现代电网的可靠性已达到很高的水平
99.999619
99.99994673
99.998
100
99.995
99.99 99.985
99.982
99.98
99.975
2011年北京
2009年东京
2007年巴黎 2011年新加坡
2011年北京电网系统平均停电时间为1.58小时，供电可靠率为99.982%, ； 2011年新加坡电网停电时间为0.28分钟，供电可靠性指标已达到99.99994673%； 2009年日本东京电网停电时间为2分钟，供电可靠性指标已达到99.999619%； 2007年法国巴黎电网停电时间为10分钟，供电可靠性指标已达到99.998%。
背景与意义
严格 负荷
特别 敏感 负荷
敏感 负荷
一般 敏感 负荷
0
20ms
1s 3s
1min 停电持续时间
面临 问题
故障检测速度不足 普通断路器动作速度有限 切换过程中残压支撑缺乏保障
4
背景与意义
电压暂降与短时中断的危害
据Leonardo Energy（电力文献网站）对欧洲8个国家的电能质量调
查，在工业等领域，电能质量每年大概造成损失超过 150 亿英镑，而
其中60%的损失是由于电压暂降或短时停电（short interruption）引 起的
2008.5.3下午4时35分，韩国丽水国家产业园区内五家大型石油化工厂
8
主动配电网对供电质量新需求——背景与意义
பைடு நூலகம்
大量的分布式电源接入对电 网供电质量提出高要求
应对量大面广的迫切需求 可以提出接入新标准和新要求 主动配电网即插即用、友好接入 需要经济的系统级解决方案
严格 负荷
特别 敏感 负荷
敏感 负荷
一般 敏感 负荷
0
20ms
1s
1min 停电持续时间
场馆照明
石化行业 橡胶塑料制造业 玻璃制造工业
DL/T836—2012《供电系统用户供电可靠性评价规程》中，短时中断（short interruption） ：持续停电时间小于等于3 min的停电。
美国2003年发布的供电可靠性标准(IEEE 1366-2012)中将小于5 min的供电中断称为短时中 断。
2001年英国电力监管委员会发布的供电质量监管条例将持续停电的历时标准定为1 min，后来为 鼓励供电公司采用自动化技术提高供电可靠性，将标准调整为3 min，因为在标准定为1 min的 这段期间内，供电企业因缺少适用的技术而放弃改进措施。
半导体行业 通信行业
纺织业
公共机构
…
汽车制造业
…
…
…
9
背景与意义
用户治理 如何解决？
网侧治理
严格 负荷
特别 敏感 负荷
敏感 负荷
一般 敏感 负荷
0
20ms
1s 3s
动态电压补偿器（DVR） 不间断电源（UPS） 采用电力电子固态开关的快速切
换装置（SSTS）…
1min 停电持续时间
电网自愈 备自投
IEEE Std 1159-2011中，电压骤降（Voltage Sag）：电压骤降是供电系统中某点的工频电压 有效值突然下降至额定值的10%-90%，并在随后的0.5个工频电压周期至1min的短暂持续期后 恢复正常的现象。
IEEE Std 1159-2011中，瞬时中断（Momentary Interruption）：一相或三相工频电压有效 值下降至接近于零（低于额定电压10%），持续时间在0.5个工频电压周期至3s之间的短时变 化。
输电 网络
高压配网
110kV
中压配网
35/10kV
低压配网 0.4kV
G GGG
负荷 负荷
主动配电网
风力发电 储能
MG 微网
光伏 冷热点三联供
区别于被动配电网的 四个主要特征
具备一定比例的分布 式可控资源
网络拓扑可灵活调节 的配电网
较为完善的可观可控 水平
实现协调优化管理的 管控中心
3
3
背景和意义
IEEE Std 1159-2011中，暂时中断（Temporary Interruption）：一相或三相工频电压有效 值下降至至接近于零（低于额定电压10%），持续时间在3s至1min之间的短时变化。
GB/T 30137-2013 对电压暂降与短时中断的定义参照了IEEE Std 1159-2011.
主动配电网供电质量控制
chenglin@ 清华大学电机工程与电子技术系
2016年9月22日
1
目录
一 二 三 四 五 六
背景意义 供电质量整体控制策略 电压暂降及短时中断的快速检测 残压支撑及切换策略研究 有源快速切换检测试验
主要成果与结论
2
2
主动配电网特征
主动配电网(Active Distribution Network，ADN)，即内部具有分布式或分散式 能源且具有控制和运行能力的配电网。
➢ 三是特别敏感负荷，（周波级，几十~几百ms）就会对用电负荷造成影 响和危害；
➢ 四是严格负荷，（毫秒级，0.02s内）就会对用电负荷造成影响和危 害。 7
7
特别敏感负荷电压耐受曲线
典型敏感负荷电压耐受曲线
可容忍凹陷宽度
开关电源：<20ms 灵敏电压继电器：
<25ms 电动机群：<30ms 变频设备：<20ms
10
背景与意义
严格 负荷
特别 敏感 负荷
敏感 负荷
一般 敏感 负荷
0
20ms
1s
1min 停电持续时间
动态电压补偿器（DVR） 不间断电源（UPS） 采用电力电子固态开关的快速切
换装置（SSTS）…
优点：可以完美满足负荷个体的需求 缺点：储能成本、电力电子在大容 量、高电压等级应用瓶颈，无法实现 全网的治理——核心的困难：经济性 11
发生了停电两秒钟左右的事故，造成了近200亿韩元的损失。事故原因
是韩华石油化工厂内的避雷器故障。
需要拓展可靠性评估范畴！
电力系统可靠性的定义：向用户提供合格的、连续的 电能的能力。 当前评估停电范围：分钟级及以上 ——供电质量=可靠性+电能质量统一考虑 ——供电质量评估、供电质量控制
5
背景与意义——相关标准和定义
6
背景与意义——负荷需求
现代负荷分类是根据供电质量波动对其影响程度一般分为普通负荷、敏感负 荷、严格负荷3类
为了分析研究短时停电对用户负荷的影响，按短时停电持续时间对负荷的影 响程度划为4类：
➢ 一般敏感负荷，分钟级的短时停电就会对用电负荷造成影响和危害；
➢ 二是敏感负荷，秒级的短时停电就会对用电负荷造成影响和危害；