电力系统稳定控制技术.ppt

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1、电力系统稳定控制技术电力系统稳定控制技术2021/9/211介绍内容前言：前言：“814”“814”等大停电事故启等大停电事故启示示 电网的安全性及三道防线电网的安全性及三道防线暂稳控制研究方向中的几个问题暂稳控制研究方向中的几个问题电压紧急控制电压紧急控制失步解列控制若干关键技术问题失步解列控制若干关键技术问题南方电网稳定控制系统简介南方电网稳定控制系统简介稳定控制系统的构成及可靠性稳定控制系统的构成及可靠性加强电网三道防线建设的建议加强电网三道防线建设的建议2021/9/212一 前言“814”大停电的启示n n20032003年年8 8月月1414日北美发生了震惊世界的大停电，随后日北美

2、发生了震惊世界的大停电，随后相继又发生了澳大利亚、伦敦、瑞典、丹麦、意大相继又发生了澳大利亚、伦敦、瑞典、丹麦、意大利大停电，接着在利大停电，接着在20042004年年7 7月月1212日希腊首都雅典、日希腊首都雅典、1111月月1818日西班牙首都马德里市中心发生大停电，日西班牙首都马德里市中心发生大停电，20052005年年1 1月月8 8日瑞典南部飓风袭击引起的大停电、日瑞典南部飓风袭击引起的大停电、5 5月月2525日日上午上午1111时时1010分莫斯科发生俄罗斯历史上规模最大的分莫斯科发生俄罗斯历史上规模最大的停电事故。大范围的停电事故，给该地区工业生产、停电事故。大范围的停电事故

3、，给该地区工业生产、商业活动及交通运输等经济方面造成巨大损失，并商业活动及交通运输等经济方面造成巨大损失，并严重影响了人们社会生活。大停电事故受到各国政严重影响了人们社会生活。大停电事故受到各国政府首脑和整个社会的高度关注。府首脑和整个社会的高度关注。n n“814”“814”大停电历时大停电历时2929小时、损失负荷小时、损失负荷61806180万千瓦万千瓦,影及影及5 5千万人口千万人口,损失达损失达300300亿美元；意大利数小时亿美元；意大利数小时的大面积停电，仅直接经济损失就达数亿欧元；莫的大面积停电，仅直接经济损失就达数亿欧元；莫斯科大停电直接经济损失至少斯科大停电直接经济损失至少

4、1010亿美元，亿美元，200200万人停万人停水断电，两万人被困在地铁，间接损失无法估计。水断电，两万人被困在地铁，间接损失无法估计。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？如何有效防止发生大停电？2021/9/213近几年全球各地发生的重大停电事故2003200320032003年年年年8 8月月1414日日美美国国的的纽纽约约、底底特特律律和和克克利利夫夫兰兰以以及及加加拿拿大大的的多多伦伦多多、渥渥太太华华等等城城市市发发生生停停电电事事故故。大大面面积积的的停停电电使使这这些些城城市市的的地地铁铁、机机场场、电电讯讯等等设设施施和和公公共共交交通通基基

5、本本陷陷入入瘫瘫痪痪，造造成成重重大大经经济济损损失，仅纽约就损失约失，仅纽约就损失约10.510.5亿美元。亿美元。8 8月月2828日日英英国国伦伦敦敦和和英英格格兰兰东东南南部部部部分分地地区区突突发发重重大大停停电电事事故故，伦敦近三分之二地铁停运，大约伦敦近三分之二地铁停运，大约2525万人被困在地铁中。万人被困在地铁中。9 9月月2323日日瑞瑞典典和和丹丹麦麦发发生生大大面面积积停停电电事事故故，大大约约200200万万用用户户受受到到影响。当地铁路交通被迫停顿，不少人被困在电梯里。影响。当地铁路交通被迫停顿，不少人被困在电梯里。9 9月月2828日日意意大大利利发发生生大大面面

6、积积停停电电，意意南南部部等等停停电电长长达达1212个个小小时时以以上，严重影响了居民生活，直接经济损失达数亿欧元。上，严重影响了居民生活，直接经济损失达数亿欧元。1212月月2020日美国加利福尼亚州的旧金山市发生大面积停电，造成日美国加利福尼亚州的旧金山市发生大面积停电，造成包括市中心、唐人街和北部海滨地区在内的约包括市中心、唐人街和北部海滨地区在内的约1212万用户断电。万用户断电。2021/9/21420042004年年 7月12日，希腊首都雅典和南部部分地区发生大面积停电事故，造成交通和公共服务设施大面积瘫痪。8月13日，格鲁吉亚境内一处高压电线网络断裂，导致首都第比利斯大面积停电

7、，造成供水中断，数千名乘客被困在地铁列车内。11月18日，西班牙一变电站发生火灾，导致首都马德里市中心以及南部地区大面积停电，25万市民生活受到影响，马德里部分地铁停驶，公共交通也一度陷于混乱。20052005年年 1月8日和9日，瑞典西南部遭遇飓风袭击，导致当地40多万户家庭或机构停电，直接损失达数十亿瑞典克朗。5月25日，俄罗斯首都莫斯科南部、西南和东南城区及郊区上午11时发生大面积停电，给莫斯科市造成至少10亿美元的直接经济损失。2021/9/215n n“814”814”事故的最终调查报告已经公布，以上是从事故的最终调查报告已经公布，以上是从中节录的部分图片，事故的直接原因已比较清楚。

8、中节录的部分图片，事故的直接原因已比较清楚。但更深层次的原因仍值得分析，从中接收教训：但更深层次的原因仍值得分析，从中接收教训：（1 1）电网整体结构不合理：美国电网建设缺乏总体）电网整体结构不合理：美国电网建设缺乏总体规划，高低压电磁环网运行；区域电网间信息交换规划，高低压电磁环网运行；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全貌。较少，调度员无法监视跨区域电力系统系统全貌。（2 2）继电保护定值不协调：美国继电保护距离三段）继电保护定值不协调：美国继电保护距离三段定值不能区分线路短时过负荷，定值缺乏统一协调；定值不能区分线路短时过负荷，定值缺乏统一协调；保护装置的振荡闭锁功

9、能不完善，当线路出现严重保护装置的振荡闭锁功能不完善，当线路出现严重过载或系统发生振荡时会误跳闸，引发连锁反应。过载或系统发生振荡时会误跳闸，引发连锁反应。（3 3）安稳控制装置的配置不完善：如过负荷控制、）安稳控制装置的配置不完善：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失步解列、低频低压解列、低压切负荷等配置不足或根本就没有，不能及时有效制止电网事故的扩大。或根本就没有，不能及时有效制止电网事故的扩大。2021/9/216（4 4）调度过分依靠计算机系统，一旦计算机系统异）调度过分依靠计算机系统，一旦计算机系统异常，造成信息不全、不可靠，电网调度就无所作常，造成信息不全、

10、不可靠，电网调度就无所作为，陷于瘫痪状态。为，陷于瘫痪状态。（5 5）电网运行追求高经济效益，送电接近输送极限，）电网运行追求高经济效益，送电接近输送极限，安全稳定裕度很小。一旦线路跳闸引起潮流转移安全稳定裕度很小。一旦线路跳闸引起潮流转移时，就往往引起线路的严重过载，再加上述原因，时，就往往引起线路的严重过载，再加上述原因，就容易发生一系列连锁反应，事故扩大。就容易发生一系列连锁反应，事故扩大。(6)(6)按北美电力可靠性委员会（按北美电力可靠性委员会（NERCNERC）标准，）标准，“事事故时互联电网不要解列，以获得相互支援故时互联电网不要解列，以获得相互支援”，致，致使电网各参与者在本次

11、事故中未采取任何主动解使电网各参与者在本次事故中未采取任何主动解列操作措施。对这项标准值得重新反思。列操作措施。对这项标准值得重新反思。总之，这次大停电是由多种原因、多个因素形总之，这次大停电是由多种原因、多个因素形成，值得分析和吸取教训。成，值得分析和吸取教训。2021/9/217我国电力系统的发展及安全稳定方面存在的问题 近年来，我国电力系统迅猛发展，目前正在实施近年来，我国电力系统迅猛发展，目前正在实施“西电东送、西电东送、南北互济、大区联网南北互济、大区联网”的战略方针。由于电力部门贯彻电力系的战略方针。由于电力部门贯彻电力系统安全稳定导则、配置了多种安全自动装置，使我国自统安全稳定导

12、则、配置了多种安全自动装置，使我国自19971997年年至今没有发生大范围的停电事故。但由于电网的建设滞后于电源至今没有发生大范围的停电事故。但由于电网的建设滞后于电源的建设，输电能力不足的问题日益突出，加剧了电网与电源发展的建设，输电能力不足的问题日益突出，加剧了电网与电源发展不协调的矛盾，对照不协调的矛盾，对照“814”“814”等国外大停电事故，应该看到我国等国外大停电事故，应该看到我国电网还比较薄弱，也存在国外电网类似问题，甚至更加严峻：电网还比较薄弱，也存在国外电网类似问题，甚至更加严峻：（1 1）我国大区电网之间采用弱联网，某些电网存在结构上的不合）我国大区电网之间采用弱联网，某些

13、电网存在结构上的不合理；电网的枢纽点及负荷中心电压支撑不足；一些电网的理；电网的枢纽点及负荷中心电压支撑不足；一些电网的500kV500kV与与220kV220kV高低压电磁环网仍在运行；电网负荷越来越重，大城市高低压电磁环网仍在运行；电网负荷越来越重，大城市空调负荷比重已占高峰负荷空调负荷比重已占高峰负荷30%30%40%40%，高峰备用严重不足（尤，高峰备用严重不足（尤其无功更不足）。其无功更不足）。（2 2）某些电网的规划设计中过于依赖二次系统，一些工程把稳控）某些电网的规划设计中过于依赖二次系统，一些工程把稳控装置作为正常方式送电的基本措施。装置作为正常方式送电的基本措施。（3 3）近

14、年来高压微机保护装置动作可靠性有了显著提高，但还存）近年来高压微机保护装置动作可靠性有了显著提高，但还存在一些问题，例如，保护级差时间过长、保护的距离三段定值的在一些问题，例如，保护级差时间过长、保护的距离三段定值的配合问题（有的躲不过严重过载）、某些进口保护振荡闭锁不完配合问题（有的躲不过严重过载）、某些进口保护振荡闭锁不完善等。善等。2021/9/218（4 4）不少电网尚未按导则要求建立起三道防线的防御体系，不少电网尚未按导则要求建立起三道防线的防御体系，例如，只考虑例如，只考虑N-1N-1事故，没有事故，没有N-2N-2、N-3N-3时的对策；高低压时的对策；高低压环网运行，高压电网解

15、开时低压电网措施准备不足；不少环网运行，高压电网解开时低压电网措施准备不足；不少电网没有设置合适的解列点，甚至没有配备解列装置；防电网没有设置合适的解列点，甚至没有配备解列装置；防止电压崩溃的基本措施止电压崩溃的基本措施低电压切负荷装置没有配或没低电压切负荷装置没有配或没有投或不知如何整定；低频、低压减载的容量没有随电网有投或不知如何整定；低频、低压减载的容量没有随电网负荷的增长相应增加负荷的增长相应增加（5 5）安全自动装置的管理体制不够健全，现场误操作引起）安全自动装置的管理体制不够健全，现场误操作引起自动装置的误切机、切负荷事故多次发生自动装置的误切机、切负荷事故多次发生;尚未形成全国尚

16、未形成全国统一的安全稳定控制装置的技术条件、运行与检验标准，统一的安全稳定控制装置的技术条件、运行与检验标准，稳控装置误动作的事件仍有发生。稳控装置误动作的事件仍有发生。（6 6）电网安全自动装置培训工作有待加强，）电网安全自动装置培训工作有待加强，应该看到我国电网每年事故也不少，某些事故也曾与应该看到我国电网每年事故也不少，某些事故也曾与大停电擦肩而过，上述问题如不切实注意解决，就难免不大停电擦肩而过，上述问题如不切实注意解决，就难免不会发生类似会发生类似“814”“814”大停电的灾难事故。大停电的灾难事故。2021/9/219二 电力系统安全性及三道防线可靠性安全性稳定性可靠性安全性稳定

17、性电电力力系系统统可可靠靠性性：是是在在所所有有可可能能的的运运行行方方式式、故故障障下下，供供给给所所有有用用电电点点符符合合质质量量标标准准和和所所需需数数量量的的电电力力的的能能力力。是是保保证证供供电电的的综综合合特特性性（安安全全性性和和充充裕裕性性）。可可靠靠性性是是通通过过设设备备投投入入、合合理理结结构构及及全全面质量管理保证的。面质量管理保证的。2021/9/2110电电力力系系统统安安全全性性：是是指指电电力力系系统统在在运运行行中中承承受受故故障障扰扰动动的的能能力力。通通过过两两个个特特征征表表征征（1）电电力力系系统统能能承承受受住住故故障障扰扰动动引引起起的的暂暂态

18、态过过程程并并过过渡渡到到一一个个可可接接受受的的运运行行工工况况，不不发发生生稳稳定定破破坏坏、系系统统崩崩溃溃或或连连锁锁反反应应；（2）在在新新的的运运行行工工况况下下，各各种种运运行行条条件件得得到到满满足足，设备不过负荷、母线电压、系统频率在允许范围内。设备不过负荷、母线电压、系统频率在允许范围内。电电力力系系统统充充裕裕性性：是是指指电电力力系系统统在在静静态态条条件件下下，并并且且系系统统元元件件负负载载不不超超出出定定额额、电电压压与与频频率率在在允允许许范范围围内内，考考虑虑元元件件计计划划和和非非计计划划停停运运情情况况下下，供供给给用用户户要要求的总的求的总的 电力和电量

19、的能力。电力和电量的能力。电电力力系系统统稳稳定定性性：是是电电力力系系统统受受到到事事故故扰扰动动（例例如如功功率率或或阻阻抗抗变变化化）后后保保持持稳稳定定运运行行的的能能力力。包包括括功功角角稳定性、电压稳定性、频率稳定性。稳定性、电压稳定性、频率稳定性。2021/9/2111电力系统承受大扰动能力的标准电力系统安全稳定导则规定我国电力系统承受大扰动能电力系统安全稳定导则规定我国电力系统承受大扰动能力的标准分为三级：力的标准分为三级：第一级标准：保持稳定运行和电网的正常供电第一级标准：保持稳定运行和电网的正常供电 出现概率较出现概率较高的单一故障高的单一故障；第二级标准：保持稳定运行，但

20、允许损失部分负荷第二级标准：保持稳定运行，但允许损失部分负荷 出现概出现概率较低的单一严重故障率较低的单一严重故障;第三级标准：当系统不能保持稳定运行时，必须防止系统第三级标准：当系统不能保持稳定运行时，必须防止系统崩溃，并尽量减少负荷损失崩溃，并尽量减少负荷损失 出现概率很低的多重性严重出现概率很低的多重性严重事故事故。为满足三级标准的要求，首先应为满足三级标准的要求，首先应规划、建设一个结构规划、建设一个结构合理的电网，好的网架是电力系统运行的基础合理的电网，好的网架是电力系统运行的基础，同时在我，同时在我国多年来已经形成了国多年来已经形成了“三道防线三道防线”的概念，电网的建设应的概念，

21、电网的建设应按三道防线进行规划和配置，电网安全运行应按三道防线按三道防线进行规划和配置，电网安全运行应按三道防线调度管理。调度管理。2021/9/2112什么是三道防线？n n为了分析的方便，我们把电力系统运行状态分为：为了分析的方便，我们把电力系统运行状态分为：正常状正常状态，警戒状态，紧急状态，失步状态，恢复状态态，警戒状态，紧急状态，失步状态，恢复状态。见下页。见下页图图1 1。n n在正常与警戒状态下在正常与警戒状态下采取有效的预防性控制措施可保证电采取有效的预防性控制措施可保证电力系统具有足够的安全裕度，能够抵御各种扰动。力系统具有足够的安全裕度，能够抵御各种扰动。n n针对电网可能

22、遇到的扰动针对电网可能遇到的扰动设置三道防线设置三道防线 ：第一道防线第一道防线第一道防线第一道防线：快速可靠的继电保护快速切除故障元件：快速可靠的继电保护快速切除故障元件，确保，确保电网发生常见的单一故障时稳定运行和正常供电；电网发生常见的单一故障时稳定运行和正常供电；第二道防线第二道防线第二道防线第二道防线：采用稳定控制装置及切机、切负荷等稳定控制：采用稳定控制装置及切机、切负荷等稳定控制措施措施，确保电网在发生概率较低的严重故障时能继续保持，确保电网在发生概率较低的严重故障时能继续保持稳定运行；稳定运行；第三道防线第三道防线第三道防线第三道防线：设置失步解列、频率及电压紧急控制装置：设置

23、失步解列、频率及电压紧急控制装置，当，当电网遇到多重严重事故而稳定破坏时，依靠这些装置防止电网遇到多重严重事故而稳定破坏时，依靠这些装置防止事故扩大、防止出现大面积停电。事故扩大、防止出现大面积停电。2021/9/21132021/9/21142021/9/21152021/9/2116为保证电力系统的安全稳定运行，首为保证电力系统的安全稳定运行，首先应建立合理的电网结构、具有预防性控先应建立合理的电网结构、具有预防性控制的调度手段，配备性能完善的继电保护制的调度手段，配备性能完善的继电保护系统、并根据电网具体情况设置安全稳定系统、并根据电网具体情况设置安全稳定控制装置和相应的失步解列、频率与

24、电压控制装置和相应的失步解列、频率与电压紧急控制装置，组成一个完备的电网安全紧急控制装置，组成一个完备的电网安全防御体系，防御体系，保持电网运行中必要的安全稳保持电网运行中必要的安全稳定裕度，抵御各种扰动事故，确保电网的定裕度，抵御各种扰动事故，确保电网的安全稳定运行。安全稳定运行。2021/9/2117三 电力系统稳控制分类（1 1 1 1）按电网运行状态稳定控制分为：预防性控）按电网运行状态稳定控制分为：预防性控）按电网运行状态稳定控制分为：预防性控）按电网运行状态稳定控制分为：预防性控制、紧急控制、失步控制、解列后控制及恢复制、紧急控制、失步控制、解列后控制及恢复制、紧急控制、失步控制、

25、解列后控制及恢复制、紧急控制、失步控制、解列后控制及恢复性控制；性控制；性控制；性控制；（2 2 2 2）按控制范围划分：局部稳定控制、区域电）按控制范围划分：局部稳定控制、区域电）按控制范围划分：局部稳定控制、区域电）按控制范围划分：局部稳定控制、区域电网稳定控制、大区互联电网稳定控制；网稳定控制、大区互联电网稳定控制；网稳定控制、大区互联电网稳定控制；网稳定控制、大区互联电网稳定控制；（3 3 3 3）按稳定类型分为：）按稳定类型分为：）按稳定类型分为：）按稳定类型分为：暂态稳定控制；暂态稳定控制；暂态稳定控制；暂态稳定控制；动态稳定控制；动态稳定控制；动态稳定控制；动态稳定控制；频率紧急

26、控制；频率紧急控制；频率紧急控制；频率紧急控制；电压紧急控制；电压紧急控制；电压紧急控制；电压紧急控制；失步控制（解列）；设备过负荷控制（失步控制（解列）；设备过负荷控制（失步控制（解列）；设备过负荷控制（失步控制（解列）；设备过负荷控制（热稳定热稳定热稳定热稳定）2021/9/2118正常状态下的安全稳定控制预防性控制预防性控制的目标：正常运行状态下，通过调预防性控制的目标：正常运行状态下，通过调预防性控制的目标：正常运行状态下，通过调预防性控制的目标：正常运行状态下，通过调度手段让电力系统保持必要的安全稳定裕度以度手段让电力系统保持必要的安全稳定裕度以度手段让电力系统保持必要的安全稳定裕度

27、以度手段让电力系统保持必要的安全稳定裕度以抵御可能遭遇的干扰。要实现预防性控制，首抵御可能遭遇的干扰。要实现预防性控制，首抵御可能遭遇的干扰。要实现预防性控制，首抵御可能遭遇的干扰。要实现预防性控制，首先应掌握当前电力系统运行状态的实时数据和先应掌握当前电力系统运行状态的实时数据和先应掌握当前电力系统运行状态的实时数据和先应掌握当前电力系统运行状态的实时数据和必要的信息，并及时分析电网在发生各种可能必要的信息，并及时分析电网在发生各种可能必要的信息，并及时分析电网在发生各种可能必要的信息，并及时分析电网在发生各种可能故障时的稳定状况，如存在问题，则应提示调故障时的稳定状况，如存在问题，则应提示

28、调故障时的稳定状况，如存在问题，则应提示调故障时的稳定状况，如存在问题，则应提示调度人员立即调整运行方式，例如重新分配电厂度人员立即调整运行方式，例如重新分配电厂度人员立即调整运行方式，例如重新分配电厂度人员立即调整运行方式，例如重新分配电厂有功、无功出力，限制某些用电负荷，改变联有功、无功出力，限制某些用电负荷，改变联有功、无功出力，限制某些用电负荷，改变联有功、无功出力，限制某些用电负荷，改变联络线的送电潮流等，以改善系统的稳定状况。络线的送电潮流等，以改善系统的稳定状况。络线的送电潮流等，以改善系统的稳定状况。络线的送电潮流等，以改善系统的稳定状况。2021/9/2119 目目前前电电网

29、网运运行行方方式式主主要要靠靠调调度度运运行行方方式式人人员员预预先先安安排排，一一般般只只能能兼兼顾顾几几种种极极端端运运行行方方式式，且且往往往往以以牺牺牲牲经经济济性性来来确确保保安安全全性性。调调度度员员按按照照预预先先的的安安排排和和运运行行经经验验监监视视和和调调整整电电网网的的运运行行状状态态，但但他他并并不不清清楚楚当当前前实实际际电电网网的的安安全全裕裕度度，也也就就无无法法通通过过预预防防性性控控制制来来增增强强电电网网抗抗扰扰动动的的能能力力。因因此此，实实现现电电力力系系统统在在线线安安全全稳稳定定分分析析和和决决策策，得得出出当当前前电电网网的的稳稳定定状状况况、存存

30、在在问问题题、以以及及相相应应的的处处理理措措施施，明明确确地地提提示示给给调调度度员员或或将将新新的的控控制制策策略略下下发发给给有有关关厂厂站站的的稳稳控控装装置置，即即实实现现预预防防性性控控制制，这这对对电电网网的的调调度度运行来说是很迫切很有意义的。运行来说是很迫切很有意义的。2021/9/2120紧急状态下的安全稳定控制 为保证电力系统承受第为保证电力系统承受第为保证电力系统承受第为保证电力系统承受第IIIIIIII类大扰动时的安全类大扰动时的安全类大扰动时的安全类大扰动时的安全稳定要求，应采取紧急控制措施，防止系统稳稳定要求，应采取紧急控制措施，防止系统稳稳定要求，应采取紧急控制

31、措施，防止系统稳稳定要求，应采取紧急控制措施，防止系统稳定破坏和参数严重越限，实现电网的第二道防定破坏和参数严重越限，实现电网的第二道防定破坏和参数严重越限，实现电网的第二道防定破坏和参数严重越限，实现电网的第二道防线。常用的紧急控制措施有切除发电机（简称线。常用的紧急控制措施有切除发电机（简称线。常用的紧急控制措施有切除发电机（简称线。常用的紧急控制措施有切除发电机（简称切机）、集中切负荷（简称切负荷）、互联系切机）、集中切负荷（简称切负荷）、互联系切机）、集中切负荷（简称切负荷）、互联系切机）、集中切负荷（简称切负荷）、互联系统解列（联络线）、统解列（联络线）、统解列（联络线）、统解列（联

32、络线）、HVDC HVDC HVDC HVDC功率紧急调制、可功率紧急调制、可功率紧急调制、可功率紧急调制、可控串联补偿等，其他措施（如快关汽门、电气控串联补偿等，其他措施（如快关汽门、电气控串联补偿等，其他措施（如快关汽门、电气控串联补偿等，其他措施（如快关汽门、电气制动等）目前应用很少。解决功角稳定控制的制动等）目前应用很少。解决功角稳定控制的制动等）目前应用很少。解决功角稳定控制的制动等）目前应用很少。解决功角稳定控制的装置其动作速度要求很快（装置其动作速度要求很快（装置其动作速度要求很快（装置其动作速度要求很快（50ms50ms50ms50ms内），解决设内），解决设内），解决设内），

33、解决设备热稳定的过负荷控制装置的动作速度要求较备热稳定的过负荷控制装置的动作速度要求较备热稳定的过负荷控制装置的动作速度要求较备热稳定的过负荷控制装置的动作速度要求较慢（数秒数十秒）慢（数秒数十秒）慢（数秒数十秒）慢（数秒数十秒）2021/9/2121失步状态下的安全稳定控制失步状态下的安全稳定控制 为保证电力系统承受第为保证电力系统承受第为保证电力系统承受第为保证电力系统承受第IIIIIIIIIIII类大扰动时的安全类大扰动时的安全类大扰动时的安全类大扰动时的安全要求，应配备防止事故扩大避免系统崩溃的紧要求，应配备防止事故扩大避免系统崩溃的紧要求，应配备防止事故扩大避免系统崩溃的紧要求，应配

34、备防止事故扩大避免系统崩溃的紧急控制，如系统失步解列急控制，如系统失步解列急控制，如系统失步解列急控制，如系统失步解列(或有条件时实现再或有条件时实现再或有条件时实现再或有条件时实现再同步）、频率和电压紧急控制等，同时应避免同步）、频率和电压紧急控制等，同时应避免同步）、频率和电压紧急控制等，同时应避免同步）、频率和电压紧急控制等，同时应避免线路和机组保护在系统振荡时误动作，防止线线路和机组保护在系统振荡时误动作，防止线线路和机组保护在系统振荡时误动作，防止线线路和机组保护在系统振荡时误动作，防止线路及机组的连锁跳闸，以实现保证电力系统安路及机组的连锁跳闸，以实现保证电力系统安路及机组的连锁跳

35、闸，以实现保证电力系统安路及机组的连锁跳闸，以实现保证电力系统安全稳定的第三道防线。失步解列装置按设定的全稳定的第三道防线。失步解列装置按设定的全稳定的第三道防线。失步解列装置按设定的全稳定的第三道防线。失步解列装置按设定的振荡周期次数动作，振荡周期次数动作，振荡周期次数动作，振荡周期次数动作，500kV500kV500kV500kV失步解列装置一般失步解列装置一般失步解列装置一般失步解列装置一般 1 1 1 12 2 2 2个振荡周期动作；解决电压稳定与频率稳个振荡周期动作；解决电压稳定与频率稳个振荡周期动作；解决电压稳定与频率稳个振荡周期动作；解决电压稳定与频率稳定的紧急控制装置的动作延时

36、为定的紧急控制装置的动作延时为定的紧急控制装置的动作延时为定的紧急控制装置的动作延时为0.10.10.10.10.5s0.5s0.5s0.5s（一般整定延时为（一般整定延时为（一般整定延时为（一般整定延时为0.2s0.2s0.2s0.2s）。）。）。）。2021/9/2122系统停电后的恢复控制系统停电后的恢复控制 电力系统由于受到严重扰动引起部分停电或事故扩大引起大范围停电时，为使系统恢复正常运行和供电，各区域系统应配备必要的全停后的黑启动(black start)措施，并采取必要的恢复控制（包括自动控制和人工控制）。自动恢复控制包括电源自动快速启动和并列，输电线路自动重新带电，系统被解列部

37、分自动恢复并列运行，以及用户恢复供电等。2021/9/2123局部稳定控制与区域稳定控制局部稳定控制与区域稳定控制局部稳定控制：单独安装在局部稳定控制：单独安装在局部稳定控制：单独安装在局部稳定控制：单独安装在1 1 1 12 2 2 2个厂站，解决的是本厂站个厂站，解决的是本厂站个厂站，解决的是本厂站个厂站，解决的是本厂站母线、主变或出线故障时出现的稳定问题。母线、主变或出线故障时出现的稳定问题。母线、主变或出线故障时出现的稳定问题。母线、主变或出线故障时出现的稳定问题。区域电网稳定控制指：为解决一个区域电网内的稳定问题区域电网稳定控制指：为解决一个区域电网内的稳定问题区域电网稳定控制指：为

38、解决一个区域电网内的稳定问题区域电网稳定控制指：为解决一个区域电网内的稳定问题而安装在多个厂站的稳定控制装置，经通道和通信接口联而安装在多个厂站的稳定控制装置，经通道和通信接口联而安装在多个厂站的稳定控制装置，经通道和通信接口联而安装在多个厂站的稳定控制装置，经通道和通信接口联系在一起，组成稳定控制系统，站间相互交换运行信息，系在一起，组成稳定控制系统，站间相互交换运行信息，系在一起，组成稳定控制系统，站间相互交换运行信息，系在一起，组成稳定控制系统，站间相互交换运行信息，传送控制命令，可在较大范围内实施稳定控制。区域稳定传送控制命令，可在较大范围内实施稳定控制。区域稳定传送控制命令，可在较大

39、范围内实施稳定控制。区域稳定传送控制命令，可在较大范围内实施稳定控制。区域稳定控制系统一般设有一个主站、多个子站和执行站，主站一控制系统一般设有一个主站、多个子站和执行站，主站一控制系统一般设有一个主站、多个子站和执行站，主站一控制系统一般设有一个主站、多个子站和执行站，主站一般设在枢纽变电所或处于枢纽位置的发电厂。主站负责汇般设在枢纽变电所或处于枢纽位置的发电厂。主站负责汇般设在枢纽变电所或处于枢纽位置的发电厂。主站负责汇般设在枢纽变电所或处于枢纽位置的发电厂。主站负责汇总各站的运行工况信息，识别区域电网的运行方式，并将总各站的运行工况信息，识别区域电网的运行方式，并将总各站的运行工况信息，

40、识别区域电网的运行方式，并将总各站的运行工况信息，识别区域电网的运行方式，并将有关运行方式信息传送到各个子有关运行方式信息传送到各个子有关运行方式信息传送到各个子有关运行方式信息传送到各个子站。站。站。站。大区互联电网稳定控制：按分层分区原则，互联电网稳大区互联电网稳定控制：按分层分区原则，互联电网稳大区互联电网稳定控制：按分层分区原则，互联电网稳大区互联电网稳定控制：按分层分区原则，互联电网稳定控制主要解决与联络线有关的紧急控制，必要时需交换定控制主要解决与联络线有关的紧急控制，必要时需交换定控制主要解决与联络线有关的紧急控制，必要时需交换定控制主要解决与联络线有关的紧急控制，必要时需交换相

41、关区域电网内的某些重要信息。相关区域电网内的某些重要信息。相关区域电网内的某些重要信息。相关区域电网内的某些重要信息。2021/9/21242021/9/2125四 暂稳控制4.14.1暂态稳定暂态稳定暂态稳定暂态稳定 暂暂暂暂态态态态稳稳稳稳定定定定是是是是指指指指电电电电力力力力系系系系统统统统遭遭遭遭受受受受大大大大扰扰扰扰动动动动（短短短短路路路路、电电电电源源源源或或或或负负负负荷荷荷荷突突突突然然然然跳跳跳跳闸闸闸闸等等等等）时时时时系系系系统统统统保保保保持持持持同同同同步步步步运运运运行行行行的的的的能能能能力力力力。暂暂暂暂态态态态稳稳稳稳定定定定的的的的判判判判据据据据主主

42、主主要要要要是是是是系系系系统统统统内内内内发发发发电电电电机机机机转转转转子子子子角角角角之之之之差差差差（即即即即功功功功角角角角）超超超超过过过过规规规规定定定定的的的的值值值值（例例例例如如如如180180180180度度度度），所所所所以以以以又又又又称称称称功功功功角角角角稳稳稳稳定定定定。暂暂暂暂态态态态稳稳稳稳定定定定破坏后系统将失去同步。破坏后系统将失去同步。破坏后系统将失去同步。破坏后系统将失去同步。对于单机无穷大系统发电机组的转子运动方程：对于单机无穷大系统发电机组的转子运动方程：对于单机无穷大系统发电机组的转子运动方程：对于单机无穷大系统发电机组的转子运动方程：2021

43、/9/21264.2暂态稳定控制措施暂态稳定控制措施目目前前采采用用的的主主要要有有切切机机、切切负负荷荷、解解列列联联络络线线；电电气气制制动动、快快关关气气门门、直流调制等措施应用较少。直流调制等措施应用较少。2021/9/21274.34.3暂态稳定控制策略暂态稳定控制策略 电电力力系系统统是是一一个个复复杂杂的的非非线线性性的的动动态态大大系系统统，暂暂态态稳稳定定过过程程由由于于遭遭受受的的是是大大扰扰动动，系系统统的的电电气气量量变变化化范范围围很很大大、持持续续时时间间短短，分分析析计计算算又又十十分分复复杂杂，这这一一特特点点决决定定了了暂暂稳稳控控制制策策略略一一般般不不可可

44、能能在在事事故故发发生生时时实实时时确确定定，也也不不可可能能凭凭借借一一个个简简单单判判别别式式进进行行判判断断，因因此此控控制制策策略略的的分分析析计计算算应应在在事事故故前前进进行行。实实现现方方法法分分为为两两种种：一一是是离离线线方方式式，由由调调度度运运行行方方式式人人员员对对电电网网各各种种运运行行方方式式下下可可能能遇遇到到的的故故障障进进行行稳稳定定计计算算分分析析，形形成成控控制制策策略略表表；另另一一是是在在线线方方式式，由由在在线线决决策策系系统统的的服服务务器器根根据据当当时时电电网网的的实实时时运运行行状状态态，对对可可能能发发生生的的预预想想故障集进行稳定分析计算

45、，形成当前电网的稳定控制策略表。故障集进行稳定分析计算，形成当前电网的稳定控制策略表。稳稳控控装装置置根根据据事事故故前前电电网网运运行行方方式式及及有有关关送送电电断断面面的的功功率率、发发生生的的故故障障的的元元件件及及故故障障类类型型，查查找找预预先先存存放放在在装装置置内内的的控控制制策策略略表表，按图索骥采取相应的措施。按图索骥采取相应的措施。4.44.4暂态稳定控制过程暂态稳定控制过程 暂态稳定装置控制过程如下页图所示。暂态稳定装置控制过程如下页图所示。2021/9/21282021/9/21294.4 暂稳控制研究方向中的几个问题 暂态稳定是系统在受到大扰动时的发电机功角摇摆的动

46、态暂态稳定是系统在受到大扰动时的发电机功角摇摆的动态暂态稳定是系统在受到大扰动时的发电机功角摇摆的动态暂态稳定是系统在受到大扰动时的发电机功角摇摆的动态过程，其特点是过程时间很短，一般在过程，其特点是过程时间很短，一般在过程，其特点是过程时间很短，一般在过程，其特点是过程时间很短，一般在1 1 1 1秒左右。要求稳秒左右。要求稳秒左右。要求稳秒左右。要求稳定控制措施在定控制措施在定控制措施在定控制措施在0.150.150.150.150.20.20.20.2秒执行完，扣除断路器跳闸、通秒执行完，扣除断路器跳闸、通秒执行完，扣除断路器跳闸、通秒执行完，扣除断路器跳闸、通道传送、出口继电器、故障判

47、断等时间，留给稳控装置判道传送、出口继电器、故障判断等时间，留给稳控装置判道传送、出口继电器、故障判断等时间，留给稳控装置判道传送、出口继电器、故障判断等时间，留给稳控装置判断决策时间也就断决策时间也就断决策时间也就断决策时间也就1010101050ms50ms50ms50ms。在这样短暂的时间内进行大量。在这样短暂的时间内进行大量。在这样短暂的时间内进行大量。在这样短暂的时间内进行大量复杂的稳定计算、判断、措施优化和决策显然是不可能完复杂的稳定计算、判断、措施优化和决策显然是不可能完复杂的稳定计算、判断、措施优化和决策显然是不可能完复杂的稳定计算、判断、措施优化和决策显然是不可能完成的。寻求

48、暂稳的实时、超实时决策控制也就不现实，策成的。寻求暂稳的实时、超实时决策控制也就不现实，策成的。寻求暂稳的实时、超实时决策控制也就不现实，策成的。寻求暂稳的实时、超实时决策控制也就不现实，策略表法仍是现在和今后控制的基本方法。略表法仍是现在和今后控制的基本方法。略表法仍是现在和今后控制的基本方法。略表法仍是现在和今后控制的基本方法。控制策略表的形成分为离线和在线两种，目前国内都采用控制策略表的形成分为离线和在线两种，目前国内都采用控制策略表的形成分为离线和在线两种，目前国内都采用控制策略表的形成分为离线和在线两种，目前国内都采用离线制订策略表，缺点是计算、维护工作量大，对电网发离线制订策略表，

49、缺点是计算、维护工作量大，对电网发离线制订策略表，缺点是计算、维护工作量大，对电网发离线制订策略表，缺点是计算、维护工作量大，对电网发展变化的适应性较差；在线决策是发展方向，但需要当前展变化的适应性较差；在线决策是发展方向，但需要当前展变化的适应性较差；在线决策是发展方向，但需要当前展变化的适应性较差；在线决策是发展方向，但需要当前电网的运行状态和数据信息，需要能快速而准确进行分析电网的运行状态和数据信息，需要能快速而准确进行分析电网的运行状态和数据信息，需要能快速而准确进行分析电网的运行状态和数据信息，需要能快速而准确进行分析计算的专用软件及高速运算的服务器，目前国内在线决策计算的专用软件及

50、高速运算的服务器，目前国内在线决策计算的专用软件及高速运算的服务器，目前国内在线决策计算的专用软件及高速运算的服务器，目前国内在线决策方面已处于工程试验阶段，实际应用为期不远。方面已处于工程试验阶段，实际应用为期不远。方面已处于工程试验阶段，实际应用为期不远。方面已处于工程试验阶段，实际应用为期不远。2021/9/21302021/9/21312021/9/21322021/9/21332021/9/21342021/9/21354.5 电力系统在线安全分析 电电电电力力力力系系系系统统统统在在在在线线线线动动动动态态态态安安安安全全全全评评评评估估估估主主主主要要要要是是是是对对对对当当当当