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电力系统的安全性及防治措施研究

作者：申晓春

来源：《城市建设理论研究》2014年第04期

摘要：近年来，世界上先后发生了非常严重的停电事故，这样的停电事故的原因通常是由在电力系统中一个频繁的扰动造成的。为了确保供电的可靠性，大规模电力系统应该保持其自身的完整性，同时还需要对更多可能的故障发生加以承受，只有这样才能避免损失负荷，而且在可能的不良故障条件下，不会导致广泛无法控制的连锁反应停电。本文根据当前形势下中国电力系统的管理和操作，详细的分析和研究对电力系统的安全性及其预防措施，希望能有助于促进电力系统安全运行的效率。

关键词：安全性；电力系统；防治措施 中图分类号：F407文献标识码： A

引言：自从电力资源被发现之后，人类的生产和生活就再也离不开它了。特别是在工业社会以及之后的信息社会，直至今天，大到一个国家的发展进步，小到每个公民的日常生活，离开电力资源，生产和生活都将陷入一片黑暗和混乱之中。

随着科学技术的进步以及社会经济的可持续发展，人民生活质量和生活水平得到了极大地提高，与之相随的是人们对于电力的需求和依赖变得越来越大，并且对稳定和安全的电力供应提出了极大地需求。然而，这是因为受到外部干扰因素和电力系统本身电网事故频繁发生，不仅使电力企业的经济效益受到不同程度的损害，并将全社会和广大电力用户特别严重的影响。自1960年代以来，世界各国一直由于电力系统停电引起的不稳定和停电，电力系统重大事故的出现，稳定的社会和经济的发展造成巨大威胁。因此，确保大规模互联电力系统稳定、经济和安全运行，它是非常紧急和重要的问题，应尽快解决。 一、电力系统的安全性的概述 1、电力系统的安全性概念

电力系统的安全性是指系统在运行过程中承受突发故障保证系统免受故障引起的广泛性供电中断的能力,描述了系统发生故障时承受故障扰动的坚强程度。安全性与稳定性、充裕度等概念一并都是系统性能的描述,稳定性和充裕度以及安全性己有了定量化的研究。安全性和稳定性相互关联,稳定是安全的前提条件,根据安全性的涵义,两个运行状态稳定、且稳定裕度也相同的系统,失稳后果较轻的系统,相对來说具有更高的安全性。

按照IEEE/CIGRE对于安全性的定义,安全性包含动态安全性和静态安全性两大类,动态安全与传统意义上的稳定性类似,包含功角稳定性、电压稳定性、频率稳定性三大类,按照扰动的

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大小又分为六类性能描述。静态安全性包含过载安全性和电压安全性两大类,其中过载安全性对于电网来说可以分为变压器过载和线路过载,电压安全性主要包含系统的低电压问题。 2、提高供用电安全性与可靠性的意义

电力资源无处不在，无论是工厂机器的运转还是家庭冰箱的工作都离不开它。如果没有了电，人们就会无法正常生活；如果没有了电，企业的损失将无法估计。由此可见，电力对于人类的重要性。也正因为如此，电力系统的安全性与可靠性就非常重要了。供电设施的好坏直接影响到供电是否可以很好地进行下去，在供电的过程当中，如果设备出现故障就会对用户造成影响，就会给人们的生活带来麻烦，给工厂带来巨大的直接的和间接的经济损失。 所以，加强供用电的安全性与可靠性对电力发展以及人们生活有着非常重要的意义。 二、影响供用电安全性与可靠性的因素

电力的发展已经有很悠久的历史了，如今已经非常完善了。但是，供用电的安全性与可靠性仍旧不能完全得到保障，影响供用电的安全性可靠性的因素还有很多具体有以下几点： 线路时常出现问题

电力系统是比较难以控制的，它受多方面的影响。我们都知道，电力主要通过电线传输。因此，线路的通畅直接决定着电力能否输送给用户。然而，线路是整个电力系统中十分难以控制的部分。当电力系统在运行时，整个线路都出于工作之中，但是只要出现一点点问题，整个电路就会陷于瘫痪。比如，天气不好时，大雨或者大风会造成线路的短路；人为操作不当时也会让线路出现问题。这些问题是线路时常需要面对的，其严重影响了整个电力系统的正常供电。

线路的维修工作不到位

线路出现问题是不得不面对的问题，然而当发生这种情况时，对线路的维修工作却是极其缺乏的，这也在很大程度上影响了用电。整个供电系统设备众多，环节众多，这需要电力工作者投入更多的精力。可是，当面对出现问题的设备时，电力工作者们往往无法快速更换，不能以最快的速度排查和检修系统的问题，这样一来，整个供电网就受到了极大的影响。 自动化系统的不健全

为了促进效率，自动化系统被越来越多的使用到生活和生产领域，电力系统当然也不例外。可是从目前来看，整个电力系统的自动化程度还比较低，且自动化的作用却无法得到完美发挥。当电力系统出现问题时，自动化监控和报警系统并不能保证百分百的预报，这为电力系统埋下了隐患。 供电系统超负荷供电

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随着人们对电力的需求量越来越高，电力系统的设备总是在超负荷运转，使得整个电力系统很难安全可靠地提供电力。如果在这种情况下持续供电，就会使电力系统出现问题，设备出现损害，进而发生电力事故，严重影响供电的可靠性。 三、电力系统安全性的有效防治措施 1、强化电网的投资建设

为了提高及保证输电系统的安全性和可靠性，就应当对电网的投资建设提起高度的重视。不管是在以往一体化垂直的电力系统结构中，亦或是在市场环境条件下，加强电网的投资建设均是非常必要及重要的。电网投资建设予以强化的基础是要确保充分的回收电网固定成本，而该方法也有着自身的局限性存在。首先，若保证回声电网固定成本的手段缺乏，那么便无法在较强经济信号下，来激励广大投资者投资建设电网；其次，通常潮流的流动是缺乏界限的，而投资窥见输电网却存在区域性特点，无法在没有区域限制的情况下整体规划，所以，应当借助于透明的信息把强健的经济激励信号与系统状态密切的加以联系，通过可靠性的规划区域，判断出需要改进投资的地方，以此加强及完善电网的投资建设，从而在电力系统的运行中，将真正的可靠性水平达到。

2、重视电力系统的管理及监控

在广阔的地域中，电力系统的互联使得资源的优化配置更加便捷，使得资源的互相支援和互通有无变成可能。然而，在密切相连的电力互联系统总，局部的一个故障能够非常迅速的传播于整个电力系统中，进而引发大面积的停电事故。因此，在处理停电事故的问题上，必须要求高效统一，反应迅速。就拿美国举例而言，从美国西部于 1996 年的两次停电到 2003 年的大面积停电事故，美国的电力管理与电力系统监控中存在着许多有待改进的地方。在广袤的北美大地上，美国的三千多家电力公司各自对大约 900GW 总容量的电力工业加以经营，即便是这些电力公司是互联的电网，形成了尤为庞大的北美电力系统，然而，其管理与调度却依然是各自为政，缺乏监控大地区亦或是全国的互联电力机构。所以，为了对电网运行环境加以改善，避免或减少自然界及外力对电力系统设备所带来的破坏，那么就必须将日常的维护工作做好，构建健全的安全运行制度，统一电网调度，统一电网管理，这是确保电力系统可靠安全运行的必要条件。

3、审定可靠性标准

在当前的电力市场环境中，应当对输电系统所实施的可靠性标准予以重新审定，由于电网公司无法像对待本地用户一样，采用相同的标准来增加转运业务的备用。自从电力市场化后，为了有效的避免影响电力系统的可靠性，相关人员便想方设法的强制性执行各种惩罚措施和可靠性标准，然而，相当一部分的人员也提出了质疑对其提高并保证可靠性的实效性。就拿某电力系统来说，因遭受到炎热天气所带来的影响，由此增加的用电量将导致电力系统中电力的短缺，进而使得电价上涨，电力系统中的区域电力公司为了防止买高价电向双边市场，而选择相