【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第一層是發(fā)電減載 （ 限制到 1400 MW） 并與 735 kV并聯(lián)電抗器跳閘相結(jié)合 ， 使系統(tǒng)可能保持穩(wěn)定性 ，并不影響連續(xù)服務(wù)； l 第二層檢測(cè)極端事故對(duì)系統(tǒng)的影響 。 在非常大范圍 （ 至少一半的 735 kV變電站 ） 出現(xiàn)極端事故時(shí) ， 用自動(dòng)投切 735 kV并聯(lián)電抗器 、 低壓減載和低周減載來(lái)保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性 。 在這一層的干預(yù)下 ， 不可避免地失去某些負(fù)荷 ， 但損失是有限的； l 第三層需要直接檢測(cè)極端事故 。 在檢測(cè)到事故后 ，必須迅速和集群地進(jìn)行發(fā)電減載和遙切負(fù)荷 。 這時(shí) ，負(fù)荷損失將很大 ， 但是它是避免整個(gè)系統(tǒng)瓦解的唯一途徑 。 在表 1中列出了在各種極端事故條件下每種控制措施可能的操作及其所起的作用。 極端事故 MALS UVLS VFLS RPTC 合閘 跳閘 有限的 GR GR和 RLS RTS 第一層 有限動(dòng)作 失去兩條串聯(lián)或并聯(lián) 的 735 kV線路 * * * ACDC事件：失去 一條直流雙極線路 和一條 735 kV線路 * * * * 第二層 采用補(bǔ)救型專 門保護(hù)系統(tǒng) 失去一個(gè)發(fā)電站或一 臺(tái)機(jī)組 * * 主要負(fù)荷中心突然失 去負(fù)荷 * 專門保護(hù)系統(tǒng)的非期 望動(dòng)作 * * 第三層 采用集群作用 專門保護(hù)系統(tǒng) 在同一線路走廊中失 去一條或兩條線路 ， 并且余下的所有串聯(lián) 電容器旁路 * * * * * 在一條線路走廊中失去 所有的 735 kV線路 * * * 失去從一個(gè)變電站輻 射出的所有 735 kV線 路 * * * 表 1 在各種極端事故條件下可能的自動(dòng)化控制動(dòng)作 3 結(jié)論 本文闡述了電力系統(tǒng)緊急控制的定義及其主要目標(biāo) 。 特別強(qiáng)調(diào)的是 ， 緊急控制不僅是處理暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題 。 還應(yīng)當(dāng)考慮頻率穩(wěn)定 、 電壓穩(wěn)定和線路傳輸極限破壞等問(wèn)題 ， 緊急控制系統(tǒng)必須包括中央和局部控制以及兩者之間的協(xié)調(diào) 。 因此 ，它應(yīng)當(dāng)從考慮綜合效果的角度出發(fā) ， 應(yīng)用具備的一切控制手段 ， 以協(xié)調(diào)的方式去影響發(fā)電 、 輸電和負(fù)荷 。 俄羅斯的集中緊急預(yù)防自動(dòng)控制 （ CEPAC）系統(tǒng)代表了當(dāng)前世界上的最高水平 。 它的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)是值得借鑒和學(xué)習(xí)的 。而加拿大魁北克系統(tǒng)的防止極端偶然事故的防衛(wèi)計(jì)劃又給我們提供了一個(gè)典型的范例 。 在開(kāi)放的電力市場(chǎng)下進(jìn)一步增加了電力傳輸系統(tǒng)的壓力，應(yīng)當(dāng)借助緊急控制系統(tǒng)來(lái)保證電力系統(tǒng)的可靠性 。 電力系統(tǒng)緊急控制 第二部分 理論和方法 0 引言 實(shí)現(xiàn)集中緊急預(yù)防控制系統(tǒng) 預(yù)先需要兩個(gè)條件 :：提供控制系統(tǒng)所需要的基本數(shù)據(jù)；開(kāi)發(fā)靜態(tài)穩(wěn)定 、 暫態(tài)穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定的計(jì)算方法；緊急事故發(fā)生后的控制策略 。 許多現(xiàn)代電力系統(tǒng)已在正常運(yùn)行條件下達(dá)到高度的自動(dòng)化水平，具備數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)估計(jì)和信號(hào)處理功能。給集中緊急預(yù)防控制系統(tǒng)提供基礎(chǔ)在線控制數(shù)據(jù)的能力已經(jīng)具備。然而，關(guān)于緊急預(yù)防控制的方法和算法雖然取得了較大的進(jìn)展，但是還不十分完善。 進(jìn)行任何穩(wěn)定性控制的前提是對(duì)系統(tǒng)（包括在控制作用下）進(jìn)行 穩(wěn)定性的定量分析 。長(zhǎng)期以來(lái)，緊急控制策略的制定只能基于定性的大量離線仿真計(jì)算結(jié)果，這就是傳統(tǒng)的 “ 離線預(yù)想計(jì)算，實(shí)時(shí)匹配 ” 的方案 [2]。這種方案的缺點(diǎn)是離線計(jì)算工作量很大，適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行方式變化的能力較差，且由于離線制定控制策略時(shí)是按最嚴(yán)重情況考慮的，具體實(shí)施時(shí)容易過(guò)量，并可能發(fā)生失配 [3]。因此， 在線動(dòng)態(tài)安全評(píng)價(jià)（ DSA）成為極具挑戰(zhàn)性的課題。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在這方面進(jìn)行了不懈的努力，已經(jīng)取得了大量的成果 [437]。 在線動(dòng)態(tài)安全評(píng)估所得到的結(jié)果（暫態(tài)穩(wěn)定裕度、穩(wěn)定極限和最大傳輸容量等）可以用于緊急事故發(fā)生前的預(yù)防控制，也可以用 “ 在線預(yù)想計(jì)算，實(shí)時(shí)匹配 ” 方式來(lái)進(jìn)行緊急事故發(fā)生后的緊急控制 [16， 18， 20， 26， 27]。然而，電力系統(tǒng)是復(fù)雜的非線性大系統(tǒng)， 經(jīng)驗(yàn)表明應(yīng)當(dāng)采用集中和分層協(xié)調(diào)的緊急預(yù)防控制系統(tǒng)[1]。在設(shè)計(jì)這種緊急預(yù)防控制系統(tǒng)時(shí)，除了確定整個(gè)控制系統(tǒng)的框架或結(jié)構(gòu)，還應(yīng)當(dāng)應(yīng)用大系統(tǒng)控制理論解決一些 關(guān)鍵問(wèn)題 ： 如何在集中和分層控制的基礎(chǔ)上確定控制目標(biāo)、有關(guān)的數(shù)學(xué)模型和適當(dāng)?shù)默F(xiàn)有控制手段。 顯然，控制目標(biāo)的確定是最基本的。各層的控制目標(biāo)確定之后，也就提供了有關(guān)模型結(jié)構(gòu)和適當(dāng)?shù)目刂剖侄闻渲玫幕A(chǔ)。 一般來(lái)說(shuō) ， 局部控制處理對(duì)局部有直接影響的 、較經(jīng)常出現(xiàn)的事故；集中或中央控制處理對(duì)系統(tǒng)范圍有影響的 、 具有更持久性質(zhì)的事故 。 在明確給定局部和中央的控制目標(biāo)之后 ， 就可以根據(jù)這些目標(biāo)計(jì)算現(xiàn)有的控制手段的策略和配置到相應(yīng)的控制層上 。 自然地 ， 這就需要提供每層控制系統(tǒng)的適當(dāng)?shù)哪Ｐ?， 即提供一種輸入 輸出映射：根據(jù)給定的系統(tǒng)狀態(tài)信息 ， 指明滿足性能目標(biāo)的適當(dāng)?shù)目刂谱饔?。 關(guān)于一般的穩(wěn)定控制策略的研究在文獻(xiàn) [38， 39]中已進(jìn)行了較全面的綜述 ， 因此在本文中不再贅述 ， 而著重介紹更具有緊急控制針對(duì)性的分析方法和控制策略的理論研究成果和最新的發(fā)展趨勢(shì) 。 1 在線動(dòng)態(tài)安全評(píng)價(jià)（ DSA） 隨著偶然事故的發(fā)生，電力系統(tǒng)能否經(jīng)受住隨后發(fā)生的暫態(tài)和過(guò)渡到一種新的穩(wěn)態(tài)條件，以及在這種新的穩(wěn)態(tài)條件下所有電力系統(tǒng)元件是否運(yùn)行在規(guī)定的極限參數(shù)內(nèi)，是電力系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容。 用暫態(tài)分析方法去評(píng)價(jià)系統(tǒng)能否經(jīng)受住這種過(guò)渡過(guò)程屬于動(dòng)態(tài)安全評(píng)價(jià)（ DSA）的范疇。對(duì)于檢驗(yàn)新的穩(wěn)態(tài)條件是否可以接受屬于靜態(tài)安全評(píng)價(jià)（ SSA）的范疇 .當(dāng)評(píng)價(jià)表明某些偶然事故的出現(xiàn)導(dǎo)致電力系統(tǒng)進(jìn)入緊急狀態(tài)，則必須采取緊急預(yù)防和控制措施。靜態(tài)安全評(píng)價(jià)是對(duì)穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)基于快速潮流計(jì)算的結(jié)果，而動(dòng)態(tài)安全評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容是進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定性分析。緊急控制對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，因此以下著重介紹在線動(dòng)態(tài)安全評(píng)價(jià)所取得的進(jìn)展。 在線動(dòng)態(tài)安全評(píng)價(jià)方法主要分為三大類：人工智能法 、 暫態(tài)能量函數(shù)法和擴(kuò)展等面積法 。 基于人工智能的在線動(dòng)態(tài)安全評(píng)價(jià)方法包括模式識(shí)別 [4]、專家系統(tǒng) [5]、誘導(dǎo)推理 [6]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) [19]或模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) [10]等?；谌斯ぶ悄艿姆椒ㄊ紫葘?duì)預(yù)想事故進(jìn)行大量的離線仿真計(jì)算，從中獲得系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為中重要的穩(wěn)定性特征，然后構(gòu)造一個(gè)分類器用來(lái)在線地對(duì)新的、未可預(yù)見(jiàn)的偶然事故進(jìn)行正確的分類。 有關(guān)暫態(tài)能量函數(shù)法的研究已有多年歷史，并有大量成果面世 [1115]。 暫態(tài)能量函數(shù)是通過(guò)在故障切除時(shí)刻的系統(tǒng)暫態(tài)能量與臨界能量相比較，直接評(píng)價(jià)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。 兩者之差稱為能量裕度或穩(wěn)定裕度。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：（ a）能夠提供系統(tǒng)穩(wěn)定程度的定量信息；（ b）能夠提供系統(tǒng)穩(wěn)定裕度對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)或運(yùn)行條件變化的靈敏度分析；（ c）對(duì)極限參數(shù)計(jì)算速度快，可快速掃描系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程；（ d）利用穩(wěn)定裕度可以確定緊急控制作用。為了確定系統(tǒng)的臨界能量或穩(wěn)定域，有所謂的最接近不穩(wěn)定平衡點(diǎn)（ UEP）法、相關(guān)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)（ UEP）法、勢(shì)能界面（ PEBS）法和基于相關(guān)UEP的