系统所有状态变量都能稳定, 即

可以得到:

解式 (20) 得:

故系统的期望平衡点为:

3.3 控制器设计

取系统的能量函数为:

取Ja (x) 、Ra (x) 为:

将式 (6) — (13) 、 (18) 、 (21) — (25) 代入式 (14) 得控制方程和平衡方程组分别如式 (26) 、 (27) 所示。

由平衡方程组 (27) 前2个方程解得:

由平衡方程组 (27) 第3个方程解得:

为使平衡方程组成立, 且便于方程求解, 令非开关函数对应项取0, 即J12=J15=J25=0, 解得:

此时控制方程式 (26) 简化为:

4 仿真验证

为验证能量成型控制算法的有效性, 按照原理图3在MATLAB/Simulink环境下搭建整个微电网仿真模型, 仿真参数如表1所示。

孤岛模式下, 图3中并网开关断开。能量成型控制算法首先检测系统的状态量, 由式 (21) 计算出系统期望的平衡点, 再根据控制方程式 (30) 得到系统的开关函数, 开关函数经PWM实现对系统被控量的控制。其中, 阻尼参数的设置见表1, 互联参数根据式 (29) 得到, 静止旋转坐标变换所用相位角θref由系统给定[12], 蓄电池采用通用等效电路模型[16], ESS容量由蓄电池容量限定, 参数详见表1。

为验证能量成型控制的优势, 用经典PI闭环线性控制做对照。前后级都采用典型电压外环电流内环的双闭环控制, 电路结构及参数设置与能量成型控制时一致, 控制框图如图4所示[17,18]。

可再生能源由采用PQ控制的光伏发电单元和风力发电单元两部分混合组成, 用受控电流源模型模拟它们对外特性[19]。通过功率指令PRref的频繁变化, 模拟实际微电网系统中可再生发电的输出功率随天气条件等因素频繁波动。指令值QRref始终为0, 以模拟实际可再生能源发电单元的单位功率因数运行。

仿真算例:在0.1 s时刻光伏发电单元接入微电网系统, 0.2 s时刻一般负荷2从微电网脱离;0.35 s风力发电单元从微电网脱离;0.38~0.5 s光照逐渐减弱, 直到光伏单元停止工作。

图5为能量成型控制下微电网中各单元输出功率波形, 由于PI闭环控制时波形基本一致, 不再给出PI闭环控制时的波形。可以看出在2种控制策略的作用下, ESS都能够迅速追踪供需侧功率的差额, 以维持微电网功率的平衡, 从而保证微电网孤岛状态的稳定运行。

图6分别为能量成型控制和PI闭环控制时ESS输出电流的波形。由图6可见, 2种控制方式下ESS输出电流波形都接近理想正弦波, 在负荷变化时都能快速追踪, 控制效果也无明显差别。

图7为能量成型控制和PI闭环控制时, ESS直流母线电压波形。整体而言, 两者的控制效果无显著差别, 甚至PI控制的快速性更好、超调也更小。但经过仔细观察不难发现, 在0.38 s之后, 由于可再生能源的出力线性减小, ESS的输出功率也呈斜坡变化, 此时PI控制的控制效果不佳, 直流母线电压也逐渐偏离给定值。为了更明显地观察这一现象, 将0.38 s之后2种控制下直流母线电压的波形局部放大如图8所示。

图9为能量成型控制和PI闭环控制方式下微电网母线电压波形, 由图可见, 2种控制的控制效果都较理想。但同样会发现在0.38 s之后, 由于ESS输出功率的斜坡变化, 也导致PI控制的追踪效果不佳, 微电网母线电压也逐渐偏离给定值。为了更为明显地观察这一现象, 将0.38 s之后2种控制下d轴电压波形的局部进行放大如图10所示, 在等功率静止旋转坐标变化下, ed的指令值为380 V。

图11为能量成型控制和PI闭环控制方式下微电网频率波形, 可见2种控制都能实现频率的有效控制, 但不难发现能量成型控制方式下的频率波动更小。

由以上仿真波形及分析不难看出, 虽然负荷剧烈变化, 基于能量成型控制和PI闭环控制的控制策略都能让微电网电压和频率保持稳定, 实现孤岛运行时的U/f控制。二者控制效果大致相同, 但是当负荷出现斜坡变化等剧烈变化时, PI闭环控制策略则会出现较大的误差, 且误差随时间推移会逐渐增大。因此不难得出结论, 能量成型控制的跟踪能力要优于PI闭环线性控制。

在仿真实验的过程中也发现, PI闭环控制的参数难以整定, 即使采用工程整定或者其他方法得到的参数, 在实际中也需要进行调整才能获得较为理想的控制效果。在本文的ESS中, PI闭环控制策略需要用到3个PI双闭环, 每个双闭环有2个PI调节器, 每个PI调节器有KP、KI这2个参数, 这样一共就有12个参数, 参数的微小差异会对PI闭环的控制效果产生很大的影响, 参数整定是一件复杂的工作。另外, 仿真调试好的参数用在实际系统中, 或者运行环境改变的情况下, 都有可能出现控制效果不理想的情况。而在ESS中采用能量成型控制策略, 只需对其中的2个参数进行整定, 且由于ESS自身的渐近稳定性, 对参数也不敏感, 控制参数的整定变得十分容易。因此, 能量成型控制策略在跟踪性能及鲁棒性等方面, 较经典PI闭环线性控制策略也有很大的优势。

5 结论

ESS在微电网中具有非常重要的地位, 尤其是微电网孤岛运行维持稳定的关键, 但是也对ESS的控制性能提出了很高的要求。

本文针对微电网孤岛运行状态, 采用双级式储能变流器经LC滤波的主电路结构, 利用基于PCH系统原理的能量成型控制方法设计了用于实现U/f控制的ESS能量成型控制器;搭建了包含ESS、可再生能源发电及可变负荷单元的微电网仿真模型, 对能量成型控制策略的控制效果与传统PI闭环线性控制策略的控制效果进行了比较, 仿真结果表明能量成型策略不仅能够保证微电网在孤岛状态下的稳定运行, 而且较PI闭环控制有着更好的跟踪负荷的能力和鲁棒性, 参数易于整定。基于PCH系统原理的能量成型控制方法, 为提高ESS的控制性能提供了新的研究思路。