调度运行工作对电网安全稳定的重要性探究
作者 张兴兵 康振兴 马涛
发表于 2025年11月

【摘 要】电力调度是电网运行的“中枢神经”,其决策质量直接决定电力系统的抗扰动能力与供能可靠性。文章依据调度运行的核心职能,结合国内外典型电网事故案例,分析调度失误对安全稳定的深层影响机制。新能源大规模接入、极端天气频发等新挑战正重构调度技术体系,需通过智能化升级与协同机制创新构建新型调度模式。

【关键词】调度;电网安全;稳定;重要性

引言

电网安全稳定是能源供给的生命线,而调度运行作为实时调控电力供需平衡的核心环节,其重要性在新型电力系统建设背景下愈发凸显。2021年美国得克萨斯州大停电事故中,调度机构对极端天气预测的不足导致450万千瓦机组非计划停运,直接经济损失超200亿美元;同年我国东北地区因风电出力骤降引发的限电事件,亦暴露出传统调度模式对新能源波动性的应对短板。传统调度体系面临三大挑战:其一,新能源占比突破30%后,其出力的随机性与反调峰特性显著增加系统平衡难度;其二,特高压交直流混联电网的复杂拓扑结构导致故障传播路径呈指数级增长;其三,电力市场改革深化要求调度决策兼顾安全约束与经济性。据统计,我国电网因调度误操作引发的事故占比已从2010年的12%升至2023年的21%,凸显优化调度体系的紧迫性。本文创新性地构建调度安全影响三维分析模型,从技术装备、管理机制、人员能力三维度解析调度运行的关键作用路径,并结合数字孪生技术提出前瞻性解决方案[1]。

一、调度运行的核心职能与安全价值

(一)确保电网稳定运行

调度系统肩负维持电网实时功率平衡的核心使命,其每5分钟滚动修正发电计划,确保发电功率与负荷需求误差控制在±1.5%的严格范围内。以华东电网为例,其先进的自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)系统通过覆盖1 600余个关键控制节点,实现区域间电力资源的精准互济与动态调配。在2023年迎峰度夏关键期,该系统单日最大调节电量高达2 800万千瓦时,相当于上海市峰值负荷的60%,有力支撑了大电网在极端负荷压力下的安全稳定运行。高精度、高频次的实时平衡调控,是防范频率波动、保障供电品质与设备安全的基石[2]。

(二)守护电网安全生命线

面对突发故障,调度员是电网应急防御体系的核心指挥官,在严苛的N-1故障场景下,调度员须在30秒黄金窗口期内完成故障精准隔离与供电恢复策略制定。2022年四川泸定地震是对此能力的严峻考验。国网四川电力调度中心依托预先完备的“电网黑启动方案”,在震后72小时内高效恢复了98%的负荷供电,其恢复速度较常规处置流程提升3倍。这充分体现了调度系统在极端灾害下快速重构电网、最大限度减少停电损失、捍卫公共安全的关键作用,是电网抵御重大风险的最后防线[3]。

(三)驱动电力资源优化配置

随着电力市场化改革深入,调度运行需深度融合经济性与安全性目标,现代调度计划需统筹协调机组爬坡速率、输电通道限额等超过200项复杂技术约束。山东电力现货市场的实践证明了优化调度的巨大价值:其试运行数据显示,通过先进调度模型精细化管理,在保障电网安全前提下,新能源消纳率显著提升8.2%,同时推动全系统年运行成本降低1.2亿元。这凸显了调度作为市场交易与物理网络核心协调者的角色,通过科学决策实现清洁能源高效利用与整体社会经济成本的最小化。调度运行通过实时平衡调控、故障应急防御、市场资源协调三大核心职能,构筑了电网安全、可靠、经济运行的核心支柱,其价值贯穿于电力生产消费的全链条[4]。

二、新型电力系统对调度运行的挑战

(一)新能源波动性冲击:调节能力面临极限考验

高比例新能源接入使电力系统稳定性面临严峻挑战。某省级电网实测数据显示,光伏出力在单日内波动幅度可高达85%,呈现剧烈且不可预测的特性。这种波动远超传统火电机组每分钟10%的调节能力极限,导致常规调节资源难以有效应对。当前调度系统普遍缺乏分钟级高精度功率预测能力,在新能源出力骤降或骤升时,常被迫紧急启动高成本燃气机组进行调峰,极大推高系统运行成本。以部分沿海省份为例,2023年因光伏波动启动燃气机组调峰达120余次,单次成本超百万元。这种“源随荷动”传统模式向“源荷互动”模式的转变,要求调度系统必须突破预测精度与灵活资源调配的双重技术瓶颈[5]。

本文刊登于《消费电子》2025年23期
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