关于弱电磁环网运行控制若干问题及对策

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摘要：电磁环网是电网在发展中一定时期内不可避免的阶段性产物，一旦电网中形成弱电磁环网时就会使得电网的整个运行面临着较大的安全风险。本文针对弱电磁环网在运行控制方面的若干问题以及所对应的的策略进行了探析，经过对弱电磁环网控制策略有效性探析，以期同行对电网中弱电磁环网的运行控制有一定的参考意义。

关键词：弱电磁环网；运行控制；过电压

一、前言

电磁环网是指在电网建设后在不同电压等级的变压器之间所产生的环形电网，在整个电网中，一些高电压等级网架在建设中会产生出电磁环网，为了提供可靠性较高的，输电能力较强的电压，部分电磁环网不能够满足解环条件，因此会给整个电网的稳定运行带来一定的风险。随着我国电力行业的不断发展，高电压等级网架得到不断的完善，电磁环网也在不断的得到解环运行，比如国内最为常见的220KV/110KV电网基本实现解环运行，而500KV/220KV等电网却仍然存在着电磁环网的困扰，针对这些可能对电网运行带来影响的隐患，专家也进行了针对性的控制策略研究。若电磁环网则是在电磁环网中高电压等级网架线路较为薄弱，低电压等级网架线路距离较远时容易形成的。如果在电网中若电磁环网进行运行，那高电压等级网架线路会首先出现故障，从而给整个电网系统的稳定运行带来严重的安全风险。本文就弱电磁环网在运行控制中面临的问题以及所对应的策略进行了讨论分析。

二、弱电磁环网运行出现的主要问题

通过上述分析可知，电网中弱电磁环网运行的话，会引起高电压等级网架线路的故障，从而对整个电网系统的稳定运行带来一定的损害，因此，电网的运行控制要求也越来越高；在实际的运行中，往往会将那些具备解环条件的弱电磁环网进行解环运行处理，以便降低系统面临的安全风险。但是在考虑电磁环网解环这一系统工程时，需要同时考虑到潮流分析、供电稳定性分析、电路电流短路问题、供电的可靠性问题以及整个电力电量的平衡等多个决定性条件，在仔细分析各个因素所带来的影响后，才能最终确定下来具体的具有可行性的解环方案。弱电磁环网运行下，系统会出现以下主要问题：

（一）高电压等级线路故障后潮流转移导致的稳定问题

在弱电磁环网的运行方式下，首先高电压等级网架线路会出现故障，从而造成大量的潮流会逐渐转移到低电压等级网架线路，在系统两端的电气联系会被大限度的削弱，致使电网整个系统的稳定性严重下降，接下来就会非常容易造成电网稳定破坏的事故发生。高电压等级线路故障后潮流转移到低电压等级线路所造成的稳定性问题包含暂态稳定、动态稳定、热稳定以及电压稳定等问题。通俗的讲，在一个电磁环网中，在高电压等级线路故障前，电流主要通过一段较近的线路传输，当高电压等级线路故障发生后，较近的线路也就出现故障，电流只能通过另一条较远的线路进行传输，这就会一方面造成低电压等级线路由于转移过来的潮流而过载，接受端的电压大幅度的下降，另一方面系统两端的电气距离大幅度增加，电压系统的稳定性严重下降，这些就可能导致暂态稳定以及动态稳定等破坏事故的发生。

（二）高电压等级线路故障后无功功率分布不合理导致的问题

在弱电磁环网轻载运行的方式下，高电压的等级线路较长时，整个线路的剩余容性无功功率较大，系统两侧需要投入较多的感性无功功率进行一定的补偿，从而造成电网整个线路中无功功率分布不合理，导致线路中过电压以及低电压问题的出现，而在系统两侧短路容量较小的时候，这个问题会更加的突出。高电压等级线路故障后线路无功功率分布不合理所导致的过电压和低电压等问题主要有以下几大类：①出现故障后，长线路空充于强系统，线路首端的母线电压合理，但是线路末端的电压远远超过合理的范围值；②出现故障后，长线路空充于弱系统，线路首端近区系统电压、末端线路电压均超过了极限范围值；③出现故障后，电网线路开断侧为弱系统，无功功率大量的过剩，导致首端近区系统电压大幅度的升高或者降低，从而超过正常的允许范围值。

（三）高电压等级线路充电操作导致的电压控制问题

在出现弱电磁环网中一端的系统较弱，且高电压等级线路较长时，则需要从弱系统一侧对整个线路进行充电操作，这个过程会引起首端近区的母线电压大幅度的提升，从而导致操作前的母线的电压难以更好的控制。在对高电压等级线路系统进行调试时，也需要从系统两侧分别对电网线路进行充电操作，相应的电压控制难的问题更加的突出了。

三、弱电磁环网运行控制的对策

针对上诉在弱电磁环网中运行所面临的主要问题，具体的运行控制对策主要有以下几个方面：

（一）故障后潮流转移导致的稳定问题应对策略

在高电压等级线路故障后由潮流转移到低电压所导致的稳定问题解决策略主要有以下几点：①解环运行，在故障发生后，整个电网系统会分成为两个子系统，可以将潮流转移导致的电网稳定性问题转化为两个子系统频率的处理问题上来，这样会更加的易于上手，然后对子系统中具备解环条件的弱电磁环网采用解环运行的方式进行解决，这种解决方式虽然较为容易，但是相应的会影响电网的可靠性能和输电性能；②合环运行，对于不具备解环条件的弱电磁环网，则只能采用合环运行的方式，合环运行的解决方式就是采用预控断面潮流的方式，从而可以保证在高电压等级线路发生故障后，潮流的转移不会直接导致电网系统的稳定性，但是合环运行的方式也存在如若在平时的运行方式下需要限制潮流，这可能会无法满足完整供电的要求；另一种合环运行方式就是在故障后切机切负荷，详细来说就是在高电压等级线路故障后，采取在送电端切机，在接受电端切负荷的安全控制措施，来降低断面的潮流，从而解决潮流转移低电压所导致的电网系统稳定问题，这种安全措施的缺点就是如果安全控制装置拒动会导致整个电网的事故更加的扩大，因此在使用这个安全措施时，应该及时的配置第三道防线的控制措施。

（二）故障后无功功率分布不合理导致的问题应对策略

由高电压等级线路故障后导致的无功功率分布不合理的问题应该根据问题的不同，采用不同的应对策略，对于故障后长线路空充于强系统，应该采用联切线路的措施，对于长线路空充于弱系统，应该采用联切线路以及给电压系统配套无功补偿的措施，而针对电网线路开断侧为弱系统，无功功率大量的过剩这一问题。也需要采用联切线路以及调过剩无功补偿装置的措施

（三）高电压等级线路充电操作导致的电压控制问题应对策略

对于高电压等级线路在充电操作时导致的电压难以控制的问题，可以采用通过调整整个线路运行方式来增加充电侧母线的短路容量来得到根本上的解决。在电网系统的运行过程中，则需要采取从系统较强的一侧进行充电，在系统较弱的一侧进行合环的措施；在电网系统调试的过程中，则需要先将双回线中的一回进行合环，从而增加电网系统较弱一侧的短路容量，再从该侧进行空充线路操作。但是在具体的电网线路操作时，一定要主要应该由主变压器保护临时的线路。

四、结论

弱电磁环网是电网发展中不可避免的一种阶段性产物，它的产生会对整个电网的稳定运行带来严重的影响，本文较为详细的分析了弱电磁环网在运行中会出现的三个主要问题以及相对应的三类控制策略，希望对弱电磁环网的控制研究有一定的参考价值。

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