電力體系的運(yùn)行狀態(tài)及目標(biāo)

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正常狀態(tài)在這種運(yùn)行狀態(tài)下的電力系統(tǒng)，電力系統(tǒng)以合格的質(zhì)量，滿足負(fù)荷對(duì)電能的需求：電力系統(tǒng)中各發(fā)電設(shè)備和輸變電設(shè)備均在規(guī)定的限額內(nèi)運(yùn)行；電力系統(tǒng)中各母線電壓和系統(tǒng)頻率均在允許的偏差范圍以內(nèi)。

警戒狀態(tài)電力系統(tǒng)受到災(zāi)難性干擾的機(jī)會(huì)不多見，大量的情況是許多不大的干擾或變化。例如，負(fù)荷的增加，發(fā)電機(jī)的計(jì)劃外停役，以及發(fā)電機(jī)、變壓器，輸電線路運(yùn)行環(huán)境的惡化，使電力系統(tǒng)中各元件的備用余量減少到不允許的程度。這些干擾或變化有可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)安全水平的降低，使系統(tǒng)進(jìn)入警戒狀態(tài)。處于警戒狀態(tài)下的電力系統(tǒng)，上述的等式和不等式約束條件還是滿足的，系統(tǒng)也能供應(yīng)質(zhì)量合格的電能，但系統(tǒng)的安全水平已下降到不能承受各種正常的干擾，特別是在電力系統(tǒng)中發(fā)生各種故障時(shí)，就有可能不滿足某些不等式約束條件。比如就會(huì)有某些線路出現(xiàn)過載或某些母線電壓小于限制的現(xiàn)象，出現(xiàn)以上的情況后，需要采取預(yù)防性控制措施，以確保系統(tǒng)始終處于正常的狀態(tài)。

緊急狀態(tài)電力系統(tǒng)處于正常狀態(tài)和警戒狀態(tài)，一旦發(fā)生嚴(yán)重的干擾，比如路線短路或大容量發(fā)電機(jī)組的非正常退出工作等，系統(tǒng)進(jìn)入緊急狀態(tài)。此時(shí)，上述的等式約束條件仍可能得到滿足，即負(fù)電荷還是得道供應(yīng)，但是其質(zhì)量無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求（頻率或電壓不滿足要求）。這時(shí)，電力系統(tǒng)的某些不等式約束條件遭到破壞。在快速查找故障原因，并采取有效的緊急控制措施后，系統(tǒng)有可能恢復(fù)至警戒一至正常的狀態(tài)。

系統(tǒng)崩潰在緊急狀態(tài)下，如不及時(shí)清除故障和采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧蛘哌@些措施無法起到作用，那么電力系統(tǒng)就有可能失去穩(wěn)定性。由于自動(dòng)解列裝置或調(diào)度人員的操作，可能使電力系統(tǒng)解列成幾個(gè)子系統(tǒng)。這時(shí)上述等式和不等式約束條件均遭到破壞，發(fā)電出力與負(fù)荷間出現(xiàn)不平衡。在一些子系統(tǒng)中，由于出力大大超過負(fù)荷，而不得不讓發(fā)電組退出，一至出現(xiàn)全系統(tǒng)的大面積的停電。此時(shí)應(yīng)盡可能避免連鎖性的故事發(fā)展，挽救系統(tǒng)各解列部分，使能維持部分供電，避免全系統(tǒng)的崩潰。

恢復(fù)狀態(tài)在系統(tǒng)崩潰以后，由于自動(dòng)裝置的作用或調(diào)度人員的操作使事故停止擴(kuò)大，待電力系統(tǒng)大體上穩(wěn)定下來后，則系統(tǒng)可進(jìn)入恢復(fù)狀態(tài)。這時(shí)，有部分用戶停電，部分線路、變壓器或發(fā)電機(jī)組處于斷開狀態(tài)，應(yīng)采取各種恢復(fù)出力和送電能力的措施，迅速而平穩(wěn)地對(duì)用戶恢復(fù)供電，使解列的系統(tǒng)重新并列。根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況，從這種狀態(tài)可以恢復(fù)到正常狀態(tài)或警戒狀態(tài)。

根據(jù)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，為了充分發(fā)揮電力系統(tǒng)的功能和作用，將電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的主要目標(biāo)概括如下：(1)滿足用戶供電的需要，包括供電的數(shù)量和質(zhì)量。在正常運(yùn)行情況下，應(yīng)該滿足用戶的用電需求，只有在出力不足的情況下才有計(jì)劃地限制供電。在事故發(fā)生后的緊急情況下，當(dāng)不能滿足供電需求時(shí)，要有選擇地切除一部分不重要的負(fù)荷，以保證重要負(fù)荷(如交通、醫(yī)院、連續(xù)生產(chǎn)的工廠等)的供電和全系統(tǒng)的安全。(2)電力系統(tǒng)的安全性。保證電力系統(tǒng)能以質(zhì)量合格的電能充分地對(duì)用戶連續(xù)供電。一個(gè)能夠保證安全供電的電力系統(tǒng)必須具有經(jīng)受一定程度的干擾和事故的能力。一個(gè)安全的電力系統(tǒng)，在嚴(yán)重的事故情況下也應(yīng)盡量避免使事故擴(kuò)大，以至波及電力系統(tǒng)其它正常運(yùn)行的部分，造成大面積停電；同時(shí)，應(yīng)迅速消除事故的后果，恢復(fù)正常的供電。保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的自動(dòng)控制系統(tǒng)的具體功能包括：安全監(jiān)視、安全分析和安全控制。(3)經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)性即以最小發(fā)電成本為目的的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，使系統(tǒng)中并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組合理地分配，當(dāng)發(fā)電機(jī)組經(jīng)過輸電線路對(duì)負(fù)荷供電時(shí)，還要考慮線損的影響。在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行中，還應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的變化，相應(yīng)地開停發(fā)電機(jī)組，以達(dá)到減少燃料消耗的目的。在有水電和火電的混合電力系統(tǒng)中，要求在充分發(fā)揮水力發(fā)電能力，有效地利用水力資源的條件下，滿足發(fā)電成本最小的要求。(4)滿足環(huán)境保護(hù)和生態(tài)條件的要求。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家中，十分重視電力工業(yè)對(duì)環(huán)境和生態(tài)的影響。電力系統(tǒng)所包含的發(fā)電廠，在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的固體和氣體廢料，造成對(duì)大氣和水的嚴(yán)重污染，所以要控制發(fā)電廠排放的煙氣成分(如硫的氧化物，氮的氧化物，及煙塵等)、溫度、擴(kuò)散速度，冷卻水的排放溫度和流速。對(duì)于核電廠則要控制其放射性的污染。在輸變電設(shè)備方面則要考慮輸電線(如電暈放電)對(duì)周圍環(huán)境的影響以及變壓器噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響。

作者：程新磊吳麗珍吳超杰單位：濮陽(yáng)縣電業(yè)局