电力系统广域安全防御-2008.pptVIP

电力系统广域安全防御体系 基础理论及关键技术研究 清华大学电机系 武汉大学电气工程学院 孙元章 2008年11月 2008年，电力系统特大事件的教训 近几年中国电力系统的事故 海南电网大停电 西藏藏中地区大停电 华中电网大面积低频振荡 河南电网事故引发大面积停电并发生振荡最后几大区域电网解列 冰灾引起电力系统大面积停电 地震引起电力系统大面积停电 诱发大面积停电的原因 电网规模的不断扩大，大区电网的不断互联，使电网结构的复杂程度增加 大功率电力电子设备的引入，大容量输电方式的出现，使电力系统的动态行为更加复杂 电力系统分布范围广，运行元件多，电网发生故障后波及面大 电力系统动态过程快，电力信息的传输速度相对较慢，使电力系统的保护和控制只能依赖于局部信息，很难做到全局协调。 大电网运行面临的问题 电网的设备长时间处于极限运行状态，使电力设备的安全性水平降低 电网经常运行在临界状态，使电网的稳定裕度降低，很难承受系统中发生的扰动，致使故障后可能发生连锁故障，引发大面积停电事故 自然灾害（冰雪灾害、地震、台风）造成电网灾难性事故 解决缺电和资源分布与电力消费不平衡的有效途径 ——大力开发西部电力，实施西电东送、全国联网 ——建立特高压交流和直流输电通道 国家电力工业发展的紧迫性 21世纪国家能源工业建设的基本战略方针： 大力开发西部水、火电资源，实施西电东送，2020年西电东送容量将达到1.5亿千瓦 电力工业未来发展的总目标： 西电东送、南北互供、全国联网、电力市场 电网安全性运行的总目标： 在完成电力工业发展总目标的前提下，确保 电力供应的安全性，防止大面积的停电事在中国重演。 大容量西电东送所面临的重大问题 2020年西电东送容量1.2亿瓩 按交流500千伏送电,需120回交流输电线路 按±500千伏直流送电,需40回直流输电线路 西电东送将形成世界上最大的交直流混合输电系统 西电东送的解决方案 提高现有500kV超高压电网的输电能力 建设特高压交直流输电系统 落点电网的安全性—大城市供电中心的电压稳定性 全国互联交直流混合输电系统的安全性和稳定性 大规模电力系统动态问题的复杂性 电力市场化给电力系统安全性带来的问题 电网的传输容量逐步逼近极限容量 电网堵塞现象日趋严重 负荷和网络潮流的不可预知性增加 大区电网运行相对必威体育官网网址，相关电网信息和数据不足 厂网分开后的调度权受到限制，以安全性为唯一目标的调度方法转向以安全性和经济性为综合目标的调度方法 市场机制不合理可能降低系统的安全性 西电东送、全国联网、电力市场化对电力系统的安全稳定运行和基础研究提出了新的挑战 世界上大电力系统相继发生的大面积停电事故已暴露出电力系统安全防御问题的严重隐患 大电网的大面积停电不仅造成巨大经济损失，同时造成严重的社会混乱 电力系统的安全性已纳入国家的安全防御体系 大规模电网动态安全防御的基本思想 电力系统广域安全防御系统的基本框架 提高传输容量的有效方法 负荷模型和参数的准确识别方法 超大规模电力系统的仿真理论和工具 超大规模电力系统低频振荡防治 暂态安全防御系统的理论和方法 电力系统广域保护与控制 保证电力系统安全性的电力市场机制 重要问题1：提高传输容量 重要问题2：建模与仿真 （3）广域动态特性的负荷建模与参数反演方法 基于全网发电机的功角振荡以及区域联络线上的功率振荡等互联电网关键动态特征，建立一组既能拟合节点扰动，又能准确拟合全网广域动态特性的负荷模型与参数。 基于广域信息量辨识的负荷参数，能够适应电力系统小干扰、大干扰暂态功角稳定和电压稳定的仿真需要 全网同步监测系统 实测发电机摇摆曲线 研究思路 负荷参数反演科学问题： 电力系统模型： 其中 LP是未知的负荷参数 希望辨识负荷参数，使得负荷参数评价指标 其中δiC 是发电机功角计算值 模型结构 等值负荷： 参数辨识 等值负荷辨识的主要参数： 等值电动机定子阻抗：Zs,eq 等值电动机惯性时间常数:Tj,eq 动态负荷比例系数：λ=Pmotor/P∑ 等值静态负荷系数：KP，KI ，KZ 其他参数： 等值电动机转子阻抗 等值电动机的激磁阻抗 重要问题3：仿真理论与方法 主要解决—边界方程求解算法 传统算法：利用全网向边界节点的等值信息，或是收缩的Jacobian矩阵构建迭代求解策略 ——数据接口复杂，信息交换量较大 全国联网数据测试 分布式并行计算平台体系结构 重要问题四：低频振荡监测与控制 3、低频振荡开环抑制 —系统运行方式对区域振荡模式的影响 —电网电压水平对区域振荡模式的影响