电力系统稳定控制技术

电力系统稳定控制技术介绍内容一前言：近期大停电事故的启示二三道防线在电网安全防御体系中的地位三稳定控制技术的若干问题⒈暂态稳定控制⒉动态稳定及控制措施⒊频率紧急控制⒋电压紧急控制四失步解列控制若干关键技术问题五设备过负荷及其控制六稳定控制系统的构成及可靠性七稳定控制有关判据（线路跳闸判据）八电网第三道防线存在的问题及对策

一前言－近期大停电的启示 03年8月14日北美发生了震惊世界的大停电，随后相继又发生了澳大利亚、欧洲多国发生大停电事故，05、06年也出现多次大停电事故，其中05年5月25日莫斯科发生的俄罗斯历史上规模最大的停电事故影响较大，这期间我国海南、西藏电网也发生过全停事故，华中河南电网06年的“7.1”事故影响范围也较大。大范围的停电事故，给国民经济造成巨大损失，并严重影响了人们社会生活。大停电事故整个社会的高度关注。 我们必须搞清大停电的原因，并有针对性地采取措施，防止出现大停电事故。“814”及国外事故的主要原因是：（1）电网整体结构不合理：高低压电磁环网运行情况严重，一旦高压侧输电回路断开引起潮流向低压侧大转移就可能出现灾难性的后果。（2）继电保护的不正确动作是事故扩大的直接原因：继电保护距离三段定值不能有效躲过线路短时过负荷；线路保护装置的振荡闭锁功能不完善，当系统发生失步振荡时就可能出现无序的跳闸，引发连锁反应。大停电事故中暴露出来的继电保护问题.doc（3）电网内安稳控制系统的配置不完善：如过负荷控制、失步解列、低频低压解列、低压切负荷等配置不足或不完善。大停电事故中暴露出稳定控制系统.doc（4）区域电网间信息交换较少，调度员无法监视跨区域电力系统系统运行状况；过分依靠计算机信息系统。（5）电网运行中联络线送电接近极限，稳定裕度小。一旦线路跳闸引起潮流转移时，就往往造成电压严重下降、输电线路过载，引发一系列连锁反应，使事故扩大。(6)按北美电力可靠性委员会（NERC）标准，“事故时互联电网不要解列，以获得相互支援”，致使电网各参与者在事故中未采取任何主动解列措施。 此外，在电网稳定水平下降时没能及时调整方式、限制潮流，线路走廊的树木没有及时修剪等方面也有影响，但不是大停电的主要原因。 总之，任何一次大停电事故都是由多种原因、多个因素汇集形成，值得多方面分析和吸取教训，但主要原因必须找对，反措必须有针对性。华北电网1996.5.28沙岭子电厂事故

1996年5月28日，京津唐电网由于沙岭子电厂高压试验人员误操作造成保护动作，使3条500kV线路相继跳闸，引起张家口地区对主系统振荡，造成沙岭子电厂、下花园电厂全停。三回500kV线路跳闸的主要原因是：沙岭子发电厂高压试验人员做220kV断路器直流泄漏试验时，从220kV2245断路器端子箱取交流试验电源，误将端子箱内的直流电源正极认为是交流电源的中性线，并接入试验电路，使得交流工频电压串人升压站直流电源回路。当第1次合入试验用线轴开关时，导致沙昌

Ⅱ号线、丰沙线保护动作跳闸，约5min后又第2次合上线轴开关，导致沙昌1号线（最后一条线）保护动作跳闸，造成在一个电站500kV线路全部跳闸，致使电磁环网中的潮流大转移，稳定破坏，进而使两个电厂全停。这次事故是一次人为误操作引起的系统振荡事故。海南及西藏电网大停电主要原因海南2005年“9.26”大停电的直接原因是：达维台风造成了大量线路永久性故障跳闸，线路损坏严重，220kV玉官线官塘侧发生BC相间间歇性短路故障，玉洲侧线路保护拒动（直流电源异常），引起其他线路及发电机组后备保护动作跳闸，保护拒动是导致海南电网大面积停电事故扩大的直接原因。2005年“10.24”西藏藏中电网大停电的直接原因是：羊西110kV线路一回发生单相故障断路器拒动（不设失灵保护），引起发电机组远后备低压保护无序跳闸，系统最终垮网。“06.1.8”西藏电网垮网事故直接原因是：羊湖电站的综自站调试过程中人员误操作导致电站出线全部跳闸，另外部分空载线路引起电厂母线电压升高，发电机低励、失磁保护动作跳闸，尽管系统安稳装置正确动作，曾使电网频率维持在49Hz以上数分钟，但终因功率缺额过大（超过60％），电网最终崩溃。

継电保护或断路器拒动引起发电机组远后备保护无序动作，是引起大停电的重要原因。为此，应考虑电网事故解列，隔离故障区，确保剩余电网的安全。1、20:47嵩郑II线跳闸；10s后嵩郑I线跳闸；因郑州站#1母线检修，随即郑祥线、白郑线均被断开；豫中豫北豫南豫西获嘉郑州嵩山祥符邵陵白河至湖北襄樊至华北牡丹至湖北孝感姚孟沁北柳新焦峡澳苗仓颉安阳洛热三火三水小浪底至西北首常龙泉万县辛洹线万龙线河南电网“7.1”事故发展及处理过程123456789102、20:50-20:58小浪底、三水、洛热、沁北等多个电厂手动跳机或减出力；3、20:54220kV柳新线（豫北－豫中）跳闸；4、20:56220kV焦峡线（豫北－豫中）跳闸；5、20:58220kV澳苗线（豫北－豫西）跳闸；6、20:58220kV首常线（豫西－豫中）跳闸；7、21:00系统出现振荡，电压和功率大幅波动。8、21:00灵宝直流闭锁；10、21:03500kV辛洹线手动解列；11、21:06电网振荡平息。⒐500kV万龙线跳闸；河南电网“7.1”事故的教训（1）互联电网在联网与不联网两种状态下系统的稳定控制措施是不同的。华中与华北不联网时嵩郑线跳闸采取豫北、豫西切机措施是有效的，而联网状态下切机不仅无效而且会使事故加剧，此时解列辛洹联络线后再切机或直接解列与嵩郑线构成电磁环网的220kV线路才是有效的。（2）任何情况下高一级电压等级联络线断开不允许低一级电压线路进行大区联网。（3）同一路径双回线N-2的事故必须考虑，06-07年曾发生多起N-2及N-3事故，对这类事故必须有足够的准备。（4）大区互联电网失步振荡的模式可能有多种，如果振荡中心主网内部，则目前装设的失步解列装置将拒绝动作，系统无法消除振荡。应该研究这种振荡模式下的解列对策。（5）220kV及500kV线路保护不应有过负荷跳闸功能。二三道防线在电网安全防御体系中的地位

系统稳定三级标准与三道防线的关系

关于电力系统防御体系

安全防御体系应包含系统的合理的一次网架、优质的一次设备、健全的三道防线、良好的调度运行及管理等方面，它是一个系统工程，从一次、二次、运行、管理多个方面去解决电网的安全问题。随着电力系统的发展，电网规模的扩大、结构的复杂化，以及一系列新技术的应用和资金的投入，电力系统安全防御体系也在不断完善，其功能也在逐步提高。目前缎电网谨防御展体系科存在生什么含问题港？（1祖）电道网结宪构是凉安全朝稳定唐运行背的基坟础，般但目哨前国坚内电倾网仍还不尽筒合理英，5省00找kV心/2勿20岩kV潜高低灰压电阻磁环施网仍接在一夫些电自网存陵在、甩一些掏重要妖输电阿断面弦仍较欧薄弱沈。（2筒）电敲力系昂统数红据是锅调度桑运行攀与分份析控托制的忽基础跪，但遍目前串电网弊的数怠据采篇集系坏统存局在数柿据不疼全面滑、数预据的阵同时应性较狱差（叼数秒弱至数捏十秒派）、撕可靠波性不陶够高华等问狂题。至解决馋这一考问题础是当拣务之身急。（3士）在仪系统仍稳定漠分析逐方面但：离罪线计岁算程满序已闻比较挥成熟奏，但邀模型脑、参荒数、喂方便迷性上佣急需央改进变完善填；在洋线安反全评带估技词术逐较步实混用化少，但族受到佩系统税实时锈数据吹的制倡约，葵还需唐打好蛛基础偶，稳忽步发精展。目前拢电网顾的安扶全防幼御体饱系存孟在什钳么问皇题（交续）（4宿）目隆前调孤度运幅行中当用于默预防助性控洗制的孝工具悲、手著段有虾限，假水平范还不挺高。（5跑）三除道防足线在碧不断评加强葬，但骄仍存挑在不揭少需吉要提雕高完斑善的眠方面悬。这殿是我丑们今惠天要那讨论暂的主腐要内稀容。（6垦）安篇全稳斜定控速制系馒统在榆提高府电网加输送肿能力漫、防酷止大惜事故良方面询发挥旦着重尸要的饭作用凳，但智稳控僻装置猪/系需统标端准化航不够锻，一洁些电针网稳团控系虫统软射件过营于复唯杂，船测试泽手段先不完歉善，犬装置竟误动童导致李的切桶机切凳负荷签事故暮近期兔时有夹发生从。目前贴电网浩的安星全防叨御体突系存望在什眉么问破题（千续）（7锈）电嘉网互叔联后计系统绢的动拥态稳钟定问日题突骗出了轨，但注目前欠的仿膨真手美段还腐不能粱正确扑分析买和再狱现所邮发生移的事蚀故，薪因而遭诱发耗低频喉振荡固的真凡正原秃因往顾往还亡不清郊楚，核低频歌振荡兽几乎理每年涌都有锅发生孙，至较今我傻们还票没有积有效尸的手奔段来捕预测苹和彻闲底避铺免。（8佣）电旺压稳代定问店题已激成为鼓电网俩安全炒的一催大潜删在问缓题，浸失去使大电辈源、速事故男过程枝中潮将流大叉转移慢、主培保护沃拒动骡及开册关失袄灵、节稳控围系统像拒动买等，捡都有浩可能强会导赖致电鬼压崩墨溃事闻故。针对睁上述使存在齐的问泡题，借应统椒筹规左划，瘦多方鞠面努孕力，馅不断约加强裤电力续系统坝安全悠防御线体系。2福电力勿系统孕大扰弟动分墨类大扰美动可疮按扰粥动严宅重程崇度和墓出现泉概率崇分为智三类钓：第I跨类，终单一友故障箩（出虏现概唇率较款高的加故障渗）：a播.任宾何线些路单尘相瞬塌时接壤地故榆障重誓合成顽功；双b.培同级豪电压豪的双待回或富多回育线和领环网院，任新一回坦线单希相永揭久故煤障重乳合不展成功萝及无弓故障梳三相怜断开户不重吵合，岔任一添回线沿三相叮故障余断开亏不重荐合；撇c.纠任一辞发电冷机跳捎闸或昂失磁床；d葛.受片端系林统任棕一台霞变压狠器故唐障退蒸出运筒行；随e.刘任一绵大负糊荷突竖然变自化；燃f.企任一俘回交狱流联筑络线视故障军或无类故障屈断开挽不重放合；床g.凉直流葡输电经线路瞧单极好故障宪。第I惰I类声，单值一严免重故侨障（烂出现绑概率更较低涨的故眠障）:俘a.命单回绞线单借相永凭久性侵故障筹重合锡不成现功及四无故丑障三娃相断匠开不禁重合妖；b滤.任哑一段毒母线章故障仿；c牺.同离杆并晴架双奋回线犬的异反名两带相同爱时发泪生单示相接悲地故络障重抖合不牢成功暖，双岁回线壤三相值同时判跳开冬；d蛛.直渣流输掉电线狮路双庸极故竞障。第I模II铺类，叔多重故严重旨故障柏（出泛现概鄙率很逐低的溜故障）:痛a戏.故逐障时集开关视拒动前；b节.故季障时灭继电物保护缓、自援动装毙置误楚动或盒拒动叔；d召.自若动调皮节装位置失企灵；御e.群多重涛故障沾;f馒.失抄去大它容量彼发电僻厂；壤g.曾其他祸偶然披因素。3薄电力孟系统乖承受枪大扰箱动能惨力的竞三级著标准《电去力系游统安佳全稳肤定导故则》邮规定扫我国所电力熟系统凶承受烈大扰溪动能米力的逃标准滩分为宝三级耐：第一哈级标寄准：害保持涝稳定怕运行樱和电骑网的醒正常革供电[对珠于出后现概造率较辫高的劣单一件元件正故障望，不除采取厅稳定热控制句措施嫩]罪；第二篇级标候准：策保持念稳定喝运行遗，但舰允许捆损失血部分猎负荷[出自现概浑率较抚低的杨严重短故障宴];第三奖级标德准：朝当系枕统不矩能保饱持稳将定运萝行时熄，必胶须防帅止系母统崩信溃，疼并尽近量减宗少负卧荷损果失[出阵现概料率很鸦低的用多重示性严亮重事师故]磁。4嫌什颠么是童三道钥防线喜（定绸义）伴？针对闹电网能可能萝发生吃的大搅扰动岂事故严设置厕三道狐防线它：第一劝道防孤线：由性钩能良街好的困继电爬保护鸦装置桌构成盟，确是保快筐速、盲正确牛地切知除电高力系华统的难故障叙元件座，防勺止系索统失血去稳召定。第二建道防却线：由电蔑力系接统安傅全稳围定控值制系拉统及尾切机须、切戏负荷江等稳礼定控册制措叨施构印成，狡对预屋先考辅虑到棒的存蠢在稳隐定问慎题的房诚故障为（事单故）确进行岸检测卸、判刚断和拿实施阻控制封，防困止系屯统失惑去稳挽定（膛包括渔热稳愁定）乖。[煮主动短采取酸措施末]第三宽道防仅线：由失网步解至列、塘频率舞及电蛛压紧听急控因制装烂置构价成，齿当电材力系界统发浅生失进步振退荡、框频率斑异常棕、电淋压异拾常等找事故冒时，肢采取阻解列完、切完负荷赛、切兴机等溜控制潜等措钢施，赢防止梁系统锯崩溃亲，避扶免出纲现大兆面积思停电忍。[魄被动幅应对肌]第三懂道防庄线一雕般不抢针对疾特定馅的运廊行方岁式与库故障妻形态蝇，宜养分散摆、就浩地配呈置。三道歉防线差与三有级标割准的箩关系三道并防线衬与导记则中个规定欠的三岩级标妻准并距没有齐完全县一一务对应泪关系护，但业总体眼上三坊道防良线应侨满足嗓三级解标准枣要求缘瑞。继电膏保护度是第英一道惹防线吐，但缺第一蝴道防闷线的浩正确那动作披并不唇一定她能完词全满贺足稳朴定导忘则中卷规定纱的第霉一级医标准透，例拉如，觉一些由联系峡相对嘴薄弱旧的电同网连妨单瞬网、单梅永故售障都肿存在庄问题吗，需倾要采粉取稳通定控依制措砖施来岩提高途电网禽的送鞠电能颜力；稳定皆控制个系统丹是基诊于对尝电网否的稳蔽定分峡析而炕配置苹的，菠它只辰针对晋预想查的运裂行方皂式、遇预定屿的故摸障类棋型，共如果悬出现身了预南想以掉外的教方式累或故讽障，誓则稳涛控系患统不做能保戏证电飞网的庸稳定渡性，载即第反二道够防线槽是人豪们主佣动出眼击采逆取的你措施夏；第三铺道防惰线则耀是兜息底的剧，崭凡是区多重假故障讯、预颈想之夕外的炊事故帝导致竖系统往失去哈同步嘴或频逆率、片电压江异常泪，由疯第三淘道防想线的偿装置拦采取畏控制虾措施离，防冲止事公故扩装大，辟防止恒系统狮崩溃纹，即呀第三餐道防院线是碌被动绳应对殿大事旗故的坝手段申。稳定数控制业系统锹策略弯需考凝虑的牲故障犁扰动单回轿线单章相永絮久性芒故障膊重合提不成恼功、坛无故娘障三耻相断互开不简重合右及三矩相短钞路跳茫闸；居同杆渐并架伞双回伴线的西异名粗两相疮（非烫同名绪相）青同时卵发生郊单相印接地浴故障浊重合泡不成弱功跳胁两回英；直惹流输压电系图统（棵线路捷）双伐极闭背锁或融相继芝闭锁剃。对于殿重要呜的送亏电断灶面，仇为了垄保证菜送电堪的可毒靠性搞，须韵考虑叹同一馋断面击平行功两回瞧线同扇时跳竿闸或控相继对跳闸时。对几施种特扇殊情滋况的愧处理超：（深1）因对于哨特别腹重要僵的受席端电餐网需达考虑超同一校受电龟断面奖两回裕线同刃时或固相继动跳闸催；（唉2）滔对于红结构们相对兼固定酿的双完母线衬接线盆的变巩电站秤，可葱考虑盏一段瓶母线雕故障眨跳闸荡;(张3)咬对于骡发展梨过程吉中的耻大机正组小誓系统四结构非电网巩可以扮适当瓦放宽蔑故障番标准炊。加强壁三道纳防线捆建设从电奏力系倒统全桑网的伙高度杰去检历查继港电保口护可寒能存帆在的映不利川因素组，尤松其是犹后备容保护晓的定钩值和僻级差理方面谎的问压题，晋并逐笋步加火以解框决。研究智特高抵压、饶交直咸流并撞列、我互联帅大电免网的肥安全蜓稳定让问题堵及相笛应的剃稳定荡控制刻技术惨，研循究逐眯步简绵化稳白定控难制策普略的驱方法席和简怒化现乘场工絮程联续调的强方法遗，减肤轻现六场运灯行中事修改糖控制投策略和和现属场联甩调的粒负担恩。研究荣解决茫复杂饶大电甩网第询三道乌防线那存在淋的问售题，弦尤其获是失斜步解溜列与近低电敞压解懂列，骨切实房诚防止铜发生筐电网骄崩溃斥的大阅停电织事故涝。5挎系统特稳定荡对继冰电保刻护的挠要求这里桌讲的寻继电弄保护遵应包摄括保护倘装置挽与相顿关的架通道险、二胶次回皱路。（1但）在酬被保碍护的梅元件苦没有瘦故障致或故蜜障发鸽生在栗区外工时应不误芬动作。由于跪通道粮接受摄与发慌送时彩延的雕不一弄致引附起的肝光纤课纵差显保护召误动疮、由走于交刃流串凤入直增流电公源回季路引题起保枣护及积远跳馅装置员误动尝、由礼于线钥路过请载引涌起的确距离稀三段怀误动仓作等妻事故揉国内橡近几辈年仍宫多次仿发生串，有葵的诱叮发了晚大范哨围停共电事金故。（2盘）在饮被保席护的演元件后区内雹发生落故障肆时应不拒置动。由于疮直流六电源汤消失贿引起创保护信拒动朱导致惨大范眯围停韵电事有故国仁内多宽次发男生，德如：撑05吐年“角9.裕26转”海固南大碌停电膜事故前；0宝7年遭“1膝0.捧27酒”上局午1俊0：嗽10孝上海告徐汇冤区2扰20租千伏农长春愚变电舍站停揉电事迷故（垂造成画上海批徐家披汇、卵田林获、龙甜华等玻地区升停电待，居旅民、先商户潜用电烟受到巩影响害，地讽铁1吼、2洽、4哄号线市部分法区段变失电扶）等御。保油护装挨置实宿现了析双重橡化，盲但向砍保护埋供电尊的直俊流电夏源等现回路付如果拳不双肢重化膛保护折的可伴靠性蠢又如冷何保巧证。（3榆）在停系统瓜发生异步济振荡旬期间房诚保护役装置展应可都靠闭的锁。国内确保护蛮这一雄问题侦解决需得较熄好，词但国立外保绑护这届方面春问题羽较大描，0绞3年臂的“冲8.瓜14碑”等仆大事壤故中典在系坐统振问荡过亲程中故时保糊护无穗选择腾的动范作，屋使系径统事跪故扩葬大。系统激稳定认对继强电保替护的患要求（4后）1宫10贿kV欢电压穷等级防以上拖的线炉路不搏应配绵置过爆负荷只跳闸兄保护痛，距惜离三转段定皆置应跑躲过叙该线坛路可命能出嘴现的自严重汉过负豆荷情捷况。（5暖）对援于最壶高电苗压等骆级为雾11权0k古V的旱省级慰电网秩（西吨藏等歉），集重要拒输电摄线路掠的主绍保护客应考泄虑双此重化抓配置值，并献应设欺置断常路器谱失灵昂保护载。（6而）低际压保筒护装纳置中恼不宜拉兼管停低频私、低境压减严载功都能。双继电钓保护静与安秒全自额动装村置应挎各司赌其职厘，分粘工明充确，鹊管好时自己童分内逐的事别就很廉好了爬。（7乱）远呜后备厕保护盲的长观延时汽和无队选择隆性问悲题。省某些参电网害提出壮利用沫区域阿电网咸的信耻息构咸建“技网路海保护锈”、除“广啄域保野护”籍，试费图解远决远屑后备照的配左合问养题和只无选醋择性袍问题瘦，目副前一瓜般仅炊局限扑于1肤10束kV盆以下塔的电哪网，己采取摘的方妙法类突似于揭安全牧稳定尾控制领系统轨的思蹄路。三侧系统鞋稳定岁控制郑方面脖的有开关问辰题3.耍1暂态培稳定勺方面痰问题暂态狸稳定嗽是指挠电力瞒系统傍遭受梁大扰楚动（陈短路授、电塔源或陈负荷泥突然需跳闸敌等）单后系钟统各慰同步舱发电运机保参持同部步运层行并窑过渡底到新娘的或逮恢复乡丰到原弦来稳梢态运奴行方富式的赵能力怕。通死常指麦保持哥第一男或第订二个北振荡笔周期肥不失悲步的匙功角侵稳定刘。暂制态稳蔽定的写判据掠主要牵是系乳统内合发电握机转堤子角浑之差茎（即爷功角介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