电力系统稳定问题(1)

1、第2页1. 电力系统稳定问题的提出电力系统稳定问题的提出2. 电力系统稳定性的定义电力系统稳定性的定义3. 电力系统稳定问题的分类电力系统稳定问题的分类4. 稳定性与可靠性、安全性之间的关系稳定性与可靠性、安全性之间的关系5. 近几年发生的大停电事故近几年发生的大停电事故随着电力工业的出现而出现随着电力工业的出现而出现随着电力工业的不断发展而变化随着电力工业的不断发展而变化 单电源系统单电源系统 互联系统互联系统 有利于地区间电力平衡和经济调度有利于地区间电力平衡和经济调度 有利于安排机组检修和事故备用容量有利于安排机组检修和事故备用容量 有利于充分利用水力资源有利于充分利用水力资源 有利于提

2、高供电可靠性有利于提高供电可靠性 有利于提高系统的抗冲击能力，提高供电质量有利于提高系统的抗冲击能力，提高供电质量第3页 截至截至2013年，我国总发电机装机容量已达年，我国总发电机装机容量已达12.5亿亿kW，年发电量年发电量52451亿亿kWh，居世界首位，居世界首位 南方电网建成南方电网建成“八交七直八交七直”共共15条条500kV及以上的西及以上的西电东送大通道，最大输电能力超过电东送大通道，最大输电能力超过3000万万kW 早期局限于功角稳定早期局限于功角稳定 系统规模越来越大，电压稳定、频率稳定及区域间震系统规模越来越大，电压稳定、频率稳定及区域间震荡等问题引起越来越多的重视荡等问

3、题引起越来越多的重视 稳定问题的概念需要进一步准确化稳定问题的概念需要进一步准确化第4页当电力系统在某一正常运行状态下受到某当电力系统在某一正常运行状态下受到某种扰动后，凭借系统本身固有的能力和控种扰动后，凭借系统本身固有的能力和控制设备的作用，恢复到原始稳态运行方式，制设备的作用，恢复到原始稳态运行方式，或者达到新的稳态运行方式的能力。或者达到新的稳态运行方式的能力。第5页tt0电力系统稳定性是系统维持在平衡点（初始电力系统稳定性是系统维持在平衡点（初始运行状态）周围运动的一种性质运行状态）周围运动的一种性质 实际电力系统不可能绝对的停留在某个状实际电力系统不可能绝对的停留在某个状态，各种扰

4、动时刻不停地发生，但系统对态，各种扰动时刻不停地发生，但系统对扰动的响应应趋向于回到平衡点扰动的响应应趋向于回到平衡点 小扰动：如负荷扰动小扰动：如负荷扰动 大扰动：如短路故障、机组切除等大扰动：如短路故障、机组切除等第6页对大扰动，系统的稳定性与扰动类型、地对大扰动，系统的稳定性与扰动类型、地点以及持续时间等因素有关点以及持续时间等因素有关 不可能要求系统对所有大扰动维持稳定不可能要求系统对所有大扰动维持稳定 大扰动下稳定平衡点具有一个有限的吸大扰动下稳定平衡点具有一个有限的吸引域引域第7页扰动下系统的响应可能包含很多设备的动作效果扰动下系统的响应可能包含很多设备的动作效果 短路故障时继电保

5、护的动作将引起电压、电流、功短路故障时继电保护的动作将引起电压、电流、功率以及频率的变化率以及频率的变化 电压变化引起发电机和负荷节点处调压设备的动作电压变化引起发电机和负荷节点处调压设备的动作 转速变化将引起调速系统的动作转速变化将引起调速系统的动作 电压和频率的变化引起负荷功率的变化电压和频率的变化引起负荷功率的变化在扰动下保护单一元件的设备可能引起系统结构在扰动下保护单一元件的设备可能引起系统结构的弱化，降低系统的稳定的弱化，降低系统的稳定第8页系统稳定：达到新的平衡状态且系统的整系统稳定：达到新的平衡状态且系统的整体性不被破坏，即几乎所有发电机和负荷体性不被破坏，即几乎所有发电机和负荷

6、都通过一个临近的输电网保持互联都通过一个临近的输电网保持互联 部分机组或负荷可能因隔离事故的操作而部分机组或负荷可能因隔离事故的操作而断开与系统的联系断开与系统的联系 互联系统在严重故障下可能被主动解列互联系统在严重故障下可能被主动解列第9页系统不稳定：将导致系统出现解列或崩溃状态系统不稳定：将导致系统出现解列或崩溃状态 转子相对角持续不断上升转子相对角持续不断上升 电压持续不断下降电压持续不断下降 连锁性的机组或线路跳闸连锁性的机组或线路跳闸 系统的重要部分停电系统的重要部分停电第10页分类的目的分类的目的 便于理解系统失稳的机理便于理解系统失稳的机理 便于识别系统失稳的原因便于识别系统失稳

7、的原因 便于选择合适的分析模型、方法和工具便于选择合适的分析模型、方法和工具 便于发展正确的应对手段便于发展正确的应对手段注意点注意点 失稳现象常常不是纯粹的某一类别，系统一旦以某种失稳现象常常不是纯粹的某一类别，系统一旦以某种形式失去稳定，常常会导致其他形式的失稳现象形式失去稳定，常常会导致其他形式的失稳现象 必须全面考虑系统的稳定问题，对某种稳定问题的解必须全面考虑系统的稳定问题，对某种稳定问题的解决方案不应以牺牲其他形式的稳定性为代价决方案不应以牺牲其他形式的稳定性为代价第11页第12页短期短期短期短期长期长期短期短期长期长期 互联系统中同步发电机在扰动下维持同步的能力。互联系统中同步发

8、电机在扰动下维持同步的能力。 取决于系统中每台发电机维持或恢复其电磁转矩与机取决于系统中每台发电机维持或恢复其电磁转矩与机械转矩的平衡关系的能力。械转矩的平衡关系的能力。 发电机组的转速由作用在转子上的转矩决定发电机组的转速由作用在转子上的转矩决定 机械转矩：由原动机提供，推动发电机旋转，与发电机械转矩：由原动机提供，推动发电机旋转，与发电机旋转方向一致机旋转方向一致 电磁转矩：阻碍发电机旋转，与发电机旋转方向相反电磁转矩：阻碍发电机旋转，与发电机旋转方向相反 转矩平衡转矩平衡 转速恒定转速恒定第13页影响功角稳定问题的基本因素是同步发电机转影响功角稳定问题的基本因素是同步发电机转子角变化时其

9、电磁转矩的变化方式（功角特子角变化时其电磁转矩的变化方式（功角特性），系统的稳定性取决于转子角的变化量能性），系统的稳定性取决于转子角的变化量能否产生足够的恢复转矩。否产生足够的恢复转矩。第14页在转子角摇摆时同步机电磁转矩的变化包含两个在转子角摇摆时同步机电磁转矩的变化包含两个分量分量 同步转矩分量：与转子角变化同相位同步转矩分量：与转子角变化同相位 阻尼转矩分量：与转速变化同相位阻尼转矩分量：与转速变化同相位如果发电机的同步转矩分量不足将导致非周期失如果发电机的同步转矩分量不足将导致非周期失稳（或非振荡失稳）稳（或非振荡失稳）如果发电机的阻尼转矩分量不足将导致振荡失稳如果发电机的阻尼转矩分

10、量不足将导致振荡失稳第15页小扰动功角稳定小扰动功角稳定 考虑充分小扰动时的功角稳定问题考虑充分小扰动时的功角稳定问题 允许采用线性化的模型进行分析允许采用线性化的模型进行分析 关心的时间尺度为扰动关心的时间尺度为扰动 后后1020s从失稳方式划分：振荡失稳和非振荡失稳从失稳方式划分：振荡失稳和非振荡失稳 实际电力系统中通常出现的是阻尼转矩不够导致的振实际电力系统中通常出现的是阻尼转矩不够导致的振荡失稳现象荡失稳现象 由于调压器的调节作用，实际电力系统通常不会出现由于调压器的调节作用，实际电力系统通常不会出现非振荡失稳，除非采用的是励磁电压为常数的模型非振荡失稳，除非采用的是励磁电压为常数的模

11、型第16页从失稳区域划分从失稳区域划分 局部失稳局部失稳 一台或几台机组相对系统其它部分的增幅振荡（局部震一台或几台机组相对系统其它部分的增幅振荡（局部震荡模式）荡模式） 影响因素：失稳机组与系统的接入方式、调压系统以及影响因素：失稳机组与系统的接入方式、调压系统以及机组出力机组出力 全局失稳：全局失稳： 一个地区的所有机组相对另一个地区的机组的振荡（区一个地区的所有机组相对另一个地区的机组的振荡（区间振荡模式）间振荡模式） 影响因素十分复杂，负荷特性会产生重要的影响影响因素十分复杂，负荷特性会产生重要的影响第17页大扰动功角稳定大扰动功角稳定 考虑严重扰动（如短路故障）考虑严重扰动（如短路故

12、障） 发电机转子角大幅变化，须采用非线性的功角关系发电机转子角大幅变化，须采用非线性的功角关系 系统是否失稳不仅取决于初始运行状态，还取决于扰系统是否失稳不仅取决于初始运行状态，还取决于扰动的严重程度动的严重程度时间尺度时间尺度 通常是扰动后通常是扰动后35s 对具有明显区间振荡模式的大型电力系统可将时间尺对具有明显区间振荡模式的大型电力系统可将时间尺度延长到扰动后度延长到扰动后1020s第18页第19页扰动程度的影响扰动程度的影响失稳方式失稳方式 通常是由于缺乏足够的同步转矩而产生的非振荡失稳，通常是由于缺乏足够的同步转矩而产生的非振荡失稳，即所谓的第一摆失稳即所谓的第一摆失稳 大型电力系统

13、中也存在其他失稳方式大型电力系统中也存在其他失稳方式 第一摆稳定后由于一个慢的区间振荡模式和一个局部振第一摆稳定后由于一个慢的区间振荡模式和一个局部振荡模式的叠加可能导致大的转子角偏移荡模式的叠加可能导致大的转子角偏移 第一摆稳定后由于系统的非线性特性对某一振荡模式的第一摆稳定后由于系统的非线性特性对某一振荡模式的影响也可能导致失稳影响也可能导致失稳从时间尺度来看，小扰动功角稳定和暂态稳定从时间尺度来看，小扰动功角稳定和暂态稳定问题都应归类为短期稳定问题都应归类为短期稳定第20页动态稳定（动态稳定（Dynamic Stability）也是一类功角稳）也是一类功角稳定问题，但各地区对其含义有不同

14、的理解定问题，但各地区对其含义有不同的理解 北美北美 动态稳定指动态稳定指考虑考虑发电机自动控制系统（特别是励磁发电机自动控制系统（特别是励磁控制系统）时的小扰动稳定控制系统）时的小扰动稳定 相对的，经典静态稳定则特指相对的，经典静态稳定则特指不考虑不考虑发电机自动控发电机自动控制系统时的小扰动稳定制系统时的小扰动稳定 欧洲欧洲 通常用来表示暂态稳定，即大扰动功角稳定通常用来表示暂态稳定，即大扰动功角稳定因此，因此，CIGRE和和IEEE建议不再使用该词建议不再使用该词第21页 给定初始运行条件下发生扰动后电力系统维持其所有给定初始运行条件下发生扰动后电力系统维持其所有节点电压值的能力。节点电

15、压值的能力。 取决于电力系统维持或恢复负荷需求和负荷供给之间取决于电力系统维持或恢复负荷需求和负荷供给之间平衡关系的能力。平衡关系的能力。 电压失稳通常表现为部分节点电压逐渐下降或上升。电压失稳通常表现为部分节点电压逐渐下降或上升。 可能导致的后果可能导致的后果 损失部分负荷损失部分负荷 保护系统切除联络线或其它设备并导致连锁反应，部保护系统切除联络线或其它设备并导致连锁反应，部分发电机也可能在此过程中失去同步分发电机也可能在此过程中失去同步第22页导致电压失稳的主要原因通常是负荷特性，如导致电压失稳的主要原因通常是负荷特性，如电动机的滑差特性、配电网的电压调节装置、电动机的滑差特性、配电网的

16、电压调节装置、带分接头调节的变压器等，其试图恢复负荷的带分接头调节的变压器等，其试图恢复负荷的努力常常会增加高压网无功供应的负荷并进一努力常常会增加高压网无功供应的负荷并进一步加大电压降。步加大电压降。输电网络中的电抗限制了功率传输和电压支撑输电网络中的电抗限制了功率传输和电压支撑的能力，其导致的电压降落在电压失稳过程中的能力，其导致的电压降落在电压失稳过程中也起重要作用。也起重要作用。第23页大部分电压失稳现象表现为电压的持续下降，大部分电压失稳现象表现为电压的持续下降，但电压上升的失稳情况也是存在并发生过的但电压上升的失稳情况也是存在并发生过的HVDC也可能引起电压稳定问题也可能引起电压稳

17、定问题 控制系统调节不当可能导致交流侧无功供应不控制系统调节不当可能导致交流侧无功供应不足，所引起的电压失稳过程通常是快速的（秒足，所引起的电压失稳过程通常是快速的（秒级甚至更快）级甚至更快） 换流变压器的分接头调节动作也可能引起电压换流变压器的分接头调节动作也可能引起电压失稳，但失稳过程会慢得多失稳，但失稳过程会慢得多第24页指微小扰动（如负荷增加）下系统维持电压的指微小扰动（如负荷增加）下系统维持电压的能力能力在适当的假设条件下，可以采用线性化模型计在适当的假设条件下，可以采用线性化模型计算系统的灵敏度信息从而判断影响稳定性的因算系统的灵敏度信息从而判断影响稳定性的因素素由于线性化模型不能

18、考虑如分接头调节之类的由于线性化模型不能考虑如分接头调节之类的离散控制的影响，常常将线性化分析和非线性离散控制的影响，常常将线性化分析和非线性分析结合起来使用分析结合起来使用第25页指大扰动（如系统故障、切机、断线等）下系统指大扰动（如系统故障、切机、断线等）下系统维持电压的能力维持电压的能力影响这一过程的因素包括系统和负荷特性、各种影响这一过程的因素包括系统和负荷特性、各种连续控制和离散控制的效果以及保护系统的动作连续控制和离散控制的效果以及保护系统的动作情况情况确定大扰动下的电压稳定性要求对系统在扰动后确定大扰动下的电压稳定性要求对系统在扰动后足够长时间的响应进行分析，并考虑电动机、变足够

19、长时间的响应进行分析，并考虑电动机、变压器分接头、发电机励磁限制等因素的影响压器分接头、发电机励磁限制等因素的影响时间尺度可能从几秒到几十分钟时间尺度可能从几秒到几十分钟第26页 短期电压稳定：时间尺度为数秒短期电压稳定：时间尺度为数秒 包括电动机、包括电动机、HVDC换流器等元件换流器等元件 需要对适当的系统微分方程求解，类似功角稳定的分析方法需要对适当的系统微分方程求解，类似功角稳定的分析方法 不建议使用不建议使用“暂态电压稳定暂态电压稳定”一词一词 长期电压稳定：数分钟或数十分钟长期电压稳定：数分钟或数十分钟 考虑分接头调节、温度调节负荷以及发电机励磁限制等慢变考虑分接头调节、温度调节负

20、荷以及发电机励磁限制等慢变元件元件 考虑的扰动可能是负荷的缓慢增长考虑的扰动可能是负荷的缓慢增长 失稳的原因可能是无法长期维持负荷平衡、扰动后的平衡点失稳的原因可能是无法长期维持负荷平衡、扰动后的平衡点不稳定或者扰动后的平衡点的吸引域太小等不稳定或者扰动后的平衡点的吸引域太小等 很多情况下可以采用静态分析的灵敏度概念很多情况下可以采用静态分析的灵敏度概念第27页区别主要在于二者由不同量的不平衡引起，并区别主要在于二者由不同量的不平衡引起，并且失稳现象在不同量上表现得更明显且失稳现象在不同量上表现得更明显一种错误的观点一种错误的观点 功角稳定和电压稳定的差别是由于有功相角和功角稳定和电压稳定的差

21、别是由于有功相角和无功电压之间的弱耦合关系无功电压之间的弱耦合关系实际上功角稳定和电压稳定都一样不仅受扰动实际上功角稳定和电压稳定都一样不仅受扰动前有功潮流的影响，也受扰动前无功潮流的影前有功潮流的影响，也受扰动前无功潮流的影响响第28页在导致系统发电量和负荷量出现明显不平衡现在导致系统发电量和负荷量出现明显不平衡现象的严重扰动发生后，系统维持频率的能力象的严重扰动发生后，系统维持频率的能力取决于在损失最小负荷的前提下系统维持或恢取决于在损失最小负荷的前提下系统维持或恢复发电量和负荷量之间的平衡关系的能力复发电量和负荷量之间的平衡关系的能力频率失稳的现象是频率持续波动并导致切机和频率失稳的现象

22、是频率持续波动并导致切机和/或切负荷或切负荷第29页 严重扰动下系统的频率、电压、潮流等都会大幅变化，因此严重扰动下系统的频率、电压、潮流等都会大幅变化，因此分析时需要考虑一些常规的暂态稳定和电压稳定中不会考虑分析时需要考虑一些常规的暂态稳定和电压稳定中不会考虑的过程、控制和保护手段，如锅炉、低频减载等的过程、控制和保护手段，如锅炉、低频减载等 大型互联系统中严重故障常常会导致系统解列，此时稳定研大型互联系统中严重故障常常会导致系统解列，此时稳定研究的目的是确定是否可以在最小负荷损失的前提下达到每个究的目的是确定是否可以在最小负荷损失的前提下达到每个解列区域的平衡状态解列区域的平衡状态 频率稳

23、定的分析常常针对系统或解列区域的平均频率进行频率稳定的分析常常针对系统或解列区域的平均频率进行 引起频率稳定问题的原因包括：不适当的设备特性、不正确引起频率稳定问题的原因包括：不适当的设备特性、不正确的控制和保护整定或不充足的发电备用的控制和保护整定或不充足的发电备用 孤立系统中出现导致切机或者切负荷的扰动时常常需要关注孤立系统中出现导致切机或者切负荷的扰动时常常需要关注其频率稳定问题其频率稳定问题第30页 在频率偏移过程中起作用的设备和调节过程的时间尺在频率偏移过程中起作用的设备和调节过程的时间尺度可以是几分之一秒，如低频减载、发电机控制系统度可以是几分之一秒，如低频减载、发电机控制系统和保

24、护系统，也可以是数分钟，如原动机功率调节系和保护系统，也可以是数分钟，如原动机功率调节系统和负荷电压调节系统统和负荷电压调节系统 因此频率稳定过程既可能是短期现象，也可能是长期因此频率稳定过程既可能是短期现象，也可能是长期现象现象 频率偏移过程中电压也可能会明显变化，特别是在减频率偏移过程中电压也可能会明显变化，特别是在减载装置动作的孤立系统中。电压变化的百分比甚至可载装置动作的孤立系统中。电压变化的百分比甚至可能大于频率变化的百分比，并进一步加剧发电量和负能大于频率变化的百分比，并进一步加剧发电量和负荷的不平衡荷的不平衡第31页 可靠性可靠性 系统在较长运行周期中工作正常的概率系统在较长运行

25、周期中工作正常的概率 表示在相当长的时间内几乎不中断地为用户提供足够电力表示在相当长的时间内几乎不中断地为用户提供足够电力供应的能力供应的能力 安全性安全性 电力系统在意外事件下不中断用户电力供应的能力的风险电力系统在意外事件下不中断用户电力供应的能力的风险度度 安全性与系统对意外事件的鲁棒性有关，并取决于系统的安全性与系统对意外事件的鲁棒性有关，并取决于系统的运行条件及意外事件的发生概率运行条件及意外事件的发生概率 稳定性稳定性 扰动后系统整体性的维持能力扰动后系统整体性的维持能力 取决于系统的运行条件和扰动的性质取决于系统的运行条件和扰动的性质第32页 可靠性是系统设计和运行的总体目标可靠

26、性是系统设计和运行的总体目标为保证可靠性，系统绝大部分时间必须是安全的为保证可靠性，系统绝大部分时间必须是安全的为保证安全性，系统必须是稳定的，同时必须对其它不能归类为稳定为保证安全性，系统必须是稳定的，同时必须对其它不能归类为稳定问题的偶然事件是安全的，如设备损坏、杆塔倒塌或者人为破坏等问题的偶然事件是安全的，如设备损坏、杆塔倒塌或者人为破坏等 也可从后果来区分安全性和稳定性也可从后果来区分安全性和稳定性两个具有相同稳定裕度的系统，如果一个系统失稳的后果比另一个差两个具有相同稳定裕度的系统，如果一个系统失稳的后果比另一个差，则前者的安全性相对较差，则前者的安全性相对较差 安全性和稳定性是时变

27、的，可通过对特定运行方式的研究进行安全性和稳定性是时变的，可通过对特定运行方式的研究进行判断判断 可靠性是一段时间内的平均性能，只能通过对一段时间内系统可靠性是一段时间内的平均性能，只能通过对一段时间内系统性能的整体考虑进行判断性能的整体考虑进行判断第33页 安全性分析即确定系统对预期发生的扰动的鲁棒性安全性分析即确定系统对预期发生的扰动的鲁棒性 要求要求1：系统在扰动发生后能够达到新的运行状态，并：系统在扰动发生后能够达到新的运行状态，并且在该状态下满足所有必须的约束且在该状态下满足所有必须的约束 要求要求2：系统在向新的运行状态过渡过程中不发生任何：系统在向新的运行状态过渡过程中不发生任何

28、失稳现象失稳现象 对要求对要求1的验证称为静态安全分析，对要求的验证称为静态安全分析，对要求2的验证称的验证称为动态安全分析为动态安全分析 因此，稳定性分析是安全性分析的一个组成部分，也因此，稳定性分析是安全性分析的一个组成部分，也是可靠性评估的一部分是可靠性评估的一部分第34页 电力系统中目前的安全性分析基于确定性方法电力系统中目前的安全性分析基于确定性方法 设计和运行时要求系统能够承受一系列正常扰动设计和运行时要求系统能够承受一系列正常扰动N-1准则准则 比正常扰动更严重的扰动依靠切机、切负荷以及解列等紧比正常扰动更严重的扰动依靠切机、切负荷以及解列等紧急控制措施急控制措施 主要不足之处主

29、要不足之处 认为所有的扰动具有相同的发生概率和相同程度的后果认为所有的扰动具有相同的发生概率和相同程度的后果 发展方向：基于风险的安全性评估发展方向：基于风险的安全性评估 考虑运行方式和事件发生的概率，定量分析和研究系统的考虑运行方式和事件发生的概率，定量分析和研究系统的风险风险 检验系统失稳检验系统失稳 的概率和后果的概率和后果第35页根据待研究的时间尺度和现象选择建模的假设根据待研究的时间尺度和现象选择建模的假设条件，建立适当的数学模型条件，建立适当的数学模型选择适当的稳定定义选择适当的稳定定义基于某事件分析和基于某事件分析和/或仿真，确定系统的稳定或仿真，确定系统的稳定性性对照假设条件检

30、查结果，参照工程经验，必要对照假设条件检查结果，参照工程经验，必要时重复进行分析时重复进行分析第36页第37页仿真系统仿真系统第38页00.511.522.533.544.550100200d theta1-2 (deg) 00.511.522.533.544.55012V SVC (pu) 00.511.522.533.544.55-101B SVC (pu /200 MVA) Time (s)00.511.522.533.544.550.9811.02w1 (pu) power_2machinesSV_PSS Demo; Impact of SVC Comparison of result

31、s for a 6-cycle 3-phase fault (PSS (type (Pa) in service) with SVC with SVC with SVCwith SVC No SVC ; PSS (unstable) No SVC (unstable) No SVC No SVC Rotor Angle DifferenceSpeed of Machine 1Voltage at SVC BusSVC Susceptance仿真波形仿真波形思考：思考： 为什么会发生大停电事故？为什么会发生大停电事故？ 如何有效防止发生大停电事故？如何有效防止发生大停电事故？第39页 美国东部时

32、间美国东部时间2003年年8月月14日下午日下午16点点11分，以北美五分，以北美五大湖为中心的地区发生大面积停电事故，包括美国东大湖为中心的地区发生大面积停电事故，包括美国东部的纽约、密歇根、俄亥俄、马萨诸塞、康涅狄格、部的纽约、密歇根、俄亥俄、马萨诸塞、康涅狄格、新泽西州北部和新英格兰部分地区以及加拿大的安大新泽西州北部和新英格兰部分地区以及加拿大的安大略等地区。这是北美有史以来最大规模的停电事故。略等地区。这是北美有史以来最大规模的停电事故。 停电涉及美国整个东部电网，事故中至少有停电涉及美国整个东部电网，事故中至少有21座电厂座电厂停运，停电持续时间为停运，停电持续时间为29h，损失负

33、荷，损失负荷61800MW。约。约5000万人受到影响，地域约万人受到影响，地域约24000平方千米，其中纽约平方千米，其中纽约州州80% 供电中断。供电中断。第40页 简要经过和原因分析简要经过和原因分析 a) 第一能源公司第一能源公司(FE) 的的3条输电线路由于离树枝太近条输电线路由于离树枝太近，短路跳闸，这是大停电的最初原因，短路跳闸，这是大停电的最初原因; b) 当时当时FE公司控制室的报警系统未正常工作，而控制公司控制室的报警系统未正常工作，而控制室内的运行人员也未注意到这一点，即他们没有发现室内的运行人员也未注意到这一点，即他们没有发现输电线路跳闸输电线路跳闸; c) 由于公司的

34、监控设备没有报警，控制人员就未采取由于公司的监控设备没有报警，控制人员就未采取相应的措施，如减负荷等，致使故障扩大化，最终失相应的措施，如减负荷等，致使故障扩大化，最终失去控制去控制; 第41页 d) 正是由于正是由于FE公司根本未意识到出现问题，也就没有通公司根本未意识到出现问题，也就没有通告相邻的电力公司和可靠性协调机构，否则也可协助解决告相邻的电力公司和可靠性协调机构，否则也可协助解决问题问题; e) 此时，中西部独立电网运营机构此时，中西部独立电网运营机构MISO 作为该地区作为该地区(包包括括FE) 的输电协调机构，也出现问题的输电协调机构，也出现问题; f) MISO 的系统分析工

35、具在的系统分析工具在8 月月14 日下午未能有效地工作日下午未能有效地工作，导致，导致MISO 没有及早注意到没有及早注意到FE 公司的问题并采取措施公司的问题并采取措施; g) MISO 用过时的数据支持系统的实时监测，结果未能检用过时的数据支持系统的实时监测，结果未能检测出测出FE公司的事态发展，也未采取缓解措施公司的事态发展，也未采取缓解措施;第42页 h) MISO 缺乏有效的工具确定是哪条输电线路的断路器动缺乏有效的工具确定是哪条输电线路的断路器动作及其严重性，否则作及其严重性，否则MISO 的运行人员可以根据这些信息的运行人员可以根据这些信息更早地意识到事故的严重性更早地意识到事故

36、的严重性; i) MISO 和和PJM互联机构互联机构(控制宾夕法尼亚、马里兰和新泽控制宾夕法尼亚、马里兰和新泽西等地西等地) 在其交界处对突发事件各自采取的对策缺乏联合在其交界处对突发事件各自采取的对策缺乏联合协调措施协调措施; j) 总体而言，这次大停电是诸多因素所致，包括通信设施总体而言，这次大停电是诸多因素所致，包括通信设施差、人为错误、机械故障、运行人员培训不够及软件误差差、人为错误、机械故障、运行人员培训不够及软件误差等。从复杂的计算机模拟系统到简单的输电走廊树枝修剪等。从复杂的计算机模拟系统到简单的输电走廊树枝修剪，都未予以足够的重视。，都未予以足够的重视。第43页 2003 年

37、年8 月月28 日下午英国伦敦经历了日下午英国伦敦经历了16 年来第年来第1次大停电。英次大停电。英国国家电网公司所属的伦敦南部电力传输系统出现故障，导致国国家电网公司所属的伦敦南部电力传输系统出现故障，导致该系统从该系统从18:20 至至18:57 电力供应中断。停电影响了电力供应中断。停电影响了EDF 能源公能源公司的司的410000个用户，事故主要发生在伦敦南部地区，东至个用户，事故主要发生在伦敦南部地区，东至Bexley，西至，西至Kingston，北至，北至Bankside，南至，南至Beckenham，停电，停电共损失负荷共损失负荷724MW，约为当时整个伦敦负荷的，约为当时整个伦

38、敦负荷的20%。 （2）英国国家电网公司事故后调查得知，故障出现的原因是在）英国国家电网公司事故后调查得知，故障出现的原因是在2001年更换老设备时安装了一个不正确的保护继电器，致使自年更换老设备时安装了一个不正确的保护继电器，致使自动保护设备被误启动，而切除动保护设备被误启动，而切除Hurst变电所的变压器不是造成本变电所的变压器不是造成本次事件的直接原因，它使伦敦电力供应量瞬间减少了五分之一次事件的直接原因，它使伦敦电力供应量瞬间减少了五分之一。由于电力缺额过大造成了这次大停电。由于电力缺额过大造成了这次大停电。第44页 2003年年9月月23日北欧电网中的瑞典中部和南部电网及日北欧电网中

39、的瑞典中部和南部电网及丹麦的东部电网发生大面积停电，停电区包括瑞典首丹麦的东部电网发生大面积停电，停电区包括瑞典首都斯德哥尔摩，重要城市马尔及丹麦首都哥本哈根。都斯德哥尔摩，重要城市马尔及丹麦首都哥本哈根。瑞典东部奥斯卡斯汉姆核电厂瑞典东部奥斯卡斯汉姆核电厂3号机（号机（1135MW）及）及西部林哈尔斯核电厂西部林哈尔斯核电厂3号机（号机（920MW）及）及4号机（号机（885MW）停运。）停运。 （2）据报道，停电的主要原因是被暴风雪压倒刮断）据报道，停电的主要原因是被暴风雪压倒刮断的树木破坏了供电线路，随之进一步引起跳闸停电事的树木破坏了供电线路，随之进一步引起跳闸停电事件的发生。件的发生

40、。第45页 2003年年9月月28日凌晨日凌晨3 30意大利发生全国大停电，受停意大利发生全国大停电，受停电影响的居民达电影响的居民达5400万人（约占全国人口的万人（约占全国人口的93%）。停）。停电数小时后北部城市米兰等首先恢复供电，继之首都罗电数小时后北部城市米兰等首先恢复供电，继之首都罗马在当天中午开始有电。南部地区到马在当天中午开始有电。南部地区到29 日才恢复供电。日才恢复供电。 （2）这次事故的直接原因是从法国通往意大利的两条）这次事故的直接原因是从法国通往意大利的两条400kV高压电线因暴雨中断。但是在短暂的电力中断之后高压电线因暴雨中断。但是在短暂的电力中断之后，意大利方面未

41、能及时连通法、意之间的电力电缆，引，意大利方面未能及时连通法、意之间的电力电缆，引起这起这2条条400kV线路相继跳闸，导致意大利有功出力不足线路相继跳闸，导致意大利有功出力不足，引起一连串的停电事件。，引起一连串的停电事件。第46页 2005年年5月月23日晚日晚19:57起，俄罗斯莫斯科地区电网发起，俄罗斯莫斯科地区电网发生一系列故障，到生一系列故障，到5月月25日日11:00左右，莫斯科市大部左右，莫斯科市大部分地区及附近分地区及附近25个城市发生大面积停电事故，莫斯科个城市发生大面积停电事故，莫斯科电网共断开了电网共断开了321座变电站，除最先停电的座变电站，除最先停电的500kV恰吉

42、恰吉诺变电站外，还包括诺变电站外，还包括16座座220kV变电站，变电站，201座座110kV变电站，变电站，104座座35kV变电站。直接损失负荷达变电站。直接损失负荷达3539.5MW，近，近400万人的生活受到影响，造成了万人的生活受到影响，造成了1520亿美元的直接经济损失。亿美元的直接经济损失。 第47页 事故的直接原因是气温高，用电负荷大幅增长，线路事故的直接原因是气温高，用电负荷大幅增长，线路过负荷跳闸引起连锁反应，线路相继跳闸，导致大面过负荷跳闸引起连锁反应，线路相继跳闸，导致大面积停电。前一天运行积停电。前一天运行40多年的变电站电流互感器爆炸多年的变电站电流互感器爆炸起火，

43、造成起火，造成220kV线路停运，改由线路停运，改由110kV线路带负荷线路带负荷是过载的直接原因。而设备运行维护不当造成电流互是过载的直接原因。而设备运行维护不当造成电流互感器爆炸是事故发生的导火索。引起事故的恰吉诺变感器爆炸是事故发生的导火索。引起事故的恰吉诺变电站建于电站建于1963年，设备均已老化。且电网处于超负荷年，设备均已老化。且电网处于超负荷运行状态，运行人员也未引起注意，缺乏严格的操作运行状态，运行人员也未引起注意，缺乏严格的操作规程约束及协调手段。规程约束及协调手段。第48页2005 年年8 月月18 日上午，印尼发生了包括首都雅日上午，印尼发生了包括首都雅加达在内的大面积停

44、电事故，首都雅加达彻底加达在内的大面积停电事故，首都雅加达彻底断电，总共波及近断电，总共波及近1 亿人口，接近总人口的一亿人口，接近总人口的一半。城市交通、铁路及航班也受到严重影响。半。城市交通、铁路及航班也受到严重影响。造成大停电的原因，主要是爪哇岛和巴厘岛的造成大停电的原因，主要是爪哇岛和巴厘岛的电力输电网发生故障，连带影响到雅加达等地电力输电网发生故障，连带影响到雅加达等地区的供电，导致供电系统出现问题。区的供电，导致供电系统出现问题。第49页 2005年年9月月26日清晨日清晨1时左右，第时左右，第18号台风号台风“达维达维”对对海南电力设施造成了严重破坏，引发了部分电厂连续海南电力设

45、施造成了严重破坏，引发了部分电厂连续跳机解列，最终系统全部瓦解，导致了罕见的全省范跳机解列，最终系统全部瓦解，导致了罕见的全省范围大停电。围大停电。 分析认为，电网设计水平偏低、孤立运行、设备老化分析认为，电网设计水平偏低、孤立运行、设备老化严重、大机小网和弱联系的电网结构是海南严重、大机小网和弱联系的电网结构是海南“9.26”大停电的主要原因。大停电的主要原因。第50页 欧洲当地时间欧洲当地时间2006年年11月月4日日22:10(北京时间北京时间2006年年11月月5日日5:10)，欧洲电网发生一起大面积停电事故，事，欧洲电网发生一起大面积停电事故，事故中欧洲输电协调联盟故中欧洲输电协调联

46、盟(UCTE) 电网解列为电网解列为3个区域，个区域，各个区域发供电严重不平衡，相继出现频率低周或高各个区域发供电严重不平衡，相继出现频率低周或高周情况。事故影响范围广泛，波及法国和德国人口最周情况。事故影响范围广泛，波及法国和德国人口最密集的地区以及比利时、意大利、西班牙、奥地利的密集的地区以及比利时、意大利、西班牙、奥地利的多个重要城市，大多数地区在半小时内恢复供电，最多个重要城市，大多数地区在半小时内恢复供电，最严重的地区停电达严重的地区停电达1.5h。整个事故损失负荷高达。整个事故损失负荷高达16.72 GW，约，约1500万用户受到影响。万用户受到影响。第51页 事件的起因是事件的起

47、因是: 德国最大的能源公司德国最大的能源公司E. ON电网公司电网公司为了让迈尔为了让迈尔(Meyerwerft ) 造船厂新的造船厂新的“挪威珍珠挪威珍珠”号号轮船通过埃姆斯轮船通过埃姆斯(Ems) 河驶入北海，断开了河上从河驶入北海，断开了河上从Conneforde 到到Diele 的的380 kV 双回线路。经协商，于双回线路。经协商，于11 月月 4 日日 2 1 : 3 8 进 行 开 断 操 作 ，进 行 开 断 操 作 ， 2 2 : 1 0 : 1 3 ，Landesbergen 到到Wehrendorf 的线路由于过负荷保护的线路由于过负荷保护跳闸。随之发生的一系列连锁跳闸，

48、导致欧洲输电协跳闸。随之发生的一系列连锁跳闸，导致欧洲输电协调联盟调联盟(UCTE) 电网解列为电网解列为3 块，并大量切机、切负块，并大量切机、切负荷。荷。第52页 2008年年1月月10日至日至2月月2日，我国南方地区先后出现日，我国南方地区先后出现4次大范围低温雨雪冰次大范围低温雨雪冰冻天气，遭遇了冻天气，遭遇了50年一遇的冰雪灾害，使电网安全运行经历前所未有的年一遇的冰雪灾害，使电网安全运行经历前所未有的严峻考验。由于暴雪、冻雨导致河南、湖南、湖北、江西、安徽、浙江严峻考验。由于暴雪、冻雨导致河南、湖南、湖北、江西、安徽、浙江、福建等地输变电线路出现大范围的断线倒塔事故，造成大范围大面积、福建等地输变电线路出现大范围的断线倒塔事故，造成大范围大面积停电限电，包括重要交通枢纽及设施等的供电中断，严重影响了电网安停电限电，包括重要交通枢纽及设施等的供电中断，严重影响了电网安全运行。甚至部分地区电网瓦解，江西赣州电网进入了孤网运行、湖南全运行。甚至部分地区电网瓦解，江西赣州电网进入了孤网运行、湖南郴州断电断水十多天。随即引发交