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摘要 介绍了电力负荷特性对电网安全稳定的影响，阐明了电网中负荷的电压、频率、谐波、三相不平衡等特性分量对电网安全运行的危害，提出了从技术上、组织上、制度管理上入手，制定相应措施，保障电网安全稳定运行的思路、方法。
关键词负荷特性；电网；安全；分析
ABSTRACT: Describes the electrical load characteristics of the impact of network security and stability, to clarify the power grid in the load voltage, frequency, harmonics, phase unbalance component of network security features such as the dangers of running, made from the technical, organizational, and system management to start, develop appropriate measures to ensure safe and stable operation of the power of thinking and methods.
KEYWORD: Load characteristics; grid; security;analysis
0引言
近年来，虽着国民经济快速发展，接入电网内的负荷类型越来越复杂，大量非正弦、间歇性、非对称负荷特别是各类非线性供用电设备，各类冲击性负荷，对电网安全稳定运行影响逐年加深。电力系统的运行特性与电力负荷的特性息息相关，负荷变化的差异化和多样性使电网供电负荷的起伏及相关特性发生较大变化，造成电网事故频发，供电可靠性、电能质量下低严重，使电网的安全稳定运行受到严峻的考验。在这种环境下，电力负荷特性研究对电网安全稳定性分析，从来也没有像今天这样，正受到越来越多人的关注。
负荷特性的分类及对电网的影响
电力负荷特性内涵比较宽泛，主要包括电力负荷的电能质量特性、供电负荷产业特征性质、负荷的分布及增长变化特性等诸多方面。
1.1负荷的电能质量特性对电网安全稳定运行的影响
负荷的电能质量特性指，因为接入电网的负荷原因引起的电力系统电能质量随之发生变化的特性。在这类负荷的影响下电力系统电能质量受其拖累的程度及影响也不尽相同。电能质量包括电压、频率、波形、电压波动与闪变及电力系统的三相不平衡等问题。其中电压、频率、三相不平衡、谐波是电能质量指标的主要特征分量，本文主要阐述这四种主要电能质量指标等对电网安全稳定的影响。
1.1.1负荷的电压特性对电网安全稳定的影响
无功负荷与电压有关，研究负荷的电压静态特性，在小扰动下输电线路输送功率与电网运行电压呈正比关系。电压水平越低，系统的稳定性越差，若电网缺乏无功功率达到一定程度，又不及时调整，就容易造成系统电压崩溃和同步运行稳定破坏，造成大面积停电甚至造成系统瓦解事故。系統在低谷负荷时电压水平较高，会缩短电力系统内供用电设备的使用寿命。
1.1.2负荷的频率特性对电网安全稳定的影响
有功负荷与频率有关，当系统频率高时，造成输电线路和电气设备电抗压降增大，造成电压调整率及效率变坏。电力系统低频运行非常危险，电源与负荷在低频率下重新平衡很不牢固，稳定性差。低频率又迫使发电厂出力下降，这时又进一步减少了系统电源的出力，导致系统频率进一步降低。若处理不及时，将引发恶性循环，甚至产生频率崩溃，会严重威胁电网的安全运行。
1.1.3负荷的三相不平衡特性对电网安全稳定的影响
当某种特定的负荷会引起电网短时三相不平衡，可能会引起电力系统负序分量为启动元件的多种保护和自动装置误动作。如反映故障运行方式下出现的相序电流、电压分量的保护装置误动。并使发电机出力下降，容量利用率下降，引发机组附件的发热、振动，产生一系列的高次谐波分量等危害。
1.1.4负荷的谐波特性对电网安全稳定的影响
谐波负荷容易损坏电网内的电器设备，同时还会引起继电保护和自动装置的拒动或误动等一系列问题。例如：谐波引起相差高频保护，频繁误启动发信号或误切除线路，行波保护误跳闸，零序保护误跳变压器，后备过流保护误跳变压器等。这些事件若发生连锁事故可能引发电网大面积停电。
1.2负荷的性质、分布对电网安全稳定运行的影响
对负荷性质、分布特征的分析，是研究电网在异常及事故情况下对应掌握的电网基础参数。负荷是否三相对称，能否产生谐波源，那些是重要负荷，那些是次要负荷，负荷的地理分布及产业分布情况，对电网的依赖程度。从而合理安排停送电次序，制定切实可行的限电序位表，整定远切、稳控、低频减载方案。并采取相应的技术防范措施，及安全可靠的调度方案，保障电网安全稳定运行。同时也可帮助相关人员在事故处理时，做出正确判断的重要依据。
1.3电力负荷的增长变化特性，对电网安全稳定运行的影响
当外部环境发生变化(如气候变化、温度异常变化、节假日、重大事件的发生，产业政策的调整等)引起的负荷突然升降，电力负荷的非周期性变化及各种冲击性负荷对电网安全稳定运行，都可能会威胁电网安全。特别是在线路满载或超稳定极限下运行时，遇到负荷的突然波动，容易造成电网振荡，若处理不当将对电网带来灾难性危害和难以估量的损失。
掌控负荷特性对电网安全稳定影响的措施
用户需要充足、稳定的电力供应，同时要求有较高的供电可靠性和满足规定要求的供电质量；同样电网也希望负荷潮流在稳定的、可控的范围内运行。供、用电之间的相互依存又相互影响的关系，其实质就是电力负荷特性与电网安全运行特性相互作用的关系。当快速增长的电力负荷及其特殊的负荷特性与电力系统不能协调适应时，将引发一系列问题。所以要确保电网安全稳定运行就必须了解和熟悉电力负荷内在规律，掌握和消除负荷原因引起的电网安全隐患的解决方法。适时开展电力负荷特性评估分析，是确保电网安全供电，保障电能质量达到规范要求的具体措施。这需要电网经营管理者对负荷的各种特性进行深入研究、分析、评估，从技术、组织、制度管理方面努力，制定最佳的供用电解决方案，满足现代化电网安全运行发展的要求，应对新形势下负荷不断发生变化带来的新挑战。
2.1建立先进的电力负荷分析管理平台。
建立负荷特性专用分析系统，需把对电力系统有影响的各负荷特征分量，用数据库构建起直观的分析、统计、管理平台。以相关数据为依据，准确把握电网中负荷特性的真实情况。它包含以下几个方面：电力负荷在电网中的地域从属特性、产业分布特性、电力负荷与电源间的平衡特性关系、电力负荷与系统电压的关系曲线，电力负荷与系统频率之间的关系曲线，负荷与电量间的关系曲线，从不同参照对象下分析各种关系对比曲线，从中进行科学管理。(如:不同年份，不同季节，最高、最低温度条件下的负荷对比关系，节假日与平时的负荷曲线差异等。)每天96个点的负荷（每15分钟一个监测周期）与相对应的环境（天气、温度、湿度、节假日）间的变化关系特征及性质。从而统计电网负荷的变化，增长、分布及与环境的对应变化、关联关系。对了解所属区域负荷相关特征，提供精准的技术辅助决策和科学的综合管理平台。
2.2建立科学的电力负荷安全评估系统。
依照电力负荷特性系统的分析结果，建立电网负荷安全评估系统。将根据电力负荷特性的变化进行动态评估。就是以数据为基础，如果能衡量出流程的偏差，就要找出解决偏差的办法，追求几乎完美的质量评估管理体系。内容包含：电力系统负荷危害源的辨识、电网负荷安全风险的分级、对电网危害程度的评估、电网负荷危险源防范措施及电网危险源的控制措施等具体内容。
该系统能够按照电网安全、优质、经济运行原则，编制出分析评估报告。根据电网负荷安全动态评估系统提出的内容，进行实时的电网参数调节、电网运行方式调整、电网负荷潮流调控，以及改变发电厂、变电站运行设备工况，并提出对负荷的约束、控制建议。给编制电网发展规划，制定电网技术改造措施，以科学的数据支撑和理论依据。从而在根本上确保电力系统的安全、稳定运行。
2.3深入开展电力负荷特性分析研究，制定针对性措施
在充分了解电力负荷资基础料和变化规律的前提下，加大电力负荷特性分析研究，重点分析冲击性负荷、非线性负荷特性机理，把握负荷因素引起的电网电压、频率、谐波的影响。把对电网的安全分析与负荷特性研究统筹考虑，开展负荷特性与电网隐患协同整治。按照负荷的可治理性及电网的可适应性两方面进行研究解决，是保障电力系统安全运行的有效办法。以科學的手段找出制约电网安全的因素，通过有效的途径消除这些隐患，建立电网安全风险与负荷特性协同治理的专项措施。
2.4建立常态化的负荷特性分析与电网安全管理机制。
设置专业化的分析评估人员、机构，配备必要的仪器设备，组织生产、调度、营销、规划、农电等多部门协同分工。实行分析评估及运行综合治理工作。从数据的采集监测，分析评估，运行调控，统计考核四方面入手，实行闭环运行、常态化管理。依靠制度的牵引机制，编制《电网安全预警响应机制》、《负荷特性分析管理制度》、《电网负荷分级管理办法》、《电网负荷安全稳定分析评估标准化指导书》、《电网负荷安全稳定运行调整控制手册》、《电网安全稳定分析考核办法》等相关措施规定。从而使电网安全管理有了系统的技术规范支撑和管理体系保障。
结束语
近年来，随着我国电力负荷特性对电网安全稳定运行的牵制作用日趋增大，在负荷特性领域分析的深度也在不断加强。通过技术改造、完善管理、制度创新不断的把电力负荷特性研究引向深入，以此来确保电网的安全稳定运行。电网安全稳定控制分析是一个永不竣工的系统工程，相信通过更多人的不断努力，负荷特性对电网安全稳定影响的分析道路会越走越宽。研究、分析、调控的手段会越来越有效、科学，也必将会推动我国电网安全稳定运行控制管理，达到一个新的更高的水平。
参考文献
1 林海雪等. 电能质量技术丛书. 北京：中国电力出版社，1998
2 万千云等. 电力系统运行实用技术问答.北京：中国电力出版社，2002
3 张直平.城市电网谐波手册. 北京：中国电力出版
关键词负荷特性；电网；安全；分析
ABSTRACT: Describes the electrical load characteristics of the impact of network security and stability, to clarify the power grid in the load voltage, frequency, harmonics, phase unbalance component of network security features such as the dangers of running, made from the technical, organizational, and system management to start, develop appropriate measures to ensure safe and stable operation of the power of thinking and methods.
KEYWORD: Load characteristics; grid; security;analysis
0引言
近年来，虽着国民经济快速发展，接入电网内的负荷类型越来越复杂，大量非正弦、间歇性、非对称负荷特别是各类非线性供用电设备，各类冲击性负荷，对电网安全稳定运行影响逐年加深。电力系统的运行特性与电力负荷的特性息息相关，负荷变化的差异化和多样性使电网供电负荷的起伏及相关特性发生较大变化，造成电网事故频发，供电可靠性、电能质量下低严重，使电网的安全稳定运行受到严峻的考验。在这种环境下，电力负荷特性研究对电网安全稳定性分析，从来也没有像今天这样，正受到越来越多人的关注。
负荷特性的分类及对电网的影响
电力负荷特性内涵比较宽泛，主要包括电力负荷的电能质量特性、供电负荷产业特征性质、负荷的分布及增长变化特性等诸多方面。
1.1负荷的电能质量特性对电网安全稳定运行的影响
负荷的电能质量特性指，因为接入电网的负荷原因引起的电力系统电能质量随之发生变化的特性。在这类负荷的影响下电力系统电能质量受其拖累的程度及影响也不尽相同。电能质量包括电压、频率、波形、电压波动与闪变及电力系统的三相不平衡等问题。其中电压、频率、三相不平衡、谐波是电能质量指标的主要特征分量，本文主要阐述这四种主要电能质量指标等对电网安全稳定的影响。
1.1.1负荷的电压特性对电网安全稳定的影响
无功负荷与电压有关，研究负荷的电压静态特性，在小扰动下输电线路输送功率与电网运行电压呈正比关系。电压水平越低，系统的稳定性越差，若电网缺乏无功功率达到一定程度，又不及时调整，就容易造成系统电压崩溃和同步运行稳定破坏，造成大面积停电甚至造成系统瓦解事故。系統在低谷负荷时电压水平较高，会缩短电力系统内供用电设备的使用寿命。
1.1.2负荷的频率特性对电网安全稳定的影响
有功负荷与频率有关，当系统频率高时，造成输电线路和电气设备电抗压降增大，造成电压调整率及效率变坏。电力系统低频运行非常危险，电源与负荷在低频率下重新平衡很不牢固，稳定性差。低频率又迫使发电厂出力下降，这时又进一步减少了系统电源的出力，导致系统频率进一步降低。若处理不及时，将引发恶性循环，甚至产生频率崩溃，会严重威胁电网的安全运行。
1.1.3负荷的三相不平衡特性对电网安全稳定的影响
当某种特定的负荷会引起电网短时三相不平衡，可能会引起电力系统负序分量为启动元件的多种保护和自动装置误动作。如反映故障运行方式下出现的相序电流、电压分量的保护装置误动。并使发电机出力下降，容量利用率下降，引发机组附件的发热、振动，产生一系列的高次谐波分量等危害。
1.1.4负荷的谐波特性对电网安全稳定的影响
谐波负荷容易损坏电网内的电器设备，同时还会引起继电保护和自动装置的拒动或误动等一系列问题。例如：谐波引起相差高频保护，频繁误启动发信号或误切除线路，行波保护误跳闸，零序保护误跳变压器，后备过流保护误跳变压器等。这些事件若发生连锁事故可能引发电网大面积停电。
1.2负荷的性质、分布对电网安全稳定运行的影响
对负荷性质、分布特征的分析，是研究电网在异常及事故情况下对应掌握的电网基础参数。负荷是否三相对称，能否产生谐波源，那些是重要负荷，那些是次要负荷，负荷的地理分布及产业分布情况，对电网的依赖程度。从而合理安排停送电次序，制定切实可行的限电序位表，整定远切、稳控、低频减载方案。并采取相应的技术防范措施，及安全可靠的调度方案，保障电网安全稳定运行。同时也可帮助相关人员在事故处理时，做出正确判断的重要依据。
1.3电力负荷的增长变化特性，对电网安全稳定运行的影响
当外部环境发生变化(如气候变化、温度异常变化、节假日、重大事件的发生，产业政策的调整等)引起的负荷突然升降，电力负荷的非周期性变化及各种冲击性负荷对电网安全稳定运行，都可能会威胁电网安全。特别是在线路满载或超稳定极限下运行时，遇到负荷的突然波动，容易造成电网振荡，若处理不当将对电网带来灾难性危害和难以估量的损失。
掌控负荷特性对电网安全稳定影响的措施
用户需要充足、稳定的电力供应，同时要求有较高的供电可靠性和满足规定要求的供电质量；同样电网也希望负荷潮流在稳定的、可控的范围内运行。供、用电之间的相互依存又相互影响的关系，其实质就是电力负荷特性与电网安全运行特性相互作用的关系。当快速增长的电力负荷及其特殊的负荷特性与电力系统不能协调适应时，将引发一系列问题。所以要确保电网安全稳定运行就必须了解和熟悉电力负荷内在规律，掌握和消除负荷原因引起的电网安全隐患的解决方法。适时开展电力负荷特性评估分析，是确保电网安全供电，保障电能质量达到规范要求的具体措施。这需要电网经营管理者对负荷的各种特性进行深入研究、分析、评估，从技术、组织、制度管理方面努力，制定最佳的供用电解决方案，满足现代化电网安全运行发展的要求，应对新形势下负荷不断发生变化带来的新挑战。
2.1建立先进的电力负荷分析管理平台。
建立负荷特性专用分析系统，需把对电力系统有影响的各负荷特征分量，用数据库构建起直观的分析、统计、管理平台。以相关数据为依据，准确把握电网中负荷特性的真实情况。它包含以下几个方面：电力负荷在电网中的地域从属特性、产业分布特性、电力负荷与电源间的平衡特性关系、电力负荷与系统电压的关系曲线，电力负荷与系统频率之间的关系曲线，负荷与电量间的关系曲线，从不同参照对象下分析各种关系对比曲线，从中进行科学管理。(如:不同年份，不同季节，最高、最低温度条件下的负荷对比关系，节假日与平时的负荷曲线差异等。)每天96个点的负荷（每15分钟一个监测周期）与相对应的环境（天气、温度、湿度、节假日）间的变化关系特征及性质。从而统计电网负荷的变化，增长、分布及与环境的对应变化、关联关系。对了解所属区域负荷相关特征，提供精准的技术辅助决策和科学的综合管理平台。
2.2建立科学的电力负荷安全评估系统。
依照电力负荷特性系统的分析结果，建立电网负荷安全评估系统。将根据电力负荷特性的变化进行动态评估。就是以数据为基础，如果能衡量出流程的偏差，就要找出解决偏差的办法，追求几乎完美的质量评估管理体系。内容包含：电力系统负荷危害源的辨识、电网负荷安全风险的分级、对电网危害程度的评估、电网负荷危险源防范措施及电网危险源的控制措施等具体内容。
该系统能够按照电网安全、优质、经济运行原则，编制出分析评估报告。根据电网负荷安全动态评估系统提出的内容，进行实时的电网参数调节、电网运行方式调整、电网负荷潮流调控，以及改变发电厂、变电站运行设备工况，并提出对负荷的约束、控制建议。给编制电网发展规划，制定电网技术改造措施，以科学的数据支撑和理论依据。从而在根本上确保电力系统的安全、稳定运行。
2.3深入开展电力负荷特性分析研究，制定针对性措施
在充分了解电力负荷资基础料和变化规律的前提下，加大电力负荷特性分析研究，重点分析冲击性负荷、非线性负荷特性机理，把握负荷因素引起的电网电压、频率、谐波的影响。把对电网的安全分析与负荷特性研究统筹考虑，开展负荷特性与电网隐患协同整治。按照负荷的可治理性及电网的可适应性两方面进行研究解决，是保障电力系统安全运行的有效办法。以科學的手段找出制约电网安全的因素，通过有效的途径消除这些隐患，建立电网安全风险与负荷特性协同治理的专项措施。
2.4建立常态化的负荷特性分析与电网安全管理机制。
设置专业化的分析评估人员、机构，配备必要的仪器设备，组织生产、调度、营销、规划、农电等多部门协同分工。实行分析评估及运行综合治理工作。从数据的采集监测，分析评估，运行调控，统计考核四方面入手，实行闭环运行、常态化管理。依靠制度的牵引机制，编制《电网安全预警响应机制》、《负荷特性分析管理制度》、《电网负荷分级管理办法》、《电网负荷安全稳定分析评估标准化指导书》、《电网负荷安全稳定运行调整控制手册》、《电网安全稳定分析考核办法》等相关措施规定。从而使电网安全管理有了系统的技术规范支撑和管理体系保障。
结束语
近年来，随着我国电力负荷特性对电网安全稳定运行的牵制作用日趋增大，在负荷特性领域分析的深度也在不断加强。通过技术改造、完善管理、制度创新不断的把电力负荷特性研究引向深入，以此来确保电网的安全稳定运行。电网安全稳定控制分析是一个永不竣工的系统工程，相信通过更多人的不断努力，负荷特性对电网安全稳定影响的分析道路会越走越宽。研究、分析、调控的手段会越来越有效、科学，也必将会推动我国电网安全稳定运行控制管理，达到一个新的更高的水平。
参考文献
1 林海雪等. 电能质量技术丛书. 北京：中国电力出版社，1998
2 万千云等. 电力系统运行实用技术问答.北京：中国电力出版社，2002
3 张直平.城市电网谐波手册. 北京：中国电力出版