大面积连锁故障的缓解和预防――技术研究和管理探讨.pptVIP

大面积连锁故障的缓解和预防——技术研究和管理探讨 清华大学 鲁宗相 luzongxiang98@tsinghua.edu.cn 报告内容 历史告诉我们什么？ 近年来重大停电事故回顾及分析 现实的问题是什么？ 电网现状及大面积停电事故的根源分析 解决问题的可能途径在哪里？ 大面积停电事故的缓解和预防方法探讨 历史告诉我们什么？ 近年来世界范围内的大停电事故 近年来世界范围内的大停电事故 大面积停电事故能不能避免？ NERC 1984－1994停电事故数据统计分析 NERC 1984－1994停电事故数据的数学模型分析 中美电网的小世界拓扑模型比较分析 现实的问题是什么？ 2.1 电网的现实问题——我们的电网始终处在新旧更替中 老化的电网设备及其逐步更新 电网总是处在新旧设备更替的过程中 电网的老旧设备自然而然成为电网的薄弱环节 电网设备、管理的提高，最终在电网可靠性、安全性水平上体现出来 我国概率安全性评估的统计分析 1970~1997年中国电力系统稳定破坏事故统计 1970~1997共27年期间，中国发生电力系统稳定破坏事故共320次，平均11.8次/年。 1970~1980年发生稳定破坏事故219起，平均19.1次/年。 1981~1990年发生稳定破坏事故84次，平均8.4次/年。 1991~1997年发生稳定破坏事故27次，平均3.85次/年。 这说明，随着中国电力系统容量的不断扩大，技术水平和管理水平大幅度提高，电力系统稳定破坏事故大幅度减少。 稳定破坏事故起因分析 不同元件引起电力系统稳定破坏事故统计（百分比） 2.1 电网的现实问题——两极化发展趋势 特高压工程 集中，远距离大容量输电 电网的规模有没有发展的极限？联网效益是否有饱和特性？有哪些关键的影响因素？ 微电网与新能源发电 分布，负荷就地平衡 微网络如何与大电网互动协调？如何实现能源的双向流动？（美国GRID2030） 大电网带来的复杂性 现代电网的特征 高参数、大机组、大电厂、大电网、高电压、远距离及高度自动化（复杂大电网） 优点： 有利于大范围的优化配置资源；大电网可以安装大机组，而大机组效率高；各地区各类电源互为备用，增强了抗事故的能力；利用不同地区的时差，错峰减备用容量；水、火、核电之间的互补调节…… 缺点： 调度复杂；系统稳定（角度稳定、频率稳定和电压稳定）问题更突出；事故造成的损失巨大 环保压力带来对可再生新能源的追求 具有分布式发电的配电系统（设想） 2.2 大面积停电事故反映的技术问题——8-14美加大停电 第一方面：第一能源公司对 电网的充裕度评估有失误， 对存在的电压不稳定和克里 夫兰地区的薄弱环节没有充 分的认识 第二方面：第一能源公司对 事故状况没有充分的了解 第三方面：第一能源公司没有充分做好其输电走廊内的树木管理 第四方面：互联大电网的可靠性标准执行不彻底，没有提供有效的电网诊断支持 2.2 大面积停电事故反映的技术问题——5-25莫斯科大停电 2.2 大面积停电事故反映的技术问题——思考…… 传统的故障分析为什么对大面积停电事故的预防收效甚微？ 分析方法有局限 电网大面积停电事故的内在规律没有充分揭示 连锁故障特性 多重事故发生概率小与事故后果严重之间的矛盾 系统故障的准则 (1)负荷越界； (2)频率越界； (3)电压超过极限； (4)有功功率不足； (5)无功功率不足，电压下降； (6)不可控的解列； (7)不稳定； (8)连锁反应； (9)电压崩溃； (10)频率崩溃 事故概率事故后果的分布图 解决问题的可能途径在哪里？ 3.1 解决问题的可能途径在哪里？——通用的大面积停电事故调查分析思路 两个值得讨论的问题 对大停电事故的应对措施应侧重于建立安全预案还是事后快速响应机制？ 如何探究大停电事故的原因，重在找到事故起始根源设备，还是关注事故发展过程？ 各国应对大停电的措施举例 各国应对大面积停电事故的措施 菲律宾：竞争提高电力服务质量； 新加坡：制订严格的惩罚制度，督促电力公司加强管理，杜绝停电事故再次发生； 日本：加强国民的节能意识，停电事故演练，未雨绸缪； 印度：强制用电表，严惩偷电者，过硬的抢修队伍； 意大利：推动电力改革，加大电力投资力度，更新和新建电力生产及运输设施； 美国：建立国家安全防御体系CIP，电力系统列为关系国家安全的7大基础设施之一； 俄罗斯：投资改造电网，建立国家统一电网，电力市场改革。 3.2 解决问题的可能途径在哪里？——技术层面 认识电网的本质规律 电网复杂性的深入研究 电网规模与连锁大面积停电的关联 连锁故障的发展变化规律 提高对电网的控制能力 WARMS系统为基础的新型监控体系 系统保护 储能及限流 3.2 解决问题的可能途径在哪里？——管理层面 可