华北水利水电大学研究生结课论文姓名杨双双学号201420542396专业控制工程性质国家统招（√）单考（）工程硕士（）同等学力（）科目电力系统稳定与控制成绩加强电网三道防线建设的建议开题报告1、选题的背景及意义随着电网的发展，电网的动态特性日益复杂，电网运行稳定控制的复杂度也相对提升。

然而近年来，美国，澳大利亚，瑞典等国家均发生了大面积停电，给这些国家的经济造成了巨大的损失，并严重影响了这些国家的社会生活，这些引起了国内外对电网安全运行的高度关注。

为了确保电网的安全稳定运行，一次系统建立了合理的电网结构、配备完整的电力设施、安排合理的安全运行方式，二次系统应配备性能完备的继电保护系统和适当的安全稳定控制措施，这组成一个完备的防御系统，为三道防线。

《电力系统安全稳定导则》规定我国电力系统承受最大扰动能力的安全稳定标准分为三级：第一级标准：保持稳定运行和电网的正常供电[单一故障（出现概率较高的故障）]；第二级标准：保持稳定运行，但允许损失部分负荷[单一严重故障（出现概率较低的故障）]；第三级标准：当系统不能保持稳定运行是，必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失[多重严重故障（出现概率很低的故障）]。

三道防线是电力系统防御体系的重要组成部分，设置三道防线来确保电力系统在遇到各事故时的安全稳定运行，其定义如下：第一道防线：由性能良好的继电保护装置构成，确保快速、正确地切除电力系统的故障元件。

第二道防线：由电力系统安全稳定控制系统、装置及切机、切负荷等稳定控制措施构成，对预先考虑到的存在稳定问题的运行方式与故障进行检测、判断和实施控制，确保电力系统的安全稳定运行。

第三道防线：由失步解列、频率及电压紧急控制装置构成，当店里系统发生失步震荡、频率异常、电压异常等事故时采取解列、切负荷、切机等控制等措施，防止系统崩溃，避免出现大面积停电。

第三道防线一般不站队特定的运行方式与故障形态。

我国电网的全国连接正在飞速发展，目前，电力系统的供电需求矛盾比较突出，厂网分开以后，市场主题的多元化，管理格局，利益格局均发生了大的变化，因此，为实现资源优化配置，满足日益增长的负荷需求，改善电力系统安全稳定性能，提高供电可靠性和经济性，以及符合环境保护的要求，加强三道防线的建设是我国国家电网在应对这些新问题和挑战时的重要行为。

2、概述我国电网结构相对比较薄弱，国外电网遇到的问题，我们同样会遇到，所以更应当引起重视。

如对大型互联电网特性的认识和有实效的安全稳定措施问题；电力体制改革过程中电网统一规划、协调运行的问题；电网的安全裕度问题；电力市场下的备用容量问题；互联电网的解列条件；电网从外系统受电比例和受端电网的电压支撑强度问题；大电网警告和紧急状态的判断方法、有效的控制措施；安全稳定性的监测方法、判据、评价和控制理论的深人研究的问题；跨区电网实时信息的获取及数据不完整性问题；继电保护装置的配置及定值、级差的配合协调问题；其他还有外力事故对国家电网造成的问题等，针对这些问题，国家电网应该重视继电保护和安全自动装置的合理配置。

目前，我国在“三道防线”建设，继电保护和安全稳定自动装置的优化配置，继电保护装置和稳定控制技术，电力系统分析领域，都已达到世界先进水平，为保障我国电网安全发挥了重要的作用。

然而，我国在电网建设和运行中还存在以下隐患：（1）我国电网现在正处于全国联网的初级阶段，大区电网之间是弱联网，一些电网存在结构上的不合理现象；电网的枢纽点及负荷中心电压支撑不足，存在电压稳定问题：一些电网的500KV和220KV高低压电磁环网仍在运行；有些电网没有预先设定解列点，事故发生时无法隔离；大城市的空调负荷比重已经占高峰负荷30%—40%，高峰备用不足（特别是无功不足）；电力市场条件下，不确定因素将增加，调度和管理也会遇到新问题。

（2）电网规划设计中某些工程过于依赖二次系统。

例如粤云电送粤，二滩电站送出等，工程把稳控装置做为正常送电的基本措施，而稳控装置的招标合同签订又因种种原因严重滞后，使装置的设计阶段考虑不够充分，试运行时间太短或没有试运行期，投产后继续完善的工作量较大。

（3）近年来国产高压微机继电保护装置动作可靠性有了显著提高，但还存在一些问题。

例如进口保护振荡误动的问题，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等，若不及时消除隐患，就难以防止系统事故时的连锁反应。

（4）不少电网尚未按稳定导则要求建立起三道防线的安全防御体系。

例如只考虑事故出现时就没有预定的对策，高低压电磁环网运行，高压电网解开时低压电网控制措施准备不足，一些电网的大环网一旦在薄弱环节解列缺乏有效控制手段，不少电网没有设置合适的解列点甚至没有配备解列装置、防止电压崩溃的基本措施，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，没有随电网负荷的增长相应增加致使配置的切负荷容量不足等。

（5）安全自动装置的管理体制不够健全，基建与运行有脱节现象。

有些自动装置管理规程不完善、不具体，现场误操作引起自动装置的切机切负荷事故多次发生。

（6）电网安全自动装置的培训工作有待加强，特别是对现场运行维护人员的培训还很不够，新的稳控装置技术较为复杂，不经培训现场人员往往难以掌握。

根据《电力系统安全稳定导则》对三道防线的定义可以看出，三道防线的概念很清晰、明确，易于操作实施。

近年来我国电网没有出现全网性事故和大范围停电，应该说得益于三道防线的建设。

3、本课题的研究内容保证大电网的安全运行，是一项复杂的系统工程。

强有力的电力法律法规，合理的管理机制，科学的技术标准、规范、管理规定，结构合理而坚强的电网，监测和控制技术，都是保证电网安全的不可或缺条件。

电网安全关系到全网稳定运行的大事，特别是在电力市场、电力体制改革的情况下，更要强调电力系统的统一调度和协调的重要性。

要做好应付各种紧急事故的预案，匹配相应的安全自动装，切机、切负荷措施要服从电网总体安排和需要。

对于送电功率较大的网间连络线和地区电网从主网受电比例较大的连络线，这些重要连络线的跳闸必须考虑有效的控制对策，当连络线送电功率占该电网总负荷的比例达20%以上时，即使没有暂态稳定问题，受端电网仅靠常规的低频低压减载、送端电网仅靠过频切机，控制效果也往往不理想。

此种情况应该立即采取连络线跳闸连切措施，使系统内功率迅速重新平衡。

只要采取了跳闸连切的措施，连络线在各种情况下断开将不会危及电网的安全。

在运行中要切实重视由于设备跳闸、潮流突然转移引起线路、变压器的过负荷问题；过负荷倍数不大时允许处理的时间较长，可依靠调度手段缓解或逐步消除过负荷现象；但过负荷倍数大时，因允许的时间很短，调度人员来不及处理，如不立即进行紧急控制，将引起设备损坏、事故扩大。

为了保障电网的安全稳定运行，对于三道防线建设提出了以下建议：（1）从源头重视，要提高电网规划设计深度,并加强电网规划的监督管理。

既精心进行电网规划设计，既要加强一次电网的建设，使电网结构符合电力系统稳定导则与技术导则的要求，又要加强二次系统的配套建设，按三道防线的要求配置继电保护与安全自动装置。

（2）要加强对继电保护及安全自动装置的管理，应特别注意2点：a .随着一次电网结构的变化,电网安全自动装置的控制策略运行方式应能适应一次电网的变化，在对安控装置进行软硬件升级过程中，注意安控制系统主子站间计算方法控制措施的协调一致，确保安控装置在各种可能情况下都能正确动作；b.在对安控装置进行检验时，不易同时停电做全面完整的试验；但在制定检验方案时应考虑到各个环节的各种情况，即使分布进行试验，也要保证没有检验死区，确保各环节的正确性。

（3）加强一、二次设备运行管理，尤其是继电保护与安全自动装置的管理。

要尽量减少一次设备的事故几率，要对继电保护及安全自动装里进行一次全面检查(网内自检或网间互检)，要落实“反措”规定,注意继电保护系统的协调配合，检查距离三段在线路重负荷下是否可能误动。

检查进口保护的振荡闭锁功能是否有效，并有计划有步骤地缩小继电保护动作的时间级差，完善保护的性能；要检查稳定措施是否到位、稳控装置定值的配合是否合适，装置的硬件、软件方面是否存在缺陷等。

确保装里在各种可能情况下正确动作，有效制止事故时的连锁反应。

（4）按新稳定导则要求，加强电网运行方式和稳定状况的分析，及时发现电网存在的问题，提出解决的方案和有效措施，做好应对重大事故的预案。

（5）切实重视系统内由于设备跳闸、潮流突然转移引起线路、变压器的过载问题，消除设备严重过载的最有效措施是用过载控制装置根据过载情况自动切除相应数量的电源或负荷。

（6）在电网遇到多重性故障，如断路器拒动、保护误动或拒动、多回线相继跳闸引起断面断开等严重事故，应依靠第三道防线的措施，即：①配置失步解列装置，当系统失去同步时在预定的解列点将系统解列为两个部分，防止事故扩大，但需注意解决各解列装置之间的协调配合；网间联络线还应根据需要配置低频解列及低压解列的装置，以便在紧急状态下隔离事故电网；②配置足够的低频减载装置，在系统有功功率缺额时自动切负荷；配置过频切机装置，在有功功率过剩时自动切机；③配置低电压自动切负荷装置，在系统无功功率缺额时自动切除相应的负荷，维持系统的电压稳定。

总之，在电网最不利情况下，保证系统在任何情况下不能瓦解，尽量减少负荷的损失。

（7）应加强对继电保护及安全自动装置运行人员的培训，特别是安控装置目前标准化程度较低，各型号装置功能规范显示界面及操作方法均不一致，给现场运行人员带来一定影响，应该加强对运行人员的培训，编制符合装置和现场实际运行的具有可操作性的规程，确保现场装置的正常运行。

4、结论电网的安全稳定问题仍然是电力生产运行的首要问题，任何时候都不能松懈。

当受电比率过大时，传统的安全防线可能不能发挥应有的作用，必须根据系统的特点来研究防线的具体配置。

三道防线是确保我国电网安全稳定运行的成功经验，应该认真吸取各国家大停电事故的教训，正视我国电网在安全稳定方面存在的问题，贯彻电力系统稳定导则，不断加强三道防线的建设，防止事故的连锁反应，防止主设备严重损并且坏有效避免大停电事故，来保证国民经济的高速发展和人民社会生活的安定。

参考文献[1] DL 755—2001,电力系统安全稳定导则[S].[2] DL /T 723—2000,电力系统安全稳定控制技术导则[S].[3]高洵. 从“8.14”美加大停电看保电网安全的第三道防线[ J] . 华北电力技术, 2004( 7) .[4]徐航, 张启平, 励刚, 黄志龙, 周坚. 美加“8.14”大停电教训和启示——兼谈华东电网化解“8.29”和“9.4”重大风险[ J] . 华东电力, 2003(9) .[5]鲁顺,高立群,王珂,等.莫斯科大停电防线及启示[ J ].电力系统保护与控制,2006 .34 (16):27一 3 1,67.[6]张育英.探讨全国电力系统安全可靠运行的基础——评“特高压电网安全对策研究”[J] .电力自动化设备, 2007, 27(6):122一124 .[7]孙光辉, 沈国荣. 加强三道防线建设确保电网的安全稳定运行[J].江苏电机工程,2004,23(5).[8]孙光辉,吴小辰,等.电网第三道防线存在的问题及解决对策[ C] . 2007第十一届全国保护和控制学术研讨会, 2007,291一296.[9]U. S.-Canada Pow er Syst em Out age T as k Force Int erim Report . Causes of the August 14th Black ou t in the Unit ed St at es and Canada. November 2003 Ackn owl edgment s.[11]高翔,庄侃沁,孙勇.西欧电网“11.4”大停电事故的启示[ J].电网技术, 2007 ( 1) .[12]中国电力在线, 华中(河南)电网“7.10”事故调查工作结果[ EB /OL ]. h tt p: / /www. ch i napo w eron li ne . co m. cn /ne w / ,2006 -08-16 /2006-09 -10 .[13]胥传普,张磊,高翔,黄志龙,杨卫东.关于华东电网第三道防线建设的思考[J].华东电力,2008,36(4).[14]王伟,陈军,余锐,王利平.三道防线协调配合保证电网稳定运行[J].中国电力,2011,44(10).[15]肖飞, 陶玉华, 凌晓波, 俞旭峰, 李卫彬.电网事故中第三道防线动作分析及建议[J].上海电力,008,(4).。