戴玲利 王明月

亳州市譙城陽光電力維修工程有限責任公司，安徽亳州 236800

在市場經(jīng)濟發(fā)展背景下，供電企業(yè)將自動化技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合，使輸電系統(tǒng)能夠更加靈活、穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)以滿足當代電力資源供需狀況，降低電損，輔助供電企業(yè)獲取利益，減少用戶的用電損失。

1 運用互聯(lián)輸電系統(tǒng)優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)

從狹義視角來講，供電企業(yè)電力系統(tǒng)是用于以安全、可靠、經(jīng)濟的方式來生產(chǎn)、傳輸和分配電力資源，一般情況下，發(fā)電和輸電通常采用三相交流系統(tǒng)，而配電則可能使用的是單相或者兩相系統(tǒng)。在信息時代，運用互聯(lián)輸電系統(tǒng)優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)可以有效提升電力系統(tǒng)的自動化功能，輔助供電企業(yè)提高生產(chǎn)服務(wù)水平與經(jīng)濟效益，全面優(yōu)化供電企業(yè)在電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)中的應(yīng)用方案。在借助自動化技術(shù)組建互聯(lián)輸電系統(tǒng)的過程中，應(yīng)注重發(fā)揮以下五大優(yōu)勢。

1.1 大容量輸電

目前，影響在某特定位置成立供電企業(yè)的因素很多，主要因素包括燃料可用性、燃料價格、燃料運輸成本、融資、冷卻水、土地可用性以及輸電系統(tǒng)消費水平。如果存在不利因素的制約，就很難在負荷中心附近成立供電企業(yè)和組建電力系統(tǒng)。對此，可以運用互聯(lián)輸電系統(tǒng)來解決，該系統(tǒng)的第一優(yōu)勢是能夠?qū)⑦h方供電企業(yè)大量的電力資源遠距離傳輸給負荷中心。此外，高壓輸電比低壓輸電的效率更高，因其具有更低的單位容量傳輸成本、功率損耗和電壓降落。

1.2 經(jīng)濟運行和自動化電力交易

互聯(lián)輸電系統(tǒng)可以在所有市場動員（包括發(fā)電和需求）之間建立國家級電力網(wǎng)架，從而全面優(yōu)化發(fā)電組合，提供最廉價的電力資源。此外，在電力市場環(huán)境下，互聯(lián)輸電系統(tǒng)能夠輔助市場成員進行最有效的自動化交易，并為不同區(qū)域提供跨區(qū)發(fā)電優(yōu)化組合平臺。

1.3 供電安全性和可靠性

對于供電企業(yè)的發(fā)展和用戶的用電需求來講，安全性與可靠性是電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵問題。在電廠故障、輸電停運或者天氣原因而導(dǎo)致大范圍的電力缺額，互聯(lián)輸電系統(tǒng)依然能夠自動持續(xù)供電，充分保證系統(tǒng)的完整性和電能質(zhì)量（由電壓、波形和頻率來確定）。相比單機供電，具有輸電回路的供電可靠性更高，因此，互聯(lián)輸電系統(tǒng)能夠在個別發(fā)電機故障的情況下提高供電的安全性與可靠性。

1.4 減少電廠容量裕度

在電力系統(tǒng)運行中，發(fā)電機容量不能小于最大負荷預(yù)測。如果一個電廠由于常規(guī)檢修或者故障而停運，或者因極端天氣而引發(fā)額外電力需求以及遇到輸電線路檢修時間，就要基于安全性考慮，需要額外的容量來滿足由此產(chǎn)生的電力缺額。互聯(lián)輸電系統(tǒng)就能夠用某區(qū)域的剩余發(fā)電量來彌補系統(tǒng)中其他地方的容量缺額。因此，互聯(lián)系統(tǒng)發(fā)電安全性所需的容量裕度要小于系統(tǒng)未曾互聯(lián)時各區(qū)域的容量裕度之和。

1.5 降低頻率響應(yīng)和有功備用要求

電力企業(yè)有責任將電力系統(tǒng)頻率保持在規(guī)定的限制范圍內(nèi)，因為頻率偏差過大會導(dǎo)致大范圍的甩負荷、發(fā)電機解列甚至電力系統(tǒng)崩潰。如果用電需求大于發(fā)電量，頻率就會下降；反之，如果用電需求小于發(fā)電量，頻率就會上升。互聯(lián)輸電系統(tǒng)的頻率響應(yīng)基本上應(yīng)小于各單獨系統(tǒng)的頻率響應(yīng)之和。

2 組建靈活交流輸電系統(tǒng)

現(xiàn)時代的電網(wǎng)是由同步發(fā)電機、輸電線路、變壓器和負荷構(gòu)成，輸電線路可由串聯(lián)阻抗和并聯(lián)電容來等效表示。一般情況下，輸電線路的串聯(lián)阻抗和端電壓的相角以及幅值決定了其最大傳輸功率，而電容則影響系統(tǒng)的電壓分布。為了使交流電力系統(tǒng)正常運行，至少應(yīng)滿足三項基本要求：第一，同步發(fā)電機自動發(fā)出的功率與負荷消耗的功率應(yīng)保持實時平衡；第二，同步發(fā)電機應(yīng)該與電力系統(tǒng)同步運行；第三，系統(tǒng)的母線電壓應(yīng)維持在運行限值以內(nèi)。

組建靈活交流輸電系統(tǒng)（FACTS），提升供電企業(yè)經(jīng)濟效益，企業(yè)管理人員首先要引導(dǎo)全體施工技術(shù)人員在實踐工作中遵循該系統(tǒng)的基本控制原理，即通過對交流輸電系統(tǒng)（FACTS）的適當控制來改變電力系統(tǒng)的阻抗以控制系統(tǒng)潮流與電壓。其次，組建靈活交流輸電系統(tǒng)（FACTS）還可用于控制電壓穩(wěn)定性、動態(tài)穩(wěn)定性、暫態(tài)穩(wěn)定性和功角態(tài)穩(wěn)定性。再次，根據(jù)靈活交流輸電系統(tǒng)的基本控制原理，可以將該系統(tǒng)控制器分為兩類。第一類包括靜止無功補償器（SVC）、晶閘管控制的串聯(lián)電容器（TCSC）、晶閘管投切串聯(lián)電容器（TSSC）和就不可關(guān)斷晶閘管技術(shù)的移相器（PS）。這些基于晶閘管的靈活交流輸電系統(tǒng)（FACTS）可以自動控制好電壓、阻抗與相角。第二類是基于自換相電壓源開關(guān)轉(zhuǎn)換技術(shù)來實現(xiàn)同步交流電壓源和電流源的自動化控制。除此之外，基于同步電壓源的FACTS控制器有靜止同步補償器（STATCOM）、靜止同步串聯(lián)變換器（SSSC）、統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）和線間潮流控制器（IPFC）。

另一方面，供電企業(yè)應(yīng)借助新一代FACTS控制設(shè)備——可轉(zhuǎn)換靜止補償器（CSC）來提升電力系統(tǒng)的自動化水平和功率傳輸能力，改善輸電網(wǎng)裝備。目前，可轉(zhuǎn)換靜止補償器（CSC）的顯著特性是其可轉(zhuǎn)換性和可擴展性，所謂的“可轉(zhuǎn)換性”是指可轉(zhuǎn)換靜止補償器（CSC）能夠讓電力系統(tǒng)自動適應(yīng)不斷變化的運行要求與潮流模式；“可擴展性”則是指可轉(zhuǎn)換靜止補償器（CSC）能夠自動運行連接在同一直流母線上的多個電壓變換器。而且，兼容的變換器會自動接到同一直流母線上，以此擴展可轉(zhuǎn)換靜止補償器（CSC）的能力。

3 加強基于FACTS的電力系統(tǒng)控制

加強基于FACTS的電力系統(tǒng)控制是促進電力系統(tǒng)自動化高效運轉(zhuǎn)的重要支撐，通常，大多數(shù)并聯(lián)FACTS控制器（例如SVC和STATCOM）都可以提供電壓和無功控制，而串聯(lián)FACTS控制器則能夠加強潮流控制。此外，F(xiàn)ACTS控制器可以用來提高電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定性，增強電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。

從微觀角度來看，SVC和STATCOM這兩種控制器具有不同的控制性能。其中，SVC（由晶閘管組成的開關(guān)電容TSC和晶閘管控制電抗器TCR構(gòu)成）和STATCOM具有非常相似的自動化實用補償能力，但因為存在運行原理差異，所以STATCOM具有更強的整體性能和更好的應(yīng)用靈活性。此外，由于STATCOM的系統(tǒng)在電壓較低時能夠維持全部的容性輸出電流，因此，它比SVC更能改善電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定性。而且，STATCOM的時間響應(yīng)速度遠遠高于SVC，相反STATCOM與儲能系統(tǒng)可通過其直流電線路連接，從而進一步增強電力系統(tǒng)的自動化補償。

4 實現(xiàn)電壓與無功的最優(yōu)化

實現(xiàn)電壓與無功的最優(yōu)化是基于電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)控制的優(yōu)化問題，在此過程中，首先要選擇最優(yōu)潮流（OPF），在滿足電力系統(tǒng)特定運行約束的條件下安排運行方式，使目標函數(shù)達到最小。目前，大多數(shù)OPF程序具有實現(xiàn)多種目標函數(shù)的功能。能量管理系統(tǒng)中的OPF應(yīng)用之一是通過安排和協(xié)調(diào)發(fā)電機、補償裝置及調(diào)壓變壓器的無功控制，以最大限度地減少有功功率傳輸損耗，而且，OPF的電壓控制和無功管理通過減少無功潮流而改善電壓分布。

其次，要注意的是，在電網(wǎng)系統(tǒng)中，調(diào)壓變壓器可用于電壓控制，而變壓器是被用來控制連接端母線的電壓，它并不是無功裝置。相比之下，調(diào)壓變壓器可以通過改變其分接頭位置來改變電網(wǎng)的無功分布，使電力系統(tǒng)的有功損耗和無功損耗達到最低，從而有效改善電壓分布。再次，需要立足于聯(lián)合優(yōu)化的目標，在滿足電力負荷預(yù)測與需求的情況下，充分借助自動化技術(shù)，努力實現(xiàn)供電企業(yè)服務(wù)和電能供應(yīng)總成本的最小化，全面改善電力系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)。

另一方面，做好安全回路控制，著重優(yōu)化配網(wǎng)的兩地控制電路，引入自動化技術(shù)配置，這樣能夠便于操控，實現(xiàn)多點控制。而且，自動化技術(shù)配備結(jié)構(gòu)須簡單，能夠迅速而及時地發(fā)出控制信號以控制配網(wǎng)線路、繼電器和啟動器等。此外，配網(wǎng)安全回路開關(guān)應(yīng)該能夠自動完成起動、停止、調(diào)節(jié)等基本控制，這樣能夠做好整個電力系統(tǒng)的過載保護與短路保護工作，深化安全回路配置，確保高壓線路的安全運轉(zhuǎn)，構(gòu)建完善的配網(wǎng)運行一體化管理體系，避免設(shè)備缺陷積壓事件。

5 結(jié)語

綜上所述，優(yōu)化供電企業(yè)在電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)中的應(yīng)用方案，促進供電企業(yè)的良好發(fā)展，需要正確運用互聯(lián)輸電系統(tǒng)優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)，組建靈活交流輸電系統(tǒng)，加強基于FACTS的電力系統(tǒng)控制，努力實現(xiàn)電能與輔助服務(wù)的聯(lián)合優(yōu)化。