文档介绍：基于广域信息系统的
后备保护技术
一、问题的提出
1、电力系统连锁跳闸致使系统瓦解的事故
不断发生。
•美加大停电事故。2003年8月14日发生。
起因:一条输电线路故障被切除;
引起连锁跳闸,发生大面积停电事
故,损失惨重。
一、问题的提出(续1)
国家发生时事故名事故后果
间称
美国 . ,停电8州1省5000万人,停电面积
14 部网 24000平方公里,最长停电29小时,损失300亿美元。
瑞典丹 . 瑞典- 停电1800MW,影响500万人用电,
麦 23 丹麦
意大 . 意大利 6,400MW的功率缺额,最后导致频率崩溃,停电19小
利 28 时。
英国 . 伦敦地停电724MW,影响41万用户,50万乘客被困,停电37
28 铁分钟~1小时
马来西 . 马来西马来西亚北方5个州发生大停电事故,停电持续约4个
亚 1 亚小时。
一、问题的提出(续2)
大停电的直接原因分析:
•在部分元件停运检修状态下,局部发生故障;
•故障切除后运行状态转移中部分输电元件运行异常或保
护误动;
•后备保护和自动装置切除过载的输电元件;
•连锁过载被切除后的输电通道转移及系统不稳定;
•输电网络被大面积的无序断开后低周波、低电压、高周
波等自动装置分散动作使系统崩溃。
一、问题的提出(续3)
可吸取的教训:
•元件的故障或扰动,在局部系统内部采取措施来消除影
响,不使其扩散到局部系统外;
•区域系统之间输电断面上的故障,切除故障元件后尽量
保持输电断面的完整性;
•反应元件运行异常的保护应与系统的安全自动装置协调
动作,保证网络连接的强壮性,尽量满足输电能力与输
电需求的平衡,切不可独立、无序乱动;
•互联系统失稳后,应按功率尽可能平衡的原则有序解列,
避免大面积停电,并有利快速恢复。
一、问题的提出(续4)
2、我国保障电网安全运行的“三道防线”:
第一道防线:高速、准确地切除故障元件的继电保护和反
应被保护设备运行异常的保护
被我国超高压电网普遍采用的装备
Ø 利用被保护元件两端的尽可能简单的信息;
Ø 超高压系统主保护动作速度10-25毫秒;
Ø %;
正在研究、未来可能装备电网的保护
Ø 利用被保护元件单端或两端故障暂态信息的继电保护
Ø 主保护动作速度2-5毫秒
以尽可能快的速度、在尽可能小的范围内切除故障,减
少系统产生的不平衡能量。
一、问题的提出(续5)
第二道防线:保障电网安全运行的安全自动装置
Ø 自动重合闸装置:除减少重合于永久故障时系统不平衡能量
外,尽量减少网络拓扑的变化,尽快恢复网络输电能力;
Ø 备自投、事故减出力、自动切负荷、抽水改发电等:快速保
持稳态发输电能力与用电需求的平衡。
Ø 过负荷控制:连锁切机、切负荷,远方切机、切负荷等。保
持稳态输电能力与输电需求的平衡。
Ø 暂态稳定控制:逻辑式连锁切机、切负荷;利用局部量的稳
定性预测与紧急控制装置;基于离线或在线计算的区域性稳
定控制系统;用于保持动态输电能力和输电需求的的平衡。
一、问题的提出(续6)
第三道防线:失步解列与频率、电压控制
Ø 失步解列:在互联电网失去同步后,在预定的地点解列,
以求各子网能独立满足供电需求。
Ø 频率控制:通过低周减载、开启备用机组等满足频率要求,
通过高周切机保证频率稳定、机组安全。
Ø 电压和无功控制:通过低压减载和增发无功维持电压水平,
防止电压崩溃。
争取各自平衡,尽量减少对用户的损失,维持各子网的
安全,创造并网条件。
一、问题的提出(续7)
“三道防线”建设中应该加强的研究:
Ø 采用最佳重合闸技术,减少第二次故障冲击、尽可能减少网络结构和
潮流的变化,维持稳态输电能力、提高暂稳极限。
Ø 构建输电断面或网络的输电能力保护,协调和优化在元件
运行异常、特别是线路过负荷后采取的网络切换,保证网
络的稳态传输能力与负荷的平衡,防止元件连锁过载被切
除。
Ø 研制自适应电力系统模型和参数的暂态稳定预测与紧急控制系统,提
高系统的暂态稳定极限,增加网络的输电能力。
Ø 研究自适应的失步解列与快速恢复控制系统,减少停电容量和停电时
间。
一、问题的提出(续8)
3、基于广域信息系统的电网后备保护技术
的提出
•连锁跳闸是引起大停电事故元凶;
•引起连锁跳闸的原因是:现有的后备保护
仅仅根据本地信息和事先整定好的延