基于在线稳定分析的电网事故预控和处置案例分析

邹鑫，胡家华，谢晓骞

(国网湖南省电力公司，湖南长沙410004)

基于在线稳定分析的电网事故预控和处置案例分析

邹鑫，胡家华，谢晓骞

(国网湖南省电力公司，湖南长沙410004)

在线稳定分析系统扫描分析实时电网，实现电网运行状态的在线稳定分析与预警，为提高电网运行决策的科学性、预见性提供了技术支撑和手段，在电网事故预控和事故处置的实际案例中发挥了有效的作用。

在线稳定分析系统；预警；事故预控；事故处置

近年来，湖南省社会用电负荷水平持续增长和电网规模不断扩大，电网实时运行特性也日益复杂，高负荷期间，不少设备和重要输电断面长期在重载方式下运行〔1－3〕，电网调度运行人员承受了较大的安全风险压力。在线稳定分析系统的应用改变了传统电网分析方式〔4－8〕，能实时扫描分析和预警电网运行情况，展示设备故障跳闸情况下电网的稳定性、电压、设备和输电断面的潮流等重要信息，并提供重要输电断面的电源和负荷灵敏度计算结果等信息。

1 湖南省调在线稳定分析系统应用

2012年，湖南省调正式上线运行在线稳定分析系统，该系统作为调度系统高级技术支持软件，具备静态安全分析、暂态稳定分析、电压稳定分析、小干扰稳定分析、短路电流分析及断面稳定裕度评估六大类分析功能。

各分析功能以15 min为周期定时获取电网实时运行数据并提供计算分析结果，也可以采取事件触发的模式启动即时分析，展示和预警实时电网安全隐患和薄弱环节，再结合灵敏度计算分析，为调度员分析电网运行特性，控制实时电网提供技术支持。其中静态安全分析对全网220 kV及以上发、输、变电设备进行N－1或N－2故障停运扫描，展示故障后其他输变电设备或输电断面过载或重载情况，灵敏度计算能针对输变电断面进行电源灵敏度计算和负荷灵敏度计算并对结果排序。在预控或控制输变电断面潮流时，电源灵敏度计算结果可以为调度员优化、调整相关电厂出力提供精确的参考值，负荷灵敏度值可以为调度员联合地调调度员优化转移相关变电站负荷提供精确的参考值，减少对地调地区电网方式的调整。

在线稳定分析系统促进了调度员在管控电网运行时从传统上的离线分析、经验型控制方式向在线分析、精准控制方式的转变，为调度员掌握电网运行特性、发现电网潜在运行风险、预控和处置电网事故，科学决策提供了技术支撑，在实际案例中成效明显。

2 典型案例分析

2.1 案例区域系统情况说明

2016年 “迎峰度夏”期间某日，湖南省普遍高温高负荷，系统某区域用电负荷和相关输变电断面潮流持续增长，其局部潮流图如图1所示。

图1 某区域系统潮流图

图1 中沙变和艾变为500 kV变电站，分别通过2台主变向区域内220 kV变电站供电；A，B，C，D，E，F，G，H，I，J，K变为 220 kV变电站，其中 A，B，C，D，E，F，G，H，I变的负荷由101地调调度，J，K变的负荷由701地调调度；乙厂 1号机组 (火电机组，额定容量 600 MW)并网运行，甲厂7，8号机组 (水电机组，额定容量均为250 MW)并网运行，都由省调调度，丙厂为网调所调度的抽水蓄能电厂，通过500 kV丙沙线并网运行；沙变至H变的双回线输电断面 (沙H输电断面)为重要输电断面。

2.2 在线稳定分析系统实时扫描结果

随着用电负荷的持续增长，在线稳定分析系统中静态安全分析实时扫描分析结果提示在乙厂1号火电机组故障跳机后，沙H输电断面潮流将较大幅度超出其稳定规定限值，沙H输电断面负荷灵敏度和电源灵敏度计算结果见表1和表2。

表1 沙H输电断面负荷灵敏度 %

表2 沙－H输电断面电源灵敏度 %

灵敏度计算结果表示，转移 H，I，G，J，K变的负荷可以减轻沙H输电断面潮流，H变的灵敏度最高，增加乙、甲厂机组有功出力，减少丙厂机组有功出力可以减轻沙H输电断面潮流，乙厂的灵敏度最高。

2.3 事故预控

为预控乙厂1号机组跳闸给电网造成较大冲击，省调调度员采取了事故预控措施:

1)督促乙厂做好厂内设备巡视、维护，防止1号机组故障跳闸。

2)调减乙厂1号机组有功出力，调增甲厂7，8号机组有功出力，减少乙厂1号机组跳闸对电网的冲击和沙H输电断面潮流越限幅度。

3)制定乙厂1号机组故障跳机处置预案，通知101与701地调按预案做好快速转移H，I，G变和J，K变负荷的准备。

2.4 事故处置

午高峰前夕，沙H输电断面重载运行，乙厂1号机组突然故障跳机，造成沙H输电断面有功潮流超出稳定规定限额约120 MW，省调调度员迅速采取了以下事故处置措施:

1)增加乙厂、甲厂机组有功出力至满负荷。

2)指挥101地调转移H，I，G变的负荷至区域外其他变电站供电，其中H变转移114 MW，I变转移23 MW，G变转移26 MW，共计173 MW；通知701地调调整转移J，K变负荷至区域外其他变电站供电，其中J变转移40 MW，K变转移30 MW，共计70 MW。

3)联系华中网调修改丙厂发电计划曲线，减少其有功出力。

4)调整区域内无功设备方式，提高电压。

5)通知乙厂尽快查明1号机组故障跳机原因，具备条件后尽快并网。

6)关注在线稳定分析系统最新实时扫描结果。

基于上述预控和处置措施，沙H输电断面有功潮流迅速控制在稳定规定限额以内。

2.5 事故方式下的预想

针对后续可能发生的连锁电网事故，省调调度员采取了以下事故方式下的预想措施:

1)通知线路维护单位对沙H双回输电线路进行特巡，通知甲厂加强机组的监视和维护。

全风化土层的碎屑成分取决于原岩的矿物组成，区内震旦系大洪峪组石英砂岩与前震旦系片麻岩地层顶部均发育了全风化与强风化层。石英砂岩全风化形成了红褐色硬塑-坚硬、含直径2～15 mm砾石及粗砂、含粘土的土层。片麻岩全风化形成了灰褐色的砂土。

2)启动即时在线稳定计算分析，制定临时事故预案乙厂1号机组机跳机期间电网事故处理预案，内容包括沙H输电断面单回线跳闸、沙H断面双回线跳闸和500 kV艾变单台主变跳闸3种故障的分析和调度处理措施以及限电方案。

3)通知101地调、701地调按预案做好相关变电站迅速限电的准备。

该案例中，在线稳定分析系统为调度员分析电网运行特性，预控、处置电网事故和事方式下的故障预想提供了精确、详细的信息，发挥了关键技术支撑作用，有利于调度员的科学决策和精确控制。

3 结语

在线稳定分析系统的应用为分析和控制电网运行提供了良好的技术支撑，有利于调度员从 “经验型”向 “分析型”转变，提升其电网运行决策的科学性与预见性。结合当前在线稳定分析系统在湖南省调的应用情况，为更好地掌控电网运行、降低电网安全事故风险，对调度运行人员提出以下建议:

1)充分利用在线稳定分析系统的技术支撑作用，按照 “事前先预控、事中稳处置、事后再预想”的流程处置电网运行隐患。

2)充分利用静态安全分析N－1或N－2实时扫描和预警功能及时发现电网运行隐患和薄弱环节，针对性地提前进行电网方式调整、预案编制、事故预想和相关设备的特巡，提前预控事故。

4)完善在线稳定分析系统的功能，开展预防控制和应急处置智能辅助决策模块和电网运行趋势预测分析模块的建设。

〔1〕中华人民共和国国务院令第599号.电力安全事故应急处置和调查处理条例 〔S〕.2011.

〔2〕国网湖南省电力公司.2015年湖南电网运行方式 〔R〕.2015.

〔3〕国网湖南省电力公司.2016年湖南电网运行方式 〔R〕.2016.

〔4〕张思远.一种应用历史数据的电力系统在线快速判稳方法〔C〕//湖南省电机工程学会.湖南省电机工程学会年会论文集:2013年卷.2013.

〔5〕李京.浅谈在线稳定计算分析中电网运行方式的选取原则〔C〕//湖南省电机工程学会.湖南省电机工程学会年会论文集:2014年卷.2014.

〔6〕谢晓骞.在线安全稳定分析在湖南电网计划检修中的应用实例 〔J〕.电网与清洁能源，2014(12):45-48.

〔7〕石辉.省级电网在线安全辅助决策优化建模 〔J〕.电力系统自动化，2015(20):101-104.

〔8〕李启旺.在线安全稳定分析在电网实时调度控制中的应用〔J〕.湖南电力，2015(5):26-29.

Case Study of Power Grid Accident Prevention and Disposal Based on Online Stability Analysis

ZOU Xin，HU Jiahua，XIE Xiaoqian
(State Grid Hunan Electrical Power Dispatch＆Control Center，Changsha 410004，China)

Online stability analysis system can scan the real-time power grid，analyse and reveal the stability risks.That provides technical supports and means for scientific and predictable decision-making on grid operation.A case study shows the system is effective on grid accident pre-control and disposal.

online stability analysis system；warning；accident pre-control；accident disposal

TM73

:B

:1008-0198(2017)02-0066-03

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.02.016

2016-09-27

邹鑫(1983)，湖南衡阳人，硕士研究生、工程师、从事调度运行工作。