電力系統運行
正文
電力系統的所有組成環節執行其功能,即電能生產、變換、傳輸、分配和利用的過程。電力系統的運行狀態可以分成正常狀態和異常狀態兩種。正常狀態又可分為安全狀態和警戒狀態;異常狀態又分成緊急狀態和恢復狀態。電力系統的運行包括了所有這些狀態及其相互間的轉移,如圖所示。 安全狀態 系統的頻率、各節點的電壓、各元件的負荷均處於規定的允許值範圍內,並且一般的小擾動不致使運行狀態脫離正常運行狀態。由於目前電能尚不能大量存貯,任何瞬間必須保證發電、輸電、用電之間的平衡,而用電負荷又隨時會發生變化,所以正常安全狀態實際上始終處於一個動態的平衡之中,必須進行正常的調整,包括頻率和電壓,即有功功率和無功功率的調整。
警戒狀態 系統整體仍處於安全的範圍內,但個別元件或地區的運行參數已臨近安全範圍的邊緣,擾動將使運行進入緊急狀態。對處於警戒狀態的電力系統應該採取預防控制,使之進入安全狀態。
緊急狀態 正常運行狀態的電力系統遭到擾動(包括負荷的變動和各種故障),電源和負荷之間的功率平衡遭到破壞而引起系統頻率和節點電壓超過了允許的偏移值,或元件的負擔超過了安全運行的限制值,系統處於危機中。對處於緊急狀態下的電力系統,應該採取各種校正控制和穩定控制措施,使系統儘可能回復到正常狀態。近來有人把緊急狀態進一步分為耐受性危機(它允許持續幾秒到幾十分鐘)和穩定性危機(它允許持續時間一般不超過10秒鐘)。這種細分有利於針對不同的危機採取不同的控制措施。
恢復狀態 這時電力系統已被解列成若干個局部系統,其中有些系統已經不能保證正常地向用戶供電,但其他部分可以維持正常狀態;或者系統未被解列,但已不能滿足向所有的用戶正常供電,已有部分負荷被切除。當處於緊急狀態下的電力系統不能通過校正和穩定控制回復到正常狀態時,應按對用戶影響最小的原則採取緊急控制措施,使之進入恢復狀態。然後根據情況採取恢復控制措施,使系統回復到正常運行狀態。
安全控制 預防性控制、校正控制、穩定控制、緊急控制和恢復控制都以提高電力系統安全性為目標,所以統一稱為安全控制。
由於供電中斷和電能質量的低劣會給國民經濟和人民生活帶來嚴重影響,所以電力系統的運行必須安全可靠、保證電能質量和求取最大的經濟性。
為了提高電力系統的安全可靠性,要求系統有一定的備用容量以滿足負荷變動和事故的需要;要求合理配置無功功率電源;要求設備處於健康的狀態,系統具有一定的穩定性儲備,並配備各種必要的安全措施和裝置。
交流電力系統的頻率、電流和電壓的正弦波形,以及各節點的電壓幅值是電能質量的 3個基本指標。為了保證電能質量,必須採取電壓調整、頻率調整和抑制諧波的措施。
電力系統調度 電力系統在保證安全可靠和電能質量的前提下,還應力求調整負荷,提高設備利用率,合理利用各種能源資源,實施經濟運行,降低煤耗、廠用電和網路損耗,以取得最大的經濟效益。
由於電力系統本身的特點:集中的發電和分散的用電,電力系統分布於廣闊的地域而發、送、用之間的功率又要求嚴格的瞬時平衡,因而電力系統的運行需要統一而分級、分層的調度管理,需要一個和電能傳輸、分配系統相平行的信息採集、傳輸和處理的通信系統,以實現正常的調整和各種安全、經濟的控制。