摘 要:隨著特高電同建設(shè)步代的快速推進,我國實現(xiàn)了全網(wǎng)覆蓋態(tài)勢,導政整個特高壓電網(wǎng)面臨著諸多風險因素威脅,因此,為了進一步保持特高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全建設(shè),需對大電網(wǎng)不確定因素及這些因素對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的風險評估,并采取一定的防范措施來規(guī)避風險因素的影向,有利于保障特高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
關(guān)鍵詞:特高壓電網(wǎng);運行因素;應(yīng)對策略
我國電網(wǎng)建設(shè)步伐的快速排進,大電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出復余多變的態(tài)勢,各個省級、區(qū)城電網(wǎng)之向的相工影響和依典性逐漸加強,不確定因素在電網(wǎng)中造成的影響也在逐漸加深。因此隨著特高壓地同建設(shè)我國電網(wǎng)建設(shè)步伐的快速推進,大電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出復雜多變的態(tài)勢,各個省級、區(qū)域電網(wǎng)之間的相互影響和依賴性逐漸加強,不確定因素在電網(wǎng)中造成的影響也在逐漸加深。因此隨著特高壓電網(wǎng)建設(shè)的逐步深入,全國實現(xiàn)了“一張網(wǎng)”的全覆蓋態(tài)勢,使得整個特高壓電網(wǎng)面臨著很多風險因素的威脅,因此對于特高壓電網(wǎng)的建設(shè)既要采用科學的規(guī)劃設(shè)計來保障運行的安全與穩(wěn)定,還要采取一定的防范措施來避免風險的威脅,這對于保證特高壓電網(wǎng)在今后能夠后實現(xiàn)長久的穩(wěn)定運行有著非常重要的實際意義。
1、特高壓電網(wǎng)內(nèi)涵及意義
輸電電壓的大小與電能的輸送效率有關(guān),電壓越高、輸電效率越高,因此為了減少電能損失,技術(shù)人員一直在致力于研發(fā)輸送更高電壓的技術(shù)。隨著電力科技的不斷進步,目前,特高壓技術(shù)已經(jīng)在我國得到大范圍規(guī)劃和建設(shè),同時我國的特高壓輸電技術(shù)居于世界前列。由于特高壓輸電技術(shù)的電能損失較少,因此經(jīng)濟輸送距離同超高電壓輸送技術(shù)相比加大了,甚至能夠達到1000km以上,從而解決了將西部能源送到東部的問題。同時特高壓電網(wǎng)輸送電能的量增加,在輸送同等電能的前提下,占用的土地資源更少,因此有利于節(jié)約土地資源,尤其受到土地資源稀缺的東部地區(qū)的歡迎
2、影響特高壓電網(wǎng)運行的因素分析
2.1外部環(huán)境對特高壓電網(wǎng)運行的影響
對特高壓電網(wǎng)運行產(chǎn)生影響的外部環(huán)境因素主要有雷電、鳥類冰雪災害等。首先,特高壓電網(wǎng)由于輸電線路桿塔的高度和寬度相比于其他等級的輸電網(wǎng)有所增加因此落雷的數(shù)量有所增加,同時由于特高壓線路輸送的電壓明顯增加因此線路避雷線的屏蔽性能也比較差。其次,特高壓電網(wǎng)往往路過人煙稀少的地區(qū),這些地方鳥類活動密集對輸電線路也會造成一些危害。
2.2電網(wǎng)潮流控制風險因素
特高壓電網(wǎng)建設(shè)可實現(xiàn)遠距離的電能輸送,這也是特高壓電網(wǎng)所具備的獨特優(yōu)勢,為了保證特高壓電網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性,可對跨區(qū)域電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率進行有效控制。從理論上來說,特高壓電網(wǎng)潮流控制可通過各區(qū)域的功率控制來實現(xiàn),但在實際工作中,由于各區(qū)域發(fā)電機結(jié)構(gòu)的不同,導致發(fā)電機組的調(diào)節(jié)能力高低不一,不利于對各區(qū)域電網(wǎng)潮流進行協(xié)調(diào)性控制。
2.3線路及設(shè)備故障引發(fā)的特高壓電網(wǎng)失穩(wěn)風險
特高壓輸電線路故障會造成線路出現(xiàn)過負荷以及功率失衡的后果,對電網(wǎng)的穩(wěn)定性會造成非常大的影響。特高壓電網(wǎng)故障主由內(nèi)部和外部故障組成,造成外部故障的主要因素是極端自然天氣、電氣誤操作等,內(nèi)部做障主要是因為電氣設(shè)備以及線路的絕緣老化造成。特高壓電網(wǎng)具有電壓等級高、輸送電能容量大的特點,因此一旦發(fā)生故障往往會造成嚴重的后果。首先,特高電網(wǎng)因故障出現(xiàn)波動會造成發(fā)電機功角擺動幅度增大,引起電網(wǎng)系統(tǒng)電壓的突變或者功角的震蕩;其次,因繼電保護裝置將故障通道從電網(wǎng)中切除后會造成其他非故障通道潮流的突變,造成電網(wǎng)系統(tǒng)電壓出現(xiàn)超限現(xiàn)象,影響電網(wǎng)的靜態(tài)穩(wěn)定。最后,在電網(wǎng)潮流向非故障通道轉(zhuǎn)移過程中有可能造成線路的過負荷跳閘,進而引起其他連鎖故障的發(fā)生。同時特高壓電網(wǎng)的次級線路之間容易形成電磁環(huán)網(wǎng),一旦特高壓電網(wǎng)因故障造成潮流升高,往往會引起次級線路的過負荷運行,進而造成特高壓電網(wǎng)失穩(wěn)風險的升高。
2.4繼電保護及安全穩(wěn)定裝置風險
特高壓電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復雜,且電壓等級較高,這就要求繼電保護及安穩(wěn)裝置的配置數(shù)量較多,一旦這些設(shè)備發(fā)生故障,則會降低特高壓電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性,造成電網(wǎng)運行風險。繼電保護裝置的穩(wěn)定性風險主要來自于保護誤動或拒動,若特高壓電網(wǎng)中配置的保護相對簡單,其中任何一條繼電保護裝置失靈,則會造成故障影響范圍的擴大。而安穩(wěn)設(shè)備主要包括切負荷、低頻減負載裝置、振蕩解列等電力系統(tǒng)自動裝置,若安穩(wěn)設(shè)備出現(xiàn)誤動或失靈現(xiàn)象。
3、提高特高壓電網(wǎng)穩(wěn)定運行的策略
3.1在特高壓電網(wǎng)的管理中引進智能化管理手段首先,智能化的一個方面是提高物理電網(wǎng)的智能化,保障電能在長距離、大負荷輸電的情況下,能夠提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。智能監(jiān)控是智能化電網(wǎng)的重要功能之一,能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備的運行情況進行監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題,將各種設(shè)備隱患對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行造成的不利影響降到最低。其次,智能化的平臺與管理手段,能夠?qū)﹄娋W(wǎng)進行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)、規(guī)劃和運行,提高骨干網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的水平,減少風電、水電接入對電網(wǎng)帶來的波動,為新能源的接入提供可靠的技術(shù)保障。
3.2強化安穩(wěn)及繼保裝置性能
由于特高壓電網(wǎng)的特殊性,因此需要配置安穩(wěn)裝置來保障對人們對特高壓電網(wǎng)的可控性,在故障時切除部分發(fā)電機組或者負載,來維持電網(wǎng)整體不出現(xiàn)較大波動,因此安穩(wěn)裝置的穩(wěn)定與否事關(guān)重大。在對特高壓電網(wǎng)進行規(guī)劃設(shè)計時應(yīng)著重強化對安穩(wěn)控制措施的配置及應(yīng)用,并對安穩(wěn)裝置定期進行巡檢,保障其運行狀態(tài)始終處于良好。此外,特高壓電網(wǎng)應(yīng)配置多套繼電保護裝置,除主保護外還應(yīng)注意對后備保護的配置,實現(xiàn)多位一體的保護策略,提高繼電保護裝置的可靠性。同時還應(yīng)該強化安穩(wěn)及繼保裝置的協(xié)調(diào)配置,保證特高壓電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生重特大事故時采取將必要措施來降低事故范圍的擴大。
3.3加強特高壓電網(wǎng)風險的預警與控制
特高壓電網(wǎng)運行主管部門應(yīng)高度重視風險預警與管控工作的開展,一方面,電網(wǎng)主管部門應(yīng)建立完善的故障預警機制,根據(jù)故障特點和等級對其進行合理分類,同時制定可靠的應(yīng)急預案。另一方面,加強對運行人員的培訓與管理,使其真正意識到特高壓電網(wǎng)運行的危險性,嚴格按照相關(guān)運行要求進行工作,避免出現(xiàn)人為操作失誤故障,以保障特高壓電網(wǎng)系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運行。
3.4優(yōu)化電網(wǎng)架構(gòu)及運行方式
對特高壓電網(wǎng)的網(wǎng)架進行優(yōu)化能夠從根本上減少風險因素的威脅,在網(wǎng)架設(shè)計施工過程嚴格遵守電力系統(tǒng)安穩(wěn)條例。同時,可以通過交直流的相互協(xié)調(diào)來提高特高壓電網(wǎng)調(diào)控的能力,減少因大規(guī)模潮流轉(zhuǎn)移而導致線路出現(xiàn)的過載威脅。對特高壓電網(wǎng)運行方式的優(yōu)化也可以使得電網(wǎng)達到規(guī)避風險的目的,通過科學制定系統(tǒng)的事故主保護和后備保護可以實現(xiàn)對輸電線路的雙重化保護。主保護采用縱聯(lián)差動保護,輔助配置近后備保護。后備保護主要包括零序電流保護、短路器失靈保護、相間距離保護等方式。110KV的單電源線路中,可以將過電流保護和零序電流保護作為普通配置。當線路電壓等級低于110KV的時候使用兩段式的過流保護配置,裝置配置的過流保護的第二段是帶有時限的,第一段不帶時限,同時在需要的時候主保護還可以安裝差動保護,而這時后備保護采用的是過電流保護。
4、結(jié)束語
綜上所述,特高壓電網(wǎng)建設(shè)為人們生活生活帶來了極大的便利,但由于特高壓電網(wǎng)的復雜性及受到其它因素的影響,給特高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定運行造成不利影響,因此,加強對影響特高壓電網(wǎng)運行因素的研究是極為必要的,有利于提高特高壓電網(wǎng)抵抗故障的能力,保證特高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
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作者簡介:翟來(1985.07一)男,陜西西安人,工學學士,電力工程師。單位:國網(wǎng)陜西省電力公司檢修公司。研究方向:特高壓電網(wǎng)運維管理.