韓緒鵬，羅松林

(1．三峽電力職業(yè)學院，湖北 宜昌 443000；2．廣東電網(wǎng)東莞供電局，廣東 東莞 523000)

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東莞電網(wǎng)一體化電網(wǎng)運行智能系統(tǒng)廠站運行風險防控

韓緒鵬1，羅松林2

(1．三峽電力職業(yè)學院，湖北 宜昌 443000；2．廣東電網(wǎng)東莞供電局，廣東 東莞 523000)

摘要：結合東莞電網(wǎng)的運行實際，按照一體化電網(wǎng)運行智能系統(tǒng)(OS2)廠站電壓等級的高低，從風險分析與風險評估、防控措施等幾個方面探討了OS2廠站的運行風險防控。

關鍵詞：一體化電網(wǎng)運行智能系統(tǒng)；東莞電網(wǎng)；運行；風險防控

為積極推進二次一體化建設，著力解決二次系統(tǒng)種類繁多、信息孤島、建設和運行標準不統(tǒng)一等問題，全面提高系統(tǒng)一體化運行水平，南方電網(wǎng)公司自2010年正式啟動了一體化電網(wǎng)運行智能系統(tǒng)(OS2)[1-6]研究。OS2作為新一代的二次一體化解決方案，目前在國內的研究比較少見。毫無疑問，OS2廠站運行風險防控研究也是OS2廠站運行方案的重要內容，電壓等級不同導致OS2廠站端模塊配置情況有變化，廠站運行風險防控會有差異。本文重點探討了東莞電網(wǎng)OS2廠站運行風險防控研究，包括500 kV及以上、220 kV及以下兩個層次的OS2廠站運行風險防控。

1東莞電網(wǎng)500 kV及以上OS2廠站運行風險防控

東莞電網(wǎng)500 kV及以上OS2廠站運行風險包括以下幾點：主保護拒動導致故障無法快速切除引發(fā)系統(tǒng)穩(wěn)定破壞的風險、主保護拒動導致多回直流換相失敗或同時閉鎖引發(fā)系統(tǒng)穩(wěn)定破壞的風險、開關拒動導致故障無法快速切除引發(fā)系統(tǒng)穩(wěn)定破壞的風險、保護正常運行時不滿足“N-1”導致電網(wǎng)失去穩(wěn)定或引起大面積停電的風險、母線保護不正確動作引發(fā)的風險、站用直流系統(tǒng)故障導致保護不正確動作風險、一次系統(tǒng)故障極限切除時間的風險等幾個關鍵類型。本文針對其中的主要運行風險防控進行分析。

1.1關鍵類型風險分析與風險評估

1.1.1主保護拒動導致故障無法快速切除引發(fā)系統(tǒng)穩(wěn)定破壞的風險

電力系統(tǒng)發(fā)生故障后快速、準確隔離故障是系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的前提，一旦繼電保護或開關拒動，將可能導致系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，威脅系統(tǒng)安全。例如：絕大多數(shù)500 kV廠站若發(fā)生500 kV線路短路故障(單相、相間及三相短路故障)，主保護拒動，電網(wǎng)不能維持穩(wěn)定；絕大多數(shù)500 kV廠站發(fā)生500 kV或220 kV母線三相故障，母差保護拒動，電網(wǎng)不能維持穩(wěn)定。

實際運行及測試表明，東莞電網(wǎng)的橫瀝、東莞、水鄉(xiāng)、莞城、縱江站發(fā)生500 kV線路三相短路，主保護拒動，由后備保護動作切除故障，由于后備保護動作時間大于故障臨界切除時間，系統(tǒng)不能維持穩(wěn)定；橫瀝、東莞、水鄉(xiāng)、莞城、縱江站發(fā)生單相短路，主保護拒動，由于后備保護動作時間大于故障臨界切除時間，系統(tǒng)不能維持穩(wěn)定。

1.1.2主保護拒動導致多回直流換相失敗或同時閉鎖引發(fā)系統(tǒng)穩(wěn)定破壞的風險

“兩渡”直流投產(chǎn)后，南方電網(wǎng)形成“八交八直”輸電大通道，大容量直流集中饋入珠三角地區(qū)后，受端交直流相互影響加劇，交流故障導致的直流換相失敗問題更加突出。例如：因交流系統(tǒng)開關拒動引發(fā)的多回直流持續(xù)換相失敗，將可能導致主網(wǎng)失去穩(wěn)定；交流系統(tǒng)單相短路開關拒動也成為“西電東送”主通道斷面送電極限制約條件，且影響因素更加復雜，系統(tǒng)不同的負荷水平、開機方式也將直接影響主通道斷面極限。

實際運行及測試表明，廣東境內大量500 kV線路發(fā)生故障將導致多個直流輸電系統(tǒng)發(fā)生換相失敗，持續(xù)換相失敗將可能導致直流閉鎖，多回直流持續(xù)換相失敗或閉鎖將導致系統(tǒng)失穩(wěn)。東莞境內的橫瀝、東莞、水鄉(xiāng)、莞城4個500 kV廠站出線發(fā)生三相短路故障將導致八回直流同時換相失敗。南方電網(wǎng)失去穩(wěn)定，振蕩中心在兩廣斷面，廣東電網(wǎng)與主網(wǎng)解列，損失負荷超過30%，將導致特大電力安全事故。

1.2防控措施

1)開展關鍵廠站保護出口傳動年度檢查。保護出口傳動檢查旨在保證出口跳閘回路的正確性與完好性，通過開出傳動、輸入小模擬量等不動回路的方法完成。為更好地保證迎峰度夏期間出口回路良好的狀態(tài)，要求在迎峰度夏前安排一次相應的設備停電，以配合完成本試驗。在檢查周期內開展定檢工作的，視同完成保護出口傳動檢查。

2)確認關鍵廠站CT配置死區(qū)核查結果。按照南方電網(wǎng)調〔2007〕3號、調繼〔2007〕1號文要求，新投運特維設備第一次定檢時和運行中設備在電流回路改動后，要對CT的配置進行檢查，要求兩個相鄰設備保護之間的保護范圍應完全交叉。同時，應注意避免當一套保護停用而出現(xiàn)被保護區(qū)內故障時的保護動作死區(qū)。當線路保護或主變保護使用串外電流互感器時，配置的T區(qū)保護亦應與相關保護的保護范圍完全交叉。

3)加強單套保護退出時的運行管理。單套保護運行時，為防止單套保護拒動引起系統(tǒng)失穩(wěn)，原則上停運一次設備。因通道等原因導致單套主保護運行(另外一套后備保護功能可正常投運)時，距離II段動作時間按系統(tǒng)穩(wěn)定的極限切除時間調整。

4)按照南方電網(wǎng)系統(tǒng)函〔2014〕1號要求，對全網(wǎng)所有500 kV廠站線路、主變、母差保護開展繼電保護“N-1”防拒動檢查后發(fā)現(xiàn)的問題，各單位應及時研究制訂整改方案及臨時防范措施，盡快完成問題整改。保證相關繼電保護在任一元件或回路發(fā)生異常(即繼電保護“N-1”)時仍能正確動作，啟動斷路器快速切除故障(單套配置的斷路器失靈除外)。

5)對關鍵廠站保護設備采取差異化運維，確保交流故障快速切除。按照《南方電網(wǎng)防保護不正確動作二次設備特別維護工作規(guī)范》的要求，相關廠站通過開展設備差異化運維全面提升主保護防拒動能力。通過定檢、年檢、關鍵基礎信息檢查，確認設備狀態(tài)整體完好，關鍵項目和回路的狀態(tài)可靠。通過對保護設備、通信設備、直流設備開展日常巡視和專業(yè)巡視，動態(tài)跟蹤設備狀態(tài)變化，及時掌握隱患征兆。通過保護“N-1”的風險評估與預警，保證特殊狀態(tài)下保護的快速切除能力的可靠性。系統(tǒng)評估差異化運維設備的健康狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)隱性缺陷，準確辨識保護設備狀態(tài)。

6)加強保護裝置軟件版本風險管控。進一步加強軟件版本管理，重視軟件版本存在的風險，對存在問題的版本，按照《南方電網(wǎng)繼電保護軟件版本梳理會議紀要》(系統(tǒng)〔2012〕第21期)、《南方電網(wǎng)110 kV及以上系統(tǒng)繼電保護裝置軟件版本風險分析會議紀要》(系統(tǒng)〔2012〕第48期)梳理的要求，及時安排軟件版本升級，并在升級前采取臨時措施。軟件廠家盡快修改完善存在風險的軟件版本，經(jīng)測試合格后，根據(jù)修改前版本的風險大小，有序地組織開展升級工作。

7)開展定值、壓板核查工作，確保定值單執(zhí)行到位、壓板使用正確。變電站內須保存有效、完整的保護定值單，正式定值單應有運行值班人員和定值執(zhí)行人員簽字。保護裝置打印的定值單與站內保護定值單對應一致。要求壓板標識正確、清晰。變電站內保存有效、完整的保護正常運行方式投退表以及壓板投退記錄本；保護裝置壓板投退狀態(tài)符合調度機構要求，并與壓板投退表、壓板投退記錄本的記錄一致。

8)加強保護通道配置及運行管理。做好保護通道日常運行維護，加強對保護通道告警信息監(jiān)視，及時協(xié)同通信專業(yè)分析原因并采取相應措施。運行單位做好保護通道的監(jiān)視和巡視，出現(xiàn)異常及時處理；調度機構利用保信主站，定期檢查保護通道運行情況，督促運行單位和廠家及時分析處理，對共性問題提出應對措施。

9)加強對重大通信檢修的管理，優(yōu)化檢修方案，盡量滿足檢修情況下的“N-1”要求，光纜中斷時間控制在8小時內，設備更換期間生產(chǎn)實時控制業(yè)務受影響時間控制在2小時內。協(xié)調各級通信網(wǎng)絡資源，具備調整條件的，檢修前提前調整受影響光路或業(yè)務通道的路由，提高業(yè)務可靠性。檢修前及檢修期間，對影響業(yè)務可靠性的沿途光纜和光傳輸設備進行特巡。不允許任何情況下出現(xiàn)兩套保護同時沒有通道的情況。

10)加強站用直流電源管理。加強變電站內的直流充電裝置、UPS 系統(tǒng)、保護等重要設備交直流電源配置檢查及運行維護管理，確保兩路電源取自不同的母線段。斷路器控制電源與保護裝置電源應分開且獨立，第一路控制電源與第二路控制電源應分別取自不同段直流母線。對于雙重化配置的兩套保護裝置，每一套保護的直流電源應相互獨立，兩套保護直流供電電源必須取自不同段直流母線。兩套保護與斷路器的兩組跳閘線圈一一對應時，每套保護的直流電源和其對應的斷路器跳閘回路的控制電源必須取自同一段直流母線。

11)加強保護日常運行管理。加強繼電保護裝置日常運行維護，梳理相關廠站保護運行年限及定檢情況，例如相關500 kV廠站保護、關鍵設備杜絕超期服役、超期未檢等。

12)加強對后臺監(jiān)控及保信系統(tǒng)中保護告警信息管理。梳理后臺監(jiān)控及保信系統(tǒng)中保護告警信息的正確性及完整性，保證能夠通過監(jiān)控及保信系統(tǒng)獲取保護關鍵告警信息。在專業(yè)巡視中增加季度的裝置告警報文檢查和每月的后臺監(jiān)控信息檢查。

13)加強保護備品、備件管理。加強備品、備件管理，杜絕關鍵廠站保護因備品、備件原因出現(xiàn)消缺不及時的現(xiàn)象。針對重點維護對象涉及的設備，每半年進行一次保護裝置狀態(tài)評價，根據(jù)評價狀況、缺陷情況及所存在的隱患，制訂專項預案，并做好相關記錄。當保護設備發(fā)生缺陷時，要求緊急缺陷24小時內消除；重大缺陷應在7天內處理完畢，其中220 kV及以上主保護缺陷應在36小時內消除；一般缺陷處理時間不應超過3個月，確因配件原因無法及時消缺的，應及時通報相應調度機構。

2東莞電網(wǎng)220 kV及以下OS2廠站運行風險防控

2.1風險分析與風險評估

2014年7月，南方電網(wǎng)公司發(fā)布了《中國南方電網(wǎng)有限責任公司電力事故事件調查規(guī)程》，按照該規(guī)程的考核標準，東莞電網(wǎng)110 kV及以上任一線路或主變故障風險評估表明，考慮各種常見故障情況下東莞電網(wǎng)一級事件4個，一般事故0個，較大事故0個，重大事故0個。東莞電網(wǎng)重要用戶風險評估及運行風險統(tǒng)計如表1所示。

表1　東莞電網(wǎng)運行風險統(tǒng)計　個

2.2防控措施

2.2.1落實電網(wǎng)風險管控，確保系統(tǒng)安全運行

動態(tài)梳理繼電保護運行風險，實現(xiàn)電網(wǎng)風險管控的閉環(huán)管理。明確以風險管控為核心的繼電保護專業(yè)管理思路，全面聯(lián)動方式安排，根據(jù)電網(wǎng)運行方式、電網(wǎng)結構變化制訂有針對性的措施，將電網(wǎng)風險管控責任分解落到實處。

合理安排運行方式，做好電網(wǎng)風險控制。應綜合評估保護不正確動作與同桿并架線路同時跳閘、單回線路跳閘不重合、母線故障、開關拒動等一次設備風險的概率及造成的后果，合理選取運行方式。

2.2.2從運行管理角度加強風險防控措施

確保主保護的投運率，杜絕設備無主保護運行；加強保護裝置的定值和投退管理，杜絕誤整定、誤投退導致的主保護拒動。加強通道風險防控措施，加強對重大通信檢修的管理。優(yōu)化檢修方案，光纜中斷時間控制在8小時內，設備更換期間生產(chǎn)實時控制業(yè)務受影響時間控制在2小時內。協(xié)調各級通信網(wǎng)絡資源，具備調整條件的，檢修前提前調整受影響光路或業(yè)務通道的路由，提高業(yè)務可靠性。檢修前及檢修期間，對影響業(yè)務可靠性的沿途光纜和光傳輸設備特巡。落實覆冰地區(qū)線路保護通道整改措施。做好覆冰地區(qū)不具備應急通信手段的線路保護通道的整改。

規(guī)范生產(chǎn)作業(yè)管理，加強作業(yè)風險預控和現(xiàn)場監(jiān)督。把風險管理的要求融入生產(chǎn)作業(yè)管理流程和工作標準，統(tǒng)一規(guī)范作業(yè)指導書和作業(yè)表單的編制和應用。

對高風險的母線保護和主變保護更換工作進行分析評估，查找其可能存在誤碰風險的關鍵因素，并根據(jù)分析結果制訂防范防控措施，通過風險閉環(huán)管控，杜絕繼電保護“三誤事故”發(fā)生。

加強保護裝置的運行維護和缺陷管理，及時發(fā)現(xiàn)并處理運行中出現(xiàn)的保護異?；蛉毕?，做好備品、備件管理。對于保護不正確動作可能導致一級事件的關鍵設備，各運行單位參照《南方電網(wǎng)防保護不正確動作二次設備特別維護工作規(guī)范》開展繼電保護及二次回路的特殊運行維護。

加強線路保護、備自投配置水平。對于110 kV系統(tǒng)應逐步提高繼電保護配置水平，充分利用現(xiàn)有通道條件，逐步配置光纖電流差動保護，簡化后備配合。加裝110 kV備自投裝置，減少因故障導致的停電影響范圍。對不滿足運行要求的220 kV變電站110 kV出線保護優(yōu)先安排技改。

強化整定管理。進行整定計算時應多從系統(tǒng)角度全面綜合考慮電網(wǎng)運行的各類風險，特別考慮縣級電網(wǎng)的保護整定及運行的風險，合理選取整定值，盡量保證定值間的完全配合。110 kV系統(tǒng)的保護失配點應盡量遠離220 kV變電站110 kV母線，確保220 kV變電站的110 kV出線對下級線路故障的遠后備功能和在一次方式變化時相關定值的適應性，避免非必要的220 kV變壓器跳閘。

高度重視保護定檢和驗收工作，確保作業(yè)工作質量。根據(jù)年度、月度檢計劃，積極協(xié)調各方工作，嚴格按照定檢計劃完成相關工作。應特別注重現(xiàn)場作業(yè)質量，嚴格執(zhí)行各作業(yè)表單，確保驗收、定檢作業(yè)的有效性。

2.2.3從設備角度加強風險防控措施

加強地區(qū)電網(wǎng)版本管理。加強地區(qū)電網(wǎng)保護版本管理，基建及技改工程中嚴格按測試發(fā)布版本執(zhí)行，對現(xiàn)有運行保護存在風險的版本，按照《南方電網(wǎng)繼電保護軟件版本梳理會議紀要》(系統(tǒng)〔2012〕第21期)、《南方電網(wǎng)110 kV及以上系統(tǒng)繼電保護裝置軟件版本風險分析會議紀要》(系統(tǒng)〔2012〕第48期)梳理的要求，評估保護拒動、誤動所造成的后果，及時安排軟件版本升級，并在升級前采取臨時措施。

母線：推進220 kV母線差動保護雙重化工作，尤其是開關失靈后失靈保護拒動可能引起一級及以上事件的，應按照雙母雙失靈配置；加強母線保護的運行管理，保證設備按期定檢、及時消缺，做好現(xiàn)場工作安全措施，避免母線和失靈保護誤動。

線路及開關：加強保護及通道配置，對于缺陷及時消缺，避免發(fā)生保護和開關拒動。

電流互感器: 部分220 kV及以下系統(tǒng)部分變電站CT變比過小，當短路電流大于CT額定準確限制值時，CT出現(xiàn)飽和，其所傳變二次電流值將出現(xiàn)較大偏差。線路發(fā)生故障時，本線路因CT傳變不正確原因導致保護實際感受到電流偏小、保護拒動，導致上一級線路或主變后備保護越級跳閘切除故障，擴大事故。對短路電流達到額定準確限值一次電流80%以上，且可以通過調大變比提高抗飽和裕度的電流互感器，開展變比調整。

主變：嚴格按照整定計算規(guī)程對主變保護定值進行認真計算，做好遠后備保護定值配合整定；加強主變保護的定檢和運行維護。

二次回路：確保現(xiàn)場二次回路接線正確，避免接線錯誤造成的線路瞬時性故障，從而失去重合機會。

重合閘：確?，F(xiàn)場重合閘壓板正確投退，避免漏投或錯投重合閘壓板造成的線路瞬時性故障，從而失去重合機會；采用檢線路有壓、母線無壓的重合閘方式，并確保該功能試驗正確。

小水電：投入小水電上網(wǎng)線路系統(tǒng)側線路保護的低周低壓減載功能；加強小水電的并網(wǎng)管理，新并網(wǎng)小水電要求配置低周低壓解列裝置；對于已投運小水電，要完善低頻低壓解列配置，保證故障時小水電的快速切除，為重合創(chuàng)造條件。

3結論

為適應大電網(wǎng)二次系統(tǒng)一體化的目標，東莞電網(wǎng)OS2運行方案是南方電網(wǎng)一體化電網(wǎng)運行智能系統(tǒng)建設的重要組成。本文結合東莞電網(wǎng)的運行實際，按照OS2廠站電壓等級的高低，從風險分析與風險評估、防控措施等幾個方面探討了OS2廠站的運行風險防控研究，可為其他地方電網(wǎng)的OS2廠站運行提供參考。

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A Study on the Operation Risk Prevention and Control of Power Plants and Stations With the Integrated Power Grid Operation Smart System in Dongguan Power Grid

HAN Xupeng1，LUO Songlin2

(1．Chongqing Electric Power College ，Chongqing 400053，P.R.China；2．Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid of CSG，Dongguan Guangdong 523000，P.R.China)

Abstract：Based on the operation of Dongguan power grid and the voltage classes of OS2 power plants and stations，this article probes into the operation risk prevention and control of the power plants and stations in the aspects of risk analysis，risk assessment and measures of prevention and control．

Key words：integrated power grid operation smart system；Dongguan power grid；operation risk prevention and control

收稿日期：2015-10-19

基金項目：湖北省2010年高等學校青年教師深入企業(yè)行動計劃項目(XD20100970)

作者簡介：韓緒鵬(1982-)，講師，研究方向為電力系統(tǒng)運行與控制。

中圖分類號：TM73

文獻標識碼：A

文章編號：1008-8032(2016)02-0020-05