摘要:现当今,随着我国科技不断进步,我国的电力行业也得到了很大程度的发展。电力通信系统的及时性和准确性直接影响到电力工作的顺畅开展,如电力调度工作效率与通信系统的性能有着直接联系。社会的发展使得电能需求量稳步增长,电力系统对于信息技术的依赖程度也在不断提升,所以分析和探讨通信系统对电力系统稳定控制的影响,并结合实际存在的问题提出针对性的解决措施,有助于进一步提升系统的稳定性与可靠性,从而保障电能高质量、高稳定性的传输。
关键词:通信系统;电力系统;稳定性控制;影响
引言
在电力系统中应用通信系统可以为用户提供稳定频率的电压与电能,具备十分重要的作用。安全性、可靠性以及稳定性均属于电力系统的评价指标,在电力系统正常运行过程中具备十分重要的位置。其中安全性可以保证电力系统运行期间在受到外部干扰时可以提供正常的供电服务,可靠性指的是电力系统可以长期稳定运行,为用户连续不断的供电,稳定性指的是电力系统可以不受干扰,保持完整运行。通过采用通信系统,可以有效保证电力系统的安全性、稳定性以及可靠性。
1电力系统稳定性分类
电力系统稳定性依据不同的标准可以将其分为以下几个类别,功角稳定,电压稳定,频率稳定等。其中功角稳定指的是发电设备在正常工作情况下,受到扰动影响时均能够保持同步运行。稳定性主要是取决于系统不同发电机在机械与电磁转矩之间维持或者恢复平衡能力,如果出现了功角失稳的情况,系统某些转子间相对角度可能会持续增大,最终无法保持同步运行,严重的时候可能导致系统崩溃。电压稳定是指系统在正常或者是受到影响的时候,母线电压保持稳定不变。电压失稳主要表现在母线电压下降或者是上升,如果大范围系统电压不稳定,负荷依然通常增大电流从而获得更大的功率,就可能会导致电压崩溃。频率稳定指的是系统受到较为严重影响,电力负荷与需求二者之间不在保持平衡的状态时,系统能够保持稳态平衡的能力,频率失稳表现在发电机跳闸。上述三种情况虽然存在差异,但是某些情况下是相互影响的,因此在问题出现后进行分析时,要从多个角度综合考虑问题,从而使应对的措施更加可靠与全面。
2电力系统稳定性控制分类
关于电力系统稳定性控制的分类,能够运用三角函数及其叠加来对电力系统的物理量进行表达,该三角函数主要涉及到角频率、幅值以及相角,这三个因子分别和电力系统中的频率控制、电压控制以及相角控制一一对应。当电力系统发生短路时,无功功率存在不足,此时电力系统的负荷过重,如果无法及时的进行调整,那么就可能会由于电流的增大导致整个系统失稳和崩溃,从而导致停电事故的出现。实际工作中,工作人员解决电压不稳定问题,最为有效的一种方式就是降低整个系统中的用电负荷。暂态功角控制方面,主要是利用切机、直流调整与切负荷等措施使系统产生新的平衡点。暂态控制决策则依赖于经验及定性分析,因此其得到的结果一般都相对较为保守,根据这一结果制定的控制措施需要继续进行进一步的优化。
3通信系统对电力系统的影响分析
作为我国电网的基础设施,电力通信是保障电网正常运行的有效方式。而通信时延问题一直是影响着电力系统的重点因素。主要是因为电力通信属于非线性和多时延系统,通信时延问题的存在将会导致该系统运行不稳定,其性能也会受到影响。为确保电力通信的实用性,应进行通信时延的最大限定值设置。从而有效避免因超过限定值,导致数据的丢失与不完整。电力通信系统承担着继电保护、安全控制等关键工作,必须确保该系统的正常运行。
因此电力通信必须满足下列要求:一是相应工作的开展必须满足电力稳定性要求。二是要求在通信正常状况下,网络中随意两节点皆有至少两条以上的物理路由连通。三是遵守N-1和N-2原则。也就是说当系统内任意节点中断,能够确保其他节点正常通信,且通信质量不会受到影响。电力系统中相应设备在进行信息交互与处理环节,不可避免的会出现时滞现象,但是时滞往往会影响到电力系统的稳定运行。本地数据信息能够为控制系统的正确决策提供依据,为了提高决策工作的科学性,通常会应用广域信号。如果存在的信号时延较为微小,则可以忽略不计。如果是依托于WAMS广域控制来辅助控制系统的决策工作,需要向不同的控制器发送相应的控制信号,此时的数据时延情况较为突出,严重影响了电力系统的稳定性。如果是针对单一类型的时滞问题,可以利用系统建模来进行有效控制。如果是以非线性、多时滞以及高维为研究对象,为了确保上述系统的稳定性,必须综合考虑多种因素。根据系统的实际情况构建具有针对性的模型。通过对电力系统的分析,其在整体传输的过程中,不仅仅是检测节点的数据信息传输到控制中心的过程,还包括控制中心向各个操作系统所下达的指令。信息传输均会经历通信网络、上行接口、下行接口,从而完成相应的任务。如果存在通信时滞的情况,将会对以上三部分产生相应的影响,进而影响电力系统稳定性,相应的决策与控制工作无法顺利开展。
4电力系统稳定性控制
达成电力系统稳定控制的技术包括了稳定控制软件,稳定控制装置硬件,稳定控制决策模式,系统架构。系统决策的准确性则由软件质量来决定,控制系统硬件则主要是控制实际控制与执行的基础。首先从电力系统稳定控制决策模式分析,其方式包括了在线准时控制,离线控制,实时控制,而在实际工作中应用最为广泛的就是离线控制,在线实时控制模式部分应用于实际工作中。离线控制模式需要结合到不同的初始工况与拓朴结构,预定事故等,具体操作是对其进行逐个试探,从而为获得相应的决策。离线控制模式需要考虑的方式包括了系统运行的方式,结构,故障类型等方面因素。而不同的因素组合在一起则使需要考虑的工况情况受到的限制,并且系统在线运行与前期设定可能会存在较大的差异,因此可能无法与离线策略相匹配。在线控制方案是在故障检测并获得确认后,进行决策分析,此种方案需要故障类型与电网工况情况明了,通过工况实时信息从而获得在线控制策略。系统控制模型主要是高维方程组成,能够在现有条件下对未来一段时间内情况进行计算。在系统硬件方面首先需要考虑到CPU处理能力,安全控制装置常用的处理器主要包括了以下类型,通用单片机,数字信号处理器,网络功能CPU与FPGA相结合等。通信能力方面,稳定控制装置通信可以将其分为外部通信与内部通信,后者主要采用的是总线方式,而前者通信能力体现在通信通道数量与站间通道速度两个方面。系统软件部分则包括了数据采样与计算,故障判定,控制策略,数据采集及计算工作是故障判定的基础,而此环节又是策略生成的基础。因此确保整体工作质量:①需要确保数据真实可靠全面;②对其从不同维度进行分析,为策略提出提供参考。
结语
在电力系统中,电力通信系统是整个系统的重要组成部分之一,电力通信系统的可靠性与整个电力系统安全、稳定运行有着直接的影响。另外诸多影响因素都会对电力通信系统造成影响,使电力通信系统可靠性管理难度大幅度提高。为了更好地适应目前的发展需求,电力通信系统应不断强化自身优势,对未来发展进行有效规划。
参考文献
[1]余文杰.通信系统对电力系统稳定控制的影响研究[D].东南大学,2018.
[2]孙辉.具有通信受限的广域电力系统控制研究[D].浙江工业大学,2019.
[3]王继业,喻鹏,汪洋,等.电力系统实时广域安全稳定控制通信架构研究[C].中国电机工程学会年会,2019.