發電機組電力系統正常及異常運行一般來說有五種狀態 : 正常運行狀態、警戒狀態、緊急狀態、系統崩潰、恢復狀態。
(1) 正常運行狀態
在正常運行狀態下,電力系統中總的有功和無功出力能與負荷總的有功和無功的需求達到平衡狀態;電力系統的頻率和各母線電壓在正常運行的允許范圍內;各電力設備和輸變電設備又均在額定范圍內進行運行,系統內的發電組和輸變電設備均有足夠的備用容量。此時,系統不僅能以電壓和頻率質量均合格的電能來滿足負荷用電的需求,而且還具有適量安全的儲備,能承受正常的擾動( 如斷開一條線路或停止一臺發電機)所造成的有害的后果(如設備過載等)。
電網調度中心的任務就是使系統維持在正常狀態下運行。對電力系統中每時每刻變化的負荷,調節發電機的出力,使之與負荷的需求互相適應,以保證電能的質量。同時還應在保證安全的條件下,實現電力系統的經濟下運行。
(2) 警戒狀態
電力系統受到災難性擾動的機會并不太多,大量的情況是在正常狀態下由于一系列不大的擾動上積累的,使電力系統總的安全水平逐漸降低,以致進入到警戒狀態。
在警戒狀態下,雖然電壓、頻率等都在容許范圍內。但系統的安全儲備系數大大減少了,對于外界擾動的抵抗能力削弱了。當發生一些不可預測的擾動或負荷增長到一定程度,就可能使電壓、頻率的偏差超過允許范圍,某些設備發生過載 , 使系統的安全運行受到威脅。電網調度自動化系統,要隨時監測系統的運行情況,并通過靜態安全分析、暫態安全分析等應用軟件,對系統的安全水平作出評價。當發現系統處于警戒狀態時 ,應及時向調度人員作出報告,調度人員應及時采取預防性控制措施,如增加和調整發電機出力、調整負荷、改變運行方式等,使系統盡快恢復到正常狀態上。
(3) 緊急狀態
若系統處于警戒狀態時,調度人員沒有及時采取有效的預防性措施進行操作,一旦發生一個足夠嚴重的擾動(例如發生短路故障或一臺大容量機組退出運行等 ),那么系統就要從警戒狀態進入緊急狀態。這時可能造成某些線路的潮流或系統中其他元件的負荷超過極限值,系統的電壓或頻率超過或低于允許值范圍。
這時電網調度自動化系統就擔負著特別重要的任務,它向調度人員發出一系列的報警信號,調度人員根據CRT或模擬屏的顯示,掌握系統的全局運行狀態,以便及時地采取正確而有效的緊急控制措施,盡可能使系統恢復到警戒狀態,或進而恢復到正常狀態。
(4) 系統崩潰
在緊急狀態下,如果不及時采取適當的控制措施,或者措施不夠有效,或者因為擾動及其產生的連鎖反應十分嚴重,則系統可能因失去穩定而解列成幾個系統。此時,由于出力和負荷的不平衡,不得不大量的切除負荷及發電機,從而導致全系統的崩潰。系統崩潰后,要盡量利用調度自動化系統提供的方法,了解崩潰后的系統狀況,采取各種措施,使崩潰的電網逐步的恢復起來。
(5) 恢復狀態
系統崩潰后,整個電力系統可能已解列為幾個小系統了,并且造成許多用戶大面積的停電和許多發電機的緊急停機情況。此時,要采取各種恢復出力和送電能力的措施,逐步對用戶恢復供電。使解列的小系統逐步地并列運行。使電力系統恢復到正常狀態或警戒狀態上。