从零开始了解电网调度（西北网调为例）

学术 2024-11-08 12:36 浙江

来源：电知时讯

你有没有想过，每当我们按下开关时，灯光为何总能准时亮起？从我们的视角来看，电力的供应似乎是理所当然的。但实际上，电网的运行就像是一场高度复杂的协奏曲，需要调度员、发电厂和各种设备默契配合，才能确保电力的稳定和安全供应。而在这一切背后，电网调度管理与稳定控制起到了至关重要的作用。

本篇文章将带你深入了解电网的调度管理，包括如何确保电力系统的稳定、如何应对突发情况以及在负荷波动时如何保证供电的安全。无论是运行备用的安排，还是电压、频率的监控和调整，每一步都离不开科学严谨的管理和调度。一起来看看这些“隐形的手”是如何运作的，保障我们每一天的电力稳定。

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规则背后的科学与安全

电网调度听起来很严肃，但它其实是整个电网背后“隐形的手”，让我们每天都能安心用电。这部分我们来聊聊调度管理是如何保证安全、高效地运行的。

1) 电力调度的“大脑”

电力调度控制中心就像是电网的“大脑”，负责掌控整个电网的运行。想象一下，如果没有这个“大脑”的协调，整个电网可能会变得一团糟！因此，电网中的任何操作，必须要得到“网调”值班调度员的指令才能进行。就像我们的身体需要大脑的指挥一样，电网设备也必须听从调度员的安排。不过，如果遇到危及人身或设备安全的紧急情况，工作人员可以先按规程处理，但之后一定要第一时间向调度员汇报，确保信息透明、及时。

2) 严格的层级管理，保障调度有序

在电网中，领导的指令也不是可以随意发布的。如果某个指令涉及到调度的权限，还得经过网调值班调度员的许可。这种严格的管理制度，就像是在搭建一个坚固的堡垒，确保每一步都不会出错。这样不仅能防止随意操作导致混乱，还能让整个电网的运行更加安全可靠。

3) 紧急情况下的“越级指挥”

当然，电力调度也并非死板。在紧急情况下，为了防止事故的扩大，网调值班调度员是可以越级指挥的——比如直接调动某个电厂或变电站的设备。这种“越级指挥”的存在，就是为了在突发情况下，能够快速反应、避免更大的损失。不过，事后还是需要尽快向相关调度机构汇报，这样才能确保管理上的有序性。

4) 备用调度室：电网的“B计划”

为了应对可能发生的突发事件，调度中心还设有备用调度室。备用调度室通常设在地理位置中心的甘肃省，但在特殊情况下，也可以由网调临时指定其他地方来承担。这样做就是为了防止因为某些特殊情况导致调度无法正常进行，让电网的调度能力始终保持“在线”。

5) 培训与考核：调度员的必修课

要成为一名电网调度员并不简单。所有调度员在上岗前都需要经过严格的培训和考核，合格后才能正式开始工作。这种严格的标准，就是为了确保每一位调度员都有能力应对各种复杂的调度情况，守护我们的电力系统安全。

6) 违纪的后果很严重

对于那些拒绝执行调度指令、破坏调度纪律的人，网调有权进行调查，并依法处理。毕竟，电网调度关系着千家万户的用电安全，一点疏忽都不能有。

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谁负责哪些设备？

要想让电网安全稳定地运行，我们必须搞清楚每一部分设备的“管家”是谁。不同的设备在电网中有不同的角色和重要性，调度管理的范围也是根据这些来划分的。

1) 直接管理：重点照顾“大哥级”设备

首先，电网的“网调”直接负责那些对整个主网安全和稳定运行影响重大的设备。通常是指330kV及以上电压等级的线路和变电站设备。这些设备就像是电网中的“大哥”，承担着重要的电力传输和安全保障任务，必须由最可靠的调度管理来直接指挥。

2) 间接管理：关键支撑的省级设备

除了“大哥级”设备外，还有一些重要的省（区）级设备，这些设备虽然不是直接受网调指挥，但它们的运作对整个主网的安全、电量的平衡以及网络的传输能力有着重要的影响。所以，“网调”也会对这些设备进行间接管理，确保它们能够良好地支持整体电网的运作。

3) 骨干发电厂：直接调度的核心力量

对于那些对整个电网的调频调峰、安全稳定有重大影响的骨干发电厂，网调会直接进行管理和调度。这些发电厂就好比是电网中的“核心力量”，在电力供应波动或紧急情况下，它们是稳住全局的关键，所以必须由网调直接指挥。

4) 新建设备的划分原则

当电网中有新建、扩建或改造的330kV及以上电压等级设备时，网调会根据上面提到的原则来确定它们的管理范围。这保证了所有新设备的接入都符合既定的安全和管理要求，让新老设备能够有序配合，保障电网的整体稳定。

5) 一次和二次系统同步管理

电网中的设备可以分为一次系统和二次系统，一次系统是电能的实际传输部分，而二次系统是对一次系统的保护和控制。为了保证整个电网的稳定，二次系统的调整必须与相应的一次系统同步进行。这就像是指挥和执行需要保持一致，才能让电网运作得顺畅无误。

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设备检修管理的规范与细节

设备的检修管理是确保电网稳定运行的重要环节。为适应新的要求，我们对发电设备的检修管理进行了调整，尤其是检修等级和申请流程部分，来确保每一次检修都能科学、规范地进行。

1) 四级检修体系：取代传统的“大修小修”

根据《发电企业设备检修导则》，发电厂的机组检修不再用“大修”“小修”这种模糊的概念了，而是按检修规模和停用时间划分为A、B、C、D四个等级。这样分类更为明确，能够更好地反映每次检修的工作量和复杂程度，帮助我们有计划地进行检修安排。

2) 申请批复和时间管理的严格规定

在设备检修的过程中，如果涉及到网调调管设备的停运，省调或厂站的值班长在提出检修申请时，必须同时向网调提交具体的检修工作方案。这相当于提前告知“大脑”——确保它能提前安排电网的运行。

如果需要网调调管范围内的设备停电，其停电计划和申请手续必须由设备运行维护单位统一向网调提交。这保证了信息的统一和管理的规范性，防止因沟通不畅而引发的问题。

3) 检修延期的规定

在设备检修过程中，难免会遇到一些突发情况导致无法按时完工。如果设备因故不能按期完工，必须在原批准的检修工期还未过半时，办理延期手续。不过，如果原计划检修只安排了一天（包括每天需恢复送电的检修），只允许在天气突然变化等影响安全的情况下进行延期，临时检修设备则不允许延期。这种严格的时间管理制度，是为了确保电网的稳定和调度计划的有序进行。

4) 带电作业与私自操作的严格禁止

电网安全无小事，任何未经申请、未获批准的检修都是不被允许的。擅自在已停电设备上作业可能带来极大的安全风险，因此，所有涉及网调调管电气设备的检修都必须经过正式申请和批准。如果要进行带电作业，也同样需要按正常的手续提出申请。

5) 特殊试验的提前报备

有些设备在检修后恢复送电时，需要进行核相、冲击合闸或带负荷检验等与系统有关的试验，这类特殊操作在申请检修时就需要一并报出试验方案或要求，并且这些试验方案必须在试验前七天提交。这种提前报备的要求，确保了检修后的各类操作都有充足的准备时间，避免出现任何疏漏。

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电网稳定管理的统一标准

电网的稳定性是电力系统最关键的部分，它关乎我们能否持续、安全地使用电力。在这部分，我们来聊聊电网的稳定管理是如何通过统一标准来保障整个系统平稳运行的。

1) 统一原则，分级负责

在电网稳定分析中，我们遵循“四个统一”的原则：统一计算程序、统一计算标准、统一计算参数和统一计算模型。这些统一的标准让电网稳定分析更加精确、科学，并且能让不同级别的调度机构相互协调，一起保障电网的安全运行。

根据调管范围的不同，网调和各省调分别对自己负责的电网进行稳定分析和管理。每一级都有自己的责任区域，确保分工明确，各司其职。

2)稳定运行规程的制定和修订

网调和各省调都需要分别为自己负责的电网制定“稳定运行规程”。这些规程就像电网运行的“安全守则”，规范了各种情况下应该如何操作。其中，如果省调的运行方式可能影响到主网的安全，还必须报网调批准。为了确保规程与时俱进，这些“守则”通常每两年就会修订一次，但如果遇到电网结构或运行方式发生重大变化，就需要及时修订，甚至进行专题研究。

3) 黑启动方案：未雨绸缪的准备

为了防范万一，电网还需要制定“黑启动”操作方案。这是为了应对电网完全停电时能够快速、安全地恢复供电的一项关键措施。各级电网经营企业及其调度机构都应根据电网的发展情况，适时修订这些方案，以确保在最极端的情况下，也能有条不紊地恢复电力供应。

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系统频率的监视与调控

系统频率的稳定是电网运行的“生命线”，它关系到电力系统的平稳和安全。在这一部分，我们来看看发电机组如何参与到系统频率的控制中，保障我们的电力稳定。

1) 一次调频：发电机组的基本责任

所有并网发电机组都必须参与系统的一次调频。这是一项通过发电机组原动机调速系统来自动调节转速和功率的功能，目的是应对电网频率的变化，确保电网始终保持在安全的运行范围内。这就像是一辆车在行驶中自动调整速度以保持平稳的行驶状态，发电机组通过一次调频来“稳住”频率的波动。

一次调频的性能和参数必须满足行业标准以及西北电网的相关规定。这是对所有发电机组的基本要求，确保它们都能在频率出现波动时第一时间做出反应。

2) 调度与管理：统一规范，严格执行

在一次调频的管理上，网调和省调分别按照“统一调度、分级管理”的原则，对调管范围内的发电机组一次调频功能进行试验、监督和考核。为了确保电网整体的稳定，未经网调同意，任何网调直接或间接管理的发电机组都不能随意更改或退出一次调频功能。

3) 一次调频的基本性能要求

一次调频的性能直接决定了电网频率调整的速度和效果。以下是一次调频的一些关键指标要求：

死区控制：对于水电机组，其人工控制的死区应在±0.05Hz以内。这意味着在频率变化在这个范围内时，不会启动调频，但超出后会立即作出反应。
转速不等率（永态转差率）：水电机组的永态转差率应不大于3%，这保证了在负荷发生变化时，水电机组的反应保持在合理范围内。
最大负荷限幅：为了确保一次调频时发电机组的安全运行，暂定一次调频的最大负荷变化不超过机组额定出力的6%。这样可以在调节频率的同时确保设备的安全。
调速系统迟缓率（转速死区）：水电机组的调速器转速死区应小于0.04%，这样能确保调速系统在频率波动时做出足够敏感的响应。
响应时间要求：当电网频率变化达到一次调频的动作值时，发电机组开始调节负荷的响应滞后时间应小于3秒。而在频率超出死区后，发电机组应在15秒内完全响应，达到预期的目标出力。这些严格的时间要求，确保了频率调整的迅速性和有效性。

4) 一次调频的重要性

一次调频的功能是每个并网发电机组必须具备的，它为电网提供了快速的频率稳定措施，是保障电网安全运行的基石。当系统频率出现波动时，发电机组通过一次调频，迅速对转速和功率进行调整，使系统的频率回到稳定状态。这种能力，正是电网安全平稳运行背后的功臣。

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系统电压管理与调整

电网的电压和无功电力管理是维持电网稳定、保障供电质量的重要部分。让我们一起了解电压是如何通过分级管理和科学调度来保持稳定的。

1) 电压管理的分级与控制点的确定

在电网中，电压和无功电力的管理采用“分级管理”的原则，这意味着不同的电压层级由不同的调度机构负责。这种管理方式能确保电压水平在各个层级都能得到良好控制。

按照调度管理范围，西北电网内的各级调度机构需要在电网中确定“电压控制点”和“电压监测点”。其中，主网电压的控制点和监测点由网调负责确定，并报国调批准；省网的电压控制点和监测点则由各省调负责确定，并报网调批准。这些控制点和监测点，就像是电网的“观察哨”，时刻关注着电网中的电压状态。

2) 西北电网的电压控制点与监测点

在西北电网，网调直接负责管理的主网电压控制点包括各发电厂的330kV母线（例如刘家峡电厂的220kV母线）。电压监测点也设在这些关键的发电厂和变电站的母线上。网调会按有关规定对这些电压控制点的合格率及调整情况进行定期考核，确保它们始终保持在合适的范围内。

3) 发电机组的无功补偿与进相运行

无功补偿是电网电压管理中的一个重要部分，它能帮助稳定电压水平。对于网调调管的发电机组，需要进行进相试验，确保进相能力达到行业标准或西北电网的有关要求。简单来说，进相运行就是让发电机在某些特殊情况下，吸收无功功率来帮助电网维持电压的稳定。

发电机组在运行时，功率因数应在0.90（滞相）到0.97（进相）之间运行，且最大进相能力不能小于60MVar。这就相当于给电网提供了“弹性空间”，可以根据电网的需要随时进行调整。发电机组的功率因数可以在几分钟内进行调节，且这种调整的频率不受限制，这样的灵活性是电网应对负荷波动的重要手段。

4) 进相试验与运行规程的编制

对于额定功率在200MW及以上的发电机，需要通过进相试验来确认其在50%～100%额定负荷情况下的无功吸收能力，并绘制进相运行的P-Q图。这些图表就像是操作指南，帮助发电厂明确在各种负荷条件下应该如何运行。同时，电厂需要编制相应的进相运行规程，并报送调度机构备案，这些规程会作为调度机构指挥发电机组进相运行的依据。

如果有发电厂的进相试验尚未完成或进相深度未达到要求，则应制定积极有效的整改措施，以尽快满足电网的需要。同时，网调间接管理的机组试验工作由各省调具体负责，确保各级设备都能按照要求参与电压调节工作。

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运行备用管理：电网的隐形保护伞

在电网运行中，运行备用就像是我们在任何情况下的“备用计划”，它确保了电网在负荷变化或设备出现意外时，始终能稳定供电。这部分我们来看看运行备用是如何帮助电网应对各种突发情况的。

1) 什么是运行备用？

运行备用指的是电网中不受网络限制的剩余发电有功出力。这些备用的电能相当于电网的“应急储备”，可以随时用来应对负荷的波动、负荷预测的误差、设备的意外停运等情况，以确保电力供应不受影响。

运行备用的容量包括两个部分：负荷备用容量和事故备用容量。

负荷备用容量：这是指直接连接到母线并能够立即利用的发电机组出力。简单来说，就是那些可以立刻投入使用的电能。
事故备用容量：这一部分由两个部分组成：

发电备用容量：指能够在10分钟内全部调出，并至少持续1小时以上的发电出力。这些备用的电能在紧急情况下能快速投入使用，以满足网络的需求。
负荷控制容量：当电网系统中电力不足时，可以在30分钟内通过控制负荷或拉闸限电等手段来减少电力需求。这相当于为了保障系统的整体稳定，临时削减部分电力用户的供电，以应对突发的用电高峰或设备故障。

2) 西北电网的运行备用原则

在西北电网中，所有的统调发电厂共同承担运行备用，按照“统一调度、分级管理”的原则进行管理。整个电网的运行备用容量实行全网共享、优化配置，这样可以最大限度地提高资源利用效率，确保在任何突发情况下都能有足够的备用容量来保持电网的稳定。

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电网的“减压阀”

在电网运行中，低频自动减负荷装置就像是一个“减压阀”，当电网频率下降到危险的水平时，及时切除部分负荷，防止电网崩溃。这部分我们来了解低频自动减负荷装置的管理是如何保障电网安全的。

1) 低频减负荷：安全的最后一道防线

低频自动减负荷装置在电网频率过低时会自动切除部分负荷，目的是防止整个电网因频率失稳而发生更大的事故。而且，切除的负荷不会被自动重合闸或备自投装置再次投入，以确保减少的负荷能够起到实质性的“减压”作用。同时，这些装置必须和其它安全自动装置合理配合，以确保整个电网在紧急情况下的协调运行。

2) 切荷量的合理分配

低频自动减负荷装置的切荷量需要根据全网年预测的最大负荷来进行整定，并对可能发生的事故进行校核。之后，按预测的最大负荷比例，将切荷量分解到各省（区）。这样能够确保在紧急情况下，各地都能及时、均衡地分担负荷削减任务，保证电网的整体稳定。

3) 低频减负荷装置的管理要求

低频自动减负荷装置在平时应始终处于正常投入状态，任何人不得擅自退出使用。如果因为某些原因导致低频减负荷装置停运，而影响的切荷量达到所在省网总切荷量的5％以上，那么该省调必须及时向网调汇报。这一要求是为了确保整个电网的安全管理信息及时更新，让调度机构能够迅速作出相应的应对措施。

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结语

电网的稳定运行是成千上万人共同努力的成果，从调度员的精准指挥到各类设备的默契配合，每一个环节都至关重要。正是这些科学严谨的管理措施和对突发情况的快速响应，才让我们每次按下开关时，都能安心享受电力的便捷。希望通过本文的介绍，您对电网调度与稳定管理有了更深入的了解，也更加珍惜背后默默付出的电力守护者们。

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