1 电网分层分区的现状
电网的分区分层是针对电网的结构而言,通过电网的电压等级,现将电网进行等级划分,形成不同的层次结构,之后在电网的不同层级,按照输送电能的大小差异进行区域划分。在《电力系统技术导则》(运行)中提到,电网的分层分区在电力系统建设中不可避免,是国家电力发展而伴随的必然产物。合理分层需要在对应的电压网络网上接入相同等级和规模的发电厂以及符合;而合理分区就是以一个受端系统为中心,与外部电源相互连接,从而构成一个使得供需平衡的区域,各个区域之间以联络线相互连接[3]。84371
电力网络的快速发展引起了电网结构逐渐复杂的变化,如今典型的有500kV和220kV电磁环网,经常引起潮流故障,带来安全隐患隐。文献[4]根据浙江省“十五”电网规划, 2015年浙江电网分层分区的可行性主要考虑两种分区方案,分别从北向南,从西向东分成了5个或者6个区,通过电网分区,大大减小了电网安全事故发生的次数。上海电网电力需求较大,需要保证电网运行的安全性与可靠性,由于近几年来短路电流超标严重,上海的220kV输电网络采取了分区运行,保证其独立可靠性,各分区电网之间又存在多个联络通道[5]。文献[6]提及我国220kV及以上省级电网得电路拓补结构,由于220kV及以上省级电网常闭环运行,其他以下等等级电网常开环运行,所以经常呈辐射状发散。论文网
2 目前对过载问题的解决方法
电网在运行过程中,电力设备例如变压器和线路经常会出现过负荷运行,也就是过载的情况,严重情况下会导致设备停运,引起停电的危险,因此对电力系统过载问题,是电网研究的一大热点。
随着国民经济快速发展,电网负荷持续、高速增长,电网建设相对滞后,部分地区电网的500kV变电站的负荷已超过其额定容量。在迎峰度夏或是部分主变停运检修等负荷较重期间,若不采取任何控制措施,主变过载可能达150%上,一旦达到主变的过流保护动作定值,主变即会跳闸,这会严重影响地区电网的供电可靠性和安稳运行。
变压器过负载能力成为制约电网变电容量限额进一步提高的主要原因。当变电站出现N-1的事故情况,如果变压器有较高的过载能力,不仅能够避免变压器因过载发生损坏,还能够给调度留出一定时间,将负荷控制在安全稳定范围内。通过提高变压器过载能力能够有效提高并列运行主变的运行限额,提高主变负荷率,对电网安全稳定的运行意义重大。
(1)发电机出力调整
当电力系统中产生负荷过载使有功功率不平衡时,就会产生系统频率的变化,频率调整在电力系统中常被分为一次,二次与三次调频。
一次调频指的是当因为系统过载引起对应的频率变化时,通过发电机自由的调速系统参与调整的一种自动反应,以此来调节系统的偏差。一次调频是发电机组的自然属性,并网运行的机组都要满足相应的调频技术的的响应。
二次调频,即自动发电控制(AGC),指的是当系统发电机存在可调节的存储容量时,对应具体的频率变化调节发电机出力,来实现系统频率的调整。目前我国AGC资源较匮乏,合理组织市场,优化系统运行是电力市场理论与实践的难点。而国外AGC调度也存在模型过于复杂,与电量市场反复耦合,缺乏透明度等弊端。 针对电网中出现的设备过载情况,文献[7]提出对发电机进行功率调节的方法,但对一般此方法归为省级调动范围,所以电网出现紧急问题时不能够及时作出回应。
(2)其他解决设备过载的措施