DL755-2001電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則.doc

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電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則 中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則 DL755－2001 Guideonsecurityandstability forpowersystem 2001-04-28發(fā)布2001-07-01實(shí)施 中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)發(fā)布 　 前言 本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)1981年頒發(fā)的《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》進(jìn)行了修訂。 制定本標(biāo)準(zhǔn)的目的是指導(dǎo)電力系統(tǒng)規(guī)劃、計(jì)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行、科學(xué)試驗(yàn)中有關(guān)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的工作。同時(shí)，為促進(jìn)科技進(jìn)步和生產(chǎn)力發(fā)展，要鼓勵(lì)采用新技術(shù)，例如，緊湊型線路、常規(guī)及可控串聯(lián)補(bǔ)償、靜止補(bǔ)償以及電力電子等方面的裝備和技術(shù)以提高電力系統(tǒng)輸電能力和穩(wěn)定水平。自本標(biāo)準(zhǔn)生效之日起，1981年頒發(fā)的《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》即行廢止。 本標(biāo)準(zhǔn)由電力行業(yè)電網(wǎng)運(yùn)行與控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出。 本標(biāo)準(zhǔn)主要修訂單位：國家電力調(diào)度通信中心、中國電力科學(xué)研究院等。 本標(biāo)準(zhǔn)主要修訂人員：趙遵廉、舒印彪、雷曉蒙、劉肇旭、朱天游、印永華、郭佳田、曲祖義。 本標(biāo)準(zhǔn)由電力行業(yè)電網(wǎng)運(yùn)行與控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋。 目次 1.范圍 2.保正電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本要求 3.電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn) 4.電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計(jì)算分析 5.電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定工作的管理 附錄A(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)有關(guān)術(shù)語及定義 l 范圍 本導(dǎo)則規(guī)定了保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本要求，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)以及系統(tǒng)安全穩(wěn)定計(jì)算方法，電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)，電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)，電力生產(chǎn)企業(yè)，電力供應(yīng)企業(yè)，電力建設(shè)企業(yè)，電力規(guī)劃和勘測(cè)、設(shè)計(jì)、科研等單位，均應(yīng)遵守和執(zhí)行本導(dǎo)則。 本導(dǎo)則適用于電壓等級(jí)為220kV及以上的電力系統(tǒng)。220kV以下的電力系統(tǒng)可參照?qǐng)?zhí)行。 2 保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本要求 2．1總體要求 2．1．1為保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，維持電網(wǎng)頻率、電壓的正常水平，系統(tǒng)應(yīng)有足夠的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備和有功、無功備用容量。備用容量應(yīng)分配合理，并有必要的調(diào)節(jié)手段。在正常負(fù)荷波動(dòng)和調(diào)整有功、無功潮流時(shí)，均不應(yīng)發(fā)生自發(fā)振蕩。 2．1．2合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。在電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)統(tǒng)籌考慮，合理布局。電網(wǎng)運(yùn)行方式安排也要注重電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理性。合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足如下基本要求： a)能夠滿足各種運(yùn)行方式下潮流變化的需要，具有一定的靈活性，并能適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展的要求； b)任一元件無故障斷開，應(yīng)能保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，且不致使其他元件超過規(guī)定的事故過負(fù)荷和電壓允許偏差的要求； c)應(yīng)有較大的抗擾動(dòng)能力，并滿足本導(dǎo)則中規(guī)定的有關(guān)各項(xiàng)安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)； d)滿足分層和分區(qū)原則； e)合理控制系統(tǒng)短路電流。 2．1．3在正常運(yùn)行方式(含計(jì)劃檢修方式，下同)下，系統(tǒng)中任一元件(發(fā)電機(jī)、線路、變壓器、母線)發(fā)生單一故障時(shí)，不應(yīng)導(dǎo)致主系統(tǒng)非同步運(yùn)行，不應(yīng)發(fā)生頻率崩潰和電壓崩潰。 2．1．4在事故后經(jīng)調(diào)整的運(yùn)行方式下，電力系統(tǒng)仍應(yīng)有規(guī)定的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備，并滿足再次發(fā)生單一元件故障后的暫態(tài)穩(wěn)定和其它元件不超過規(guī)定事故過負(fù)荷能力的要求。 2．1．5電力系統(tǒng)發(fā)生穩(wěn)定破壞時(shí)，必須有預(yù)定的措施，以防止事故范圍擴(kuò)大，減少事故損失。 2．1．6低一級(jí)電壓電網(wǎng)中的任何元件(包括線路、母線、變壓器等)發(fā)生各種類型的單一故障，均不得影響高一級(jí)電壓電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 2．2電網(wǎng)結(jié)構(gòu) 2．2．l受端系統(tǒng)的建設(shè)： 2．2．1．l受端系統(tǒng)是指以負(fù)荷集中地區(qū)為中心，包括區(qū)內(nèi)和鄰近電廠在內(nèi)，用較密集的電力網(wǎng)絡(luò)將負(fù)荷和這些電源連接在一起的電力系統(tǒng)。受端系統(tǒng)通過接受外部及遠(yuǎn)方電源輸入的有功電力和電能，以實(shí)現(xiàn)供需平衡。 2．2．1．2受端系統(tǒng)是整個(gè)電力系統(tǒng)的重要組成部分，應(yīng)作為實(shí)現(xiàn)合理電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)予以加強(qiáng)，從根本上提高整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平。加強(qiáng)受端系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平的要點(diǎn)有： a)加強(qiáng)受端系統(tǒng)內(nèi)部最高一級(jí)電壓的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系； b)為加強(qiáng)受端系統(tǒng)的電壓支持和運(yùn)行的靈活性，在受端系統(tǒng)應(yīng)接有足夠容量的電廠； c)受端系統(tǒng)要有足夠的無功補(bǔ)償容量； d)樞紐變電所的規(guī)模要同受端系統(tǒng)的規(guī)模相適應(yīng)； e)受端系統(tǒng)發(fā)電廠運(yùn)行方式改變，不應(yīng)影響正常受電能力。 2．2．2電源接入： 2．2．2．1根據(jù)發(fā)電廠在系統(tǒng)中的地位和作用，不同規(guī)模的發(fā)電廠應(yīng)分別接入相應(yīng)的電壓網(wǎng)絡(luò)；在經(jīng)濟(jì)合理與建設(shè)條件可行的前提下，應(yīng)注意在受端系統(tǒng)內(nèi)建設(shè)一些較大容量的主力電廠，主力電廠直直接接入最高一級(jí)電壓電網(wǎng)。 2．2．2．2外部電源宜經(jīng)相對(duì)獨(dú)立的送電回路接入受端系統(tǒng)，盡量避免電源或送端系統(tǒng)之間的直接聯(lián)絡(luò)和送電回路落點(diǎn)過于集中。每一組送電回路的最大輸送功率所占受端系統(tǒng)總負(fù)荷的比例不宜過大，具體比例可結(jié)合受端系統(tǒng)的具體條件來決定。 2．2．3電網(wǎng)分層分區(qū)： 2．2．3．1應(yīng)按照電網(wǎng)電壓等級(jí)和供電區(qū)域合理分層、分區(qū)。合理分層，將不同規(guī)模的發(fā)電廠和負(fù)荷接到相適應(yīng)的電壓網(wǎng)絡(luò)上；合理分區(qū)，以受端系統(tǒng)為核心，將外部電源連接到受端系統(tǒng)，形成一個(gè)供需基本平衡的區(qū)域，并經(jīng)聯(lián)絡(luò)線與相鄰區(qū)域相連。 2．2．3．2隨著高一級(jí)電壓電網(wǎng)的建設(shè)，下級(jí)電壓電網(wǎng)應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)分區(qū)運(yùn)行，相鄰分區(qū)之間保持互為備用。應(yīng)避免和消除嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定的不同電壓等級(jí)的電磁環(huán)網(wǎng)，發(fā)電廠不宜裝設(shè)構(gòu)成電磁環(huán)網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)變壓器。 2．2．3．3分區(qū)電網(wǎng)應(yīng)盡可能簡化，以有效限制短路電流和簡化繼電保護(hù)的配置。 2．2．4電力系統(tǒng)間的互聯(lián) 2．2．4．1電力系統(tǒng)采用交流或直流方式互聯(lián)應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。 2．2．4．2交流聯(lián)絡(luò)線的電壓等級(jí)宜與主網(wǎng)最高一級(jí)電壓等級(jí)相一致。 2．2．4．3互聯(lián)電網(wǎng)在任一例失去大電源或發(fā)生嚴(yán)重單一故障時(shí)，聯(lián)絡(luò)線應(yīng)保持穩(wěn)定運(yùn)行，并不應(yīng)超過事故過負(fù)荷能力的規(guī)定。 2．2．4．4在聯(lián)絡(luò)線因故障斷開后，要保持各自系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 2．2．4．5系統(tǒng)間的交流聯(lián)絡(luò)線不宜構(gòu)成弱聯(lián)系的大環(huán)網(wǎng)，并要考慮其中一回?cái)嚅_時(shí)，其余聯(lián)絡(luò)線應(yīng)保持穩(wěn)定運(yùn)行，并可轉(zhuǎn)送現(xiàn)定的最大電力。 2．2．4．6對(duì)交流弱聯(lián)網(wǎng)方案，應(yīng)詳細(xì)研究對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的影響，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證合理后方可采用。 2．3無功平衡及補(bǔ)償 2．3．1無功功率電源的安排應(yīng)有規(guī)劃，并留有適當(dāng)裕度，以保證系統(tǒng)各中樞點(diǎn)的電壓在正常和事故后均能滿足規(guī)定的要求。 2．3．2電網(wǎng)的無功補(bǔ)償應(yīng)以分層分區(qū)和就地平衡為原則，并應(yīng)隨負(fù)荷(或電壓)變化進(jìn)行調(diào)整，避免經(jīng)長距離線路或多級(jí)變壓器傳送無功功率，330kV及以上電壓等級(jí)線路的充電功率應(yīng)基本上予以補(bǔ)償。 2．3．3發(fā)電機(jī)或調(diào)相機(jī)應(yīng)帶自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁(包括強(qiáng)行勵(lì)磁)運(yùn)行，并保持其運(yùn)行的穩(wěn)定性。 2．3．4為保證受端系統(tǒng)發(fā)生突然失去一回重載線路或一臺(tái)大容量機(jī)組(包括發(fā)電機(jī)失磁)等事故時(shí)，保持電壓穩(wěn)定和正常供電，不致出現(xiàn)電壓崩潰，受端系統(tǒng)中應(yīng)有足夠的動(dòng)態(tài)無功備用容量。 2．4對(duì)機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)及廠網(wǎng)協(xié)調(diào)的要求 發(fā)電機(jī)組的參數(shù)選擇、繼電保護(hù)(發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、失步保護(hù)、頻率保護(hù)、線路保護(hù)等)和自動(dòng)裝置(自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器、穩(wěn)定控制裝置、自動(dòng)發(fā)電控制裝置等)的配置和整定等必須與電力系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，保證其性能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求。 2．5防止電力系統(tǒng)崩潰 2．5．1在規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)合理的分層分區(qū)原則。運(yùn)行中的電力系統(tǒng)必須在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置解列點(diǎn)，并裝設(shè)自動(dòng)解列裝置。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生穩(wěn)定破壞時(shí)，能夠有計(jì)劃地將系統(tǒng)迅速而合理地解列為供需盡可能平衡(與自動(dòng)低頻率減負(fù)荷、過頻率切水輪機(jī)、低頻自起動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)等措施相配合)，而各自保持同步運(yùn)行的兩個(gè)或幾個(gè)部分，防止系統(tǒng)長時(shí)間不能拉人同步或造成系統(tǒng)頻率和電壓崩潰，擴(kuò)大事故。 2．5．2電力系統(tǒng)必須考慮可能發(fā)生的最嚴(yán)重事故情況，并配合解列點(diǎn)的安排，合理安排自動(dòng)低頻減負(fù)荷的順序和所切負(fù)荷數(shù)值。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)或解列后的局部出現(xiàn)功率缺額時(shí)，能夠有計(jì)劃地按頻率下降情況自動(dòng)減去足夠數(shù)量的負(fù)荷，以保證重要用戶的不間斷供電。發(fā)電廠應(yīng)有可靠的保證廠用電供電的措施，防止因失去廠用電導(dǎo)致全廠停電。 2．5．3在負(fù)荷集中地區(qū)，應(yīng)考慮當(dāng)運(yùn)行電壓降低時(shí)，自動(dòng)或手動(dòng)切除部分負(fù)荷，或有計(jì)劃解列，以防止發(fā)生電壓崩潰。 2．6電力系統(tǒng)全停后的恢復(fù) 2．6．l電力系統(tǒng)全停后的恢復(fù)應(yīng)首先確定停電系統(tǒng)的地區(qū)、范圍和狀況，然后依次確定本區(qū)內(nèi)電源或外部系統(tǒng)幫助恢復(fù)供電的可能性。當(dāng)不可能時(shí)，應(yīng)很快投入系統(tǒng)黑起動(dòng)方案。 2．6．2制定黑起動(dòng)方案應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)合理劃分區(qū)域，各區(qū)域必須安排四～2臺(tái)具備黑起動(dòng)能力機(jī)組，并合理分布。 2．6．3系統(tǒng)全停后的恢復(fù)方案(包括黑起動(dòng)方案)，應(yīng)適合本系統(tǒng)的實(shí)際情況，以便能快速有序地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的重建和對(duì)用戶恢復(fù)供電。恢復(fù)方案中應(yīng)包括組織措施、技術(shù)措施、恢復(fù)步驟和恢復(fù)過程中應(yīng)注意的問題，其保護(hù)、通信、遠(yuǎn)動(dòng)、開關(guān)及安全自動(dòng)裝置均應(yīng)滿足自起動(dòng)和逐步恢復(fù)其他線路和負(fù)荷供電的特殊要求。 2．6．4在恢復(fù)起動(dòng)過程中應(yīng)注意有功功率、無功功率平衡，防止發(fā)生自勵(lì)磁和電壓失控及頻率的大幅度波動(dòng)，必須考慮系統(tǒng)恢復(fù)過程中的穩(wěn)定問題，合理投入繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置，防止保護(hù)誤動(dòng)而中斷或延誤系統(tǒng)恢復(fù)。 3 電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn) 3．1電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn) 3．1．1在正常運(yùn)行方式下，對(duì)不同的電力系統(tǒng)，按功角判據(jù)計(jì)算的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)(K。)應(yīng)為15%～20%，按無功電壓判據(jù)計(jì)算的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)(Kv)為10%～15%。 3．1．2在事故后運(yùn)行方式和特殊運(yùn)行方式下，K。不得低于10%，Kv不得低于8%。 3．1．3水電廠送出線路或次要輸電線路下列情況下允許只按靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備送電，但應(yīng)有防止事故擴(kuò)大 的相應(yīng)措施： a)如發(fā)生穩(wěn)定破壞但不影響主系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，允許只按正常靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備送電； b)在事故后運(yùn)行方式下，允許只按事故后靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備送電。 3．2電力系統(tǒng)承受大擾動(dòng)能力的安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn) 電力系統(tǒng)承受大擾動(dòng)能力的安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)分為三級(jí)。 第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：保持穩(wěn)定運(yùn)行和電網(wǎng)的正常供電； 第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：保持穩(wěn)定運(yùn)行，但允許損失部分負(fù)荷； 第三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)系統(tǒng)不能保持穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，必須防止系統(tǒng)崩潰并盡量減少負(fù)荷損失。 3．2．l第一級(jí)安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：正常運(yùn)行方式下的電力系統(tǒng)受到下述單一元件故障擾動(dòng)后，保護(hù)、開關(guān)及重合閘正確動(dòng)作，不采取穩(wěn)定控制措施，必須保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和電網(wǎng)的正常供電，其他元件不超過規(guī)定的事故過負(fù)荷能力，不發(fā)生連鎖跳閘。 a)任何線路單相瞬時(shí)接地故障重合成功； b)同級(jí)電壓的雙回線或多回線和環(huán)網(wǎng)，任一回線單相永久故障重合不成功及無故障三相斷開不重合； c)同級(jí)電壓的雙回線或多回線和環(huán)網(wǎng)，任一回線三相故障斷開不重合； d)任一發(fā)電機(jī)跳閘或失磁； e)受端系統(tǒng)任一臺(tái)變壓器故障退出運(yùn)行； f)任一大負(fù)荷突然變化； g)任一回交流聯(lián)絡(luò)線故障或無故障斷開不重合； h)直流輸電線路單極故障。 但對(duì)于發(fā)電廠的交流送出線路三相故障，發(fā)電廠的直流送出線路單極故障，兩級(jí)電壓的電磁環(huán)網(wǎng)中單回高一級(jí)電壓線路故障或無故障斷開，必要時(shí)可采用切機(jī)或快速降低發(fā)電機(jī)組出力的措施。 3．2．2第二級(jí)安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)： 正常運(yùn)行方式下的電力系統(tǒng)受到下述較嚴(yán)重的故障擾動(dòng)后，保護(hù)、開關(guān)及重合閘正確動(dòng)作，應(yīng)能保持穩(wěn)定運(yùn)行，必要時(shí)允許采取切機(jī)和切負(fù)荷等穩(wěn)定控制措施。 a)單回線單相永久性故障重合不成功及無故障三相斷開不重合； b)任一段母線故障； c)同桿并架雙回線的異名兩相同時(shí)發(fā)生單相接地故障重合不成功，雙回線三相同時(shí)跳開；由直流輸電線路雙極故障。 3．2．3第三級(jí)安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)： 電力系統(tǒng)因下列情況導(dǎo)致穩(wěn)定破壞時(shí)，必須采取措施，防止系統(tǒng)崩潰，避免造成長時(shí)間大面積停電和對(duì)最重要用戶(包括廠用電)的災(zāi)害性停電，使負(fù)荷損失盡可能減少到最小，電力系統(tǒng)應(yīng)盡快恢復(fù)正常運(yùn)行。 a)故障時(shí)開關(guān)拒動(dòng)； b)故障時(shí)繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)； c)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置失靈； d)多重故障； e)失去大容量發(fā)電廠； f)其他偶然因素。 3．3對(duì)幾種特殊情況的要求 3．3．1為了使失去同步的電力系統(tǒng)能夠迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，并減少運(yùn)行操作，經(jīng)計(jì)算分析，在全部滿 足下列三個(gè)條件的前提下，可以不解列，允許局部系統(tǒng)作短時(shí)間的非同步運(yùn)行，而后再同步。 a)非同步運(yùn)行時(shí)通過發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)等的振蕩電流在允許范圍內(nèi)，不致?lián)p壞系統(tǒng)重要設(shè)備； b)在非同步運(yùn)行過程中，電網(wǎng)樞紐變電所或接有重要用戶的變電所的母線電壓波動(dòng)最低值不低于額定值的75%； c)系統(tǒng)只在兩個(gè)部分之間失去同步，通過預(yù)定控制措施，能使之迅速恢復(fù)同步運(yùn)行。若調(diào)整無效，應(yīng)在事先規(guī)定的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)解列。 3．3．2向特別重要受端系統(tǒng)送電的雙回及以上線路中的任意兩回線同時(shí)無故障或故障斷開，導(dǎo)致兩條線路退出運(yùn)行，應(yīng)采取措施保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和對(duì)重要負(fù)荷的正常供電，其他線路不發(fā)生連鎖跳閘。 3．3．3在電力系統(tǒng)中出現(xiàn)高一級(jí)電壓的初期，發(fā)生線路(變壓器)單相永久故障，允許采取切機(jī)措施；當(dāng)發(fā)生線路(變壓器)三相短路故障時(shí)，允許采取切機(jī)和切負(fù)荷措施，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 3．3．4任一線路、母線主保護(hù)停運(yùn)時(shí)，發(fā)生單相永久接地故障，應(yīng)采取措施保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 4 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計(jì)算分析 4．1安全穩(wěn)定計(jì)算分析的任務(wù)與要求 4．1．1電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計(jì)算分析的任務(wù)是確定電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定水平，分析和研究提高安全穩(wěn)定的措施，以及研究非同步運(yùn)行后的再同步及事故后的恢復(fù)策略。 4．1．2進(jìn)行電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計(jì)算分析時(shí)，應(yīng)針對(duì)具體校驗(yàn)對(duì)象(線路、母線等)，選擇下列三種運(yùn)行方式中對(duì)安全穩(wěn)定最不利的情況進(jìn)行安全穩(wěn)定校驗(yàn)。 a)正常運(yùn)行方式：包括計(jì)劃檢修方式和按照負(fù)荷曲線以及季節(jié)變化出現(xiàn)的水電大發(fā)、火電大發(fā)、最大或最小負(fù)荷、最小開機(jī)和抽水蓄能運(yùn)行工況等可能出現(xiàn)的運(yùn)行方式； b)事故后運(yùn)行方式：電力系統(tǒng)事故消除后，在恢復(fù)到正常運(yùn)行方式前所出現(xiàn)的短期穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式； c)特殊運(yùn)行方式：主干線路、重要聯(lián)絡(luò)變壓器等設(shè)備檢修及其他對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行影響較為嚴(yán)重的方式。 4．1．3應(yīng)研究、實(shí)測(cè)和建立電網(wǎng)計(jì)算中的各種元件、裝置及負(fù)荷的參數(shù)和詳細(xì)模型。計(jì)算分析中應(yīng)使用合理的模型和參數(shù)，以保證滿足所要求的精度。規(guī)劃計(jì)算中可采用典型參數(shù)和模型，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)運(yùn)行計(jì)算中，應(yīng)保證模型和參數(shù)的一致性，并考慮更詳細(xì)的模型和參數(shù)。 4．1．4在互聯(lián)電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析中，對(duì)所研究的系統(tǒng)原則上應(yīng)予保留并詳細(xì)模擬，對(duì)外部系統(tǒng)可進(jìn)行必要的等值簡化，應(yīng)保證等值簡化前后的系統(tǒng)潮流一致，動(dòng)態(tài)特性基本一致。 4．2電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析 電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析指應(yīng)用N－1原則，逐個(gè)無故障斷開線路、變壓器等元件，檢查其他元件是否因此過負(fù)荷和電網(wǎng)低電壓，用以檢驗(yàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和運(yùn)行方式是否滿足安全運(yùn)行要求。 4．3電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的計(jì)算分析 4．3．1靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生非周期性失步，自動(dòng)恢復(fù)到起始運(yùn)行狀態(tài)的能力。 4．3．2電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定計(jì)算分析的目的是應(yīng)用相應(yīng)的判據(jù)，確定電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和輸電線的輸送功率極限，檢驗(yàn)在給定方式下的穩(wěn)定儲(chǔ)備。 4．3．3對(duì)于大電源送出線，跨大區(qū)或省網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線，網(wǎng)絡(luò)中的薄弱斷面等需要進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析。 4．3．4靜穩(wěn)定判據(jù)為：dP/dδ8＞0或dQ/dU＜0 相應(yīng)的靜穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)為： Kp=(Pf-Pk/PK) ×100% Ku=(U2-U2/U2) ×100% 式中：Pj、Pz--分別為線路的極限和正常傳輸功率； Uz、Uc--分別為母線的正常和臨界電壓。 4．4電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的計(jì)算分析 4．4．1暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到大擾動(dòng)后，各同步電機(jī)保持同步運(yùn)行并過渡到新的或恢復(fù)到原來穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式的能力。 4．4．2暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算分析的目的是在規(guī)定運(yùn)行方式和故障形態(tài)下，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行校驗(yàn)，并對(duì)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置以及各種措施提出相應(yīng)的要求。 4．4．3暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算的條件如下： a)應(yīng)考慮在最不利地點(diǎn)發(fā)生金屬性短路故障； b)發(fā)電機(jī)模型在可能的條件下，應(yīng)考慮采用暫態(tài)電勢(shì)變化，甚至次暫態(tài)電勢(shì)變化的詳細(xì)模型(在規(guī)劃階段允許采用暫態(tài)電勢(shì)恒定的模型)； c)繼電保護(hù)、重合閘和有關(guān)自動(dòng)裝置的動(dòng)作狀態(tài)和時(shí)間，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況考慮； d)考慮負(fù)荷特性。 4．4．4暫態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)是電網(wǎng)遭受每一次大擾動(dòng)后，引起電力系統(tǒng)各機(jī)組之間功角相對(duì)增大，在經(jīng)過第一或第二個(gè)振蕩周期不失步，作同步的衰減振蕩，系統(tǒng)中樞點(diǎn)電壓逐漸恢復(fù)。 4．5電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的計(jì)算分析 4．5．1動(dòng)態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小的或大的干擾后，在自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制裝置的作用下，保持長過程的運(yùn)行穩(wěn)定性的能力。 4．5．2電力系統(tǒng)有下列情況時(shí)，應(yīng)作長過程的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析： a)系統(tǒng)中有大容量水輪發(fā)電機(jī)和汽輪發(fā)電機(jī)經(jīng)較弱聯(lián)系并列運(yùn)行； b)采用快速勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)及快關(guān)氣門等自動(dòng)調(diào)節(jié)措施； c)有大功率周期性沖擊負(fù)荷； d)電網(wǎng)經(jīng)弱聯(lián)系線路并列運(yùn)行； e)分析系統(tǒng)事故有必要時(shí)。 4．5．3動(dòng)態(tài)穩(wěn)定計(jì)算的發(fā)電機(jī)模型，應(yīng)采用考慮次暫態(tài)電勢(shì)變化的詳細(xì)模型，考慮同步電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)，考慮電力系統(tǒng)中各種自動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)作特性及負(fù)荷的電壓和頻率動(dòng)態(tài)特性。 4．5．4動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)是在受到小的或大的擾動(dòng)后，在動(dòng)態(tài)搖擺過程中發(fā)電機(jī)相對(duì)功角和輸電線路功率呈衰減振蕩狀態(tài)，電壓和頻率能恢復(fù)到允許的范圍內(nèi)。 4．6電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的計(jì)算分析 4．6．1電壓穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小的或大的擾動(dòng)后，系統(tǒng)電壓能夠保持或恢復(fù)到允許的范圍內(nèi)，不發(fā)生電壓崩潰的能力。 4．6．2電力系統(tǒng)中經(jīng)較弱聯(lián)系向受端系統(tǒng)供電或受端系統(tǒng)無功電源不足時(shí)，應(yīng)進(jìn)行電壓穩(wěn)定性校驗(yàn)。 4．6．3進(jìn)行靜態(tài)電壓穩(wěn)定計(jì)算分析是用逐漸增加負(fù)荷(根據(jù)情況可按照保持恒定功率因數(shù)、恒定功率或恒定電流的方法按比例增加負(fù)荷)的方法求解電壓失穩(wěn)的；閑界點(diǎn)(由dP/dU=0或dQ/dU=0表示)，從而估計(jì)當(dāng)前運(yùn)行點(diǎn)的電壓穩(wěn)定格度。 4．6．4可以用暫態(tài)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定計(jì)算程序計(jì)算暫態(tài)和動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定性。電壓失穩(wěn)的判據(jù)可為母線電壓下降，平均值持續(xù)低于限定值，但應(yīng)區(qū)別由于功角振蕩或失穩(wěn)造成的電壓嚴(yán)重降低和振蕩。 4．6．5詳細(xì)研究電壓動(dòng)態(tài)失穩(wěn)時(shí)，模型中應(yīng)包括負(fù)荷特性、無功補(bǔ)償裝置動(dòng)態(tài)特性、帶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)壓變壓器的分接頭動(dòng)作特性、發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子過流和低勵(lì)限制、發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作特性等。 4．7電力系統(tǒng)再同步的計(jì)算分析 4．7．1再同步是指電力系統(tǒng)受到小的或大的擾動(dòng)后，同步電機(jī)經(jīng)過短時(shí)間非同步運(yùn)行過程后再恢復(fù)到同步運(yùn)行方式。 4．7．2電力系統(tǒng)再同步計(jì)算分析的目的，是當(dāng)運(yùn)行中穩(wěn)定破壞后或線路采用非同步重合閘時(shí)，研究系統(tǒng)變化發(fā)展趨向，并找出適當(dāng)措施，使失去同步的兩部分電網(wǎng)經(jīng)過短時(shí)間的異步運(yùn)行，能較快再拉人同步運(yùn)行。 4．7．3研究再同步問題須采用詳細(xì)的電力系統(tǒng)模型和參數(shù)。 4．7．4電力系統(tǒng)再同步計(jì)算的校驗(yàn)內(nèi)容： a)再同步過程中是否會(huì)造成系統(tǒng)中某些節(jié)點(diǎn)電壓過低，是否影響負(fù)荷的穩(wěn)定，是否會(huì)擴(kuò)大為系統(tǒng)內(nèi)部失去同步，是否會(huì)擴(kuò)大為系統(tǒng)幾個(gè)部分之間失去同步； b)在非同步過程中流過同步電機(jī)電流的大小是否超過規(guī)定允許值，對(duì)機(jī)組本身的發(fā)熱、機(jī)械變形及振動(dòng)的影響； c)再同步的可能性及其相應(yīng)措施。 4．7．5電力系統(tǒng)再同步的判據(jù)，是指系統(tǒng)中任兩個(gè)同步電機(jī)失去同步，經(jīng)若干非同步振蕩周期，相對(duì)滑差逐漸減少并過零，然后相對(duì)角度逐漸過渡到某一穩(wěn)定點(diǎn)。 5 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定工作的管理 5．1在電力系統(tǒng)規(guī)劃工作中，應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定問題，研究建設(shè)結(jié)構(gòu)合理的電網(wǎng)，計(jì)算分析遠(yuǎn)景系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，在確定輸電線的送電能力時(shí)，應(yīng)計(jì)算其穩(wěn)定水平。 5．2在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及大型輸變電工程的可行性研究工作中，應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定做出計(jì)算，并明確所需采取的措施。在進(jìn)行年度建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按工程分期對(duì)所設(shè)計(jì)的電力系統(tǒng)的主要運(yùn)行方式進(jìn)行安全穩(wěn)定性能分析，提出安全穩(wěn)定措施，在工程設(shè)計(jì)的同時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)有關(guān)的安全穩(wěn)定措施，對(duì)原有電網(wǎng)有關(guān)安全穩(wěn)定措施及故障切除時(shí)間等進(jìn)行校核，必要時(shí)應(yīng)提出改進(jìn)措施。 5．3在電力系統(tǒng)建設(shè)工作中，應(yīng)落實(shí)與電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定有關(guān)的基建計(jì)劃，并按設(shè)計(jì)要求施工。當(dāng)一次設(shè)備投入系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，相應(yīng)的繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置和穩(wěn)定技術(shù)措施應(yīng)同時(shí)投入運(yùn)行。 5．4在電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行工作中，應(yīng)按年、季、月全面分析電網(wǎng)的特點(diǎn)，考慮運(yùn)行方式變化對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響，提出穩(wěn)定運(yùn)行限額，并檢驗(yàn)繼電保護(hù)和安全穩(wěn)定措施是否滿足要求等。還應(yīng)特別注意在總結(jié)電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和事故教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，做好事故預(yù)測(cè)，對(duì)全網(wǎng)各主干線和局部地區(qū)穩(wěn)定情況予以計(jì)算分析，以及提出主力電廠的保廠用電方案，提出改進(jìn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的具體措施(包括事故處理)。當(dāng)下一年度新建發(fā)、送、變電項(xiàng)目明確后，也應(yīng)對(duì)下一年度的各種運(yùn)行條件下的系統(tǒng)穩(wěn)定情況進(jìn)行計(jì)算，并提出在運(yùn)行方面保證穩(wěn)定的措施。應(yīng)參與電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)相關(guān)工作。 5．5在電力系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)工作中，應(yīng)組織落實(shí)有關(guān)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的具體措施和相關(guān)設(shè)備參數(shù)試驗(yàn)，定期核定設(shè)備過負(fù)荷的能力，認(rèn)真分析與電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有關(guān)的事故，及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，提出并組織落實(shí)反事故措施。 5．6在電力系統(tǒng)科研試驗(yàn)工作中，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的發(fā)展和需要，研究加強(qiáng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、改善與提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的技術(shù)措施，并協(xié)助實(shí)現(xiàn)；改進(jìn)與完善安全穩(wěn)定計(jì)算分析方法；協(xié)助分析重大的電網(wǎng)事故。 5．7電力系統(tǒng)應(yīng)配備連續(xù)的動(dòng)態(tài)安全穩(wěn)定監(jiān)視與事故錄波裝置，并能按要求將時(shí)間上同步的數(shù)據(jù)送到電網(wǎng)調(diào)度中心故障信息數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)故障信息的自動(dòng)傳輸和集中處理，以確定事故起因和擾動(dòng)特性，并為電力系統(tǒng)事故仿真分析提供依據(jù)。 5．8電力生產(chǎn)企業(yè)、電力供應(yīng)企業(yè)應(yīng)向電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)、規(guī)劃設(shè)計(jì)和科研單位提供有關(guān)安全穩(wěn)定分析所必需的技術(shù)資料和參數(shù)，如發(fā)電機(jī)、變壓器、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)、調(diào)速器和原動(dòng)機(jī)。負(fù)荷等的技術(shù)資料和參數(shù)，并按電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求配備保護(hù)與自動(dòng)控制裝置，落實(shí)安全穩(wěn)定措施。對(duì)影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的參數(shù)定值設(shè)置必須經(jīng)電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的審核。 附錄A(標(biāo)準(zhǔn)的附錄) 有關(guān)術(shù)語及定義 A1電力系統(tǒng)的安全性及安全分析 安全性指電力系統(tǒng)在運(yùn)行中承受故障擾動(dòng)(例如突然失去電力系統(tǒng)的元件，或短路故障等)的能力。通過兩個(gè)特性表征： (1)電力系統(tǒng)能承受住故障擾動(dòng)引起的暫態(tài)過程并過渡到一個(gè)可接受的運(yùn)行工況； (2)在新的運(yùn)行工況下，各種約束條件得到滿足。 安全分析分為靜態(tài)安全分析和動(dòng)態(tài)安全分析。靜態(tài)安全分析假設(shè)電力系統(tǒng)從事故前的靜態(tài)直接轉(zhuǎn)移到事故后的另一個(gè)靜態(tài)，不考慮中間的暫態(tài)過程，用于檢驗(yàn)事故后各種約束條件是否得到滿足。動(dòng)態(tài)安全分析研究電力系統(tǒng)在從事故前的靜態(tài)過渡到事故后的另一個(gè)靜態(tài)的暫態(tài)過程中保持穩(wěn)定的能力。 A2電力系統(tǒng)穩(wěn)定性 電力系統(tǒng)受到事故擾動(dòng)后保持穩(wěn)定運(yùn)行的能力。通常根據(jù)動(dòng)態(tài)過程的特征和參與動(dòng)作的元件及控制系統(tǒng)，將穩(wěn)定性的研究劃分為靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定。 A2．1靜態(tài)穩(wěn)定 是指電力系統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生非周期性失步，自動(dòng)恢復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)的能力。 A2．2暫態(tài)穩(wěn)定 是指電力系統(tǒng)受到大擾動(dòng)后，各同步電機(jī)保持同步運(yùn)行并過渡到新的或恢復(fù)到原來穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式的能力。通常指保持第一或第二個(gè)振蕩周期不失步的功角穩(wěn)定。 A2．3動(dòng)態(tài)穩(wěn)定 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小的或大的干擾后，在自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制裝置的作用下，保持長過程的運(yùn)行穩(wěn)定性的能力。動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的過程可能持續(xù)數(shù)十秒至幾分鐘。后者包括鍋爐、帶負(fù)荷調(diào)節(jié)變壓器分接頭、負(fù)荷自動(dòng)恢復(fù)等更長響應(yīng)時(shí)間的動(dòng)力系統(tǒng)的調(diào)整，又稱為長過程動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。電壓失穩(wěn)問題有時(shí)與長過程動(dòng)態(tài)有關(guān)。與快速勵(lì)磁系統(tǒng)有關(guān)的負(fù)阻尼或弱阻尼低頻增幅振蕩可能出現(xiàn)在正常工況下，系統(tǒng)受到小擾動(dòng)后的動(dòng)態(tài)過程中(稱之為小擾動(dòng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定)，或系統(tǒng)受到大擾動(dòng)后的動(dòng)態(tài)過程中，一般可持續(xù)發(fā)展10s一20s后，進(jìn)一步導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作，使其他元件跳閘，問題進(jìn)一步惡化。 A2．4電壓穩(wěn)定 電壓穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小的或大的擾動(dòng)后，系統(tǒng)電壓能夠保持或恢復(fù)到允許的范圍內(nèi)，不發(fā)生電壓崩潰的能力。無功功率的分層分區(qū)供需平衡是電壓穩(wěn)定的基礎(chǔ)。電壓失穩(wěn)可表現(xiàn)在靜態(tài)小擾動(dòng)失穩(wěn)、暫態(tài)大擾動(dòng)失穩(wěn)及大擾動(dòng)動(dòng)態(tài)失穩(wěn)或長過程先穩(wěn)。電壓失穩(wěn)可以發(fā)生在正常工況，電壓基本正常的情況下，也可能發(fā)生在正常工況，母線電壓已明顯降低的情況下，還可能發(fā)生在受擾動(dòng)以后。 A3N－1原則 正常運(yùn)行方式下的電力系統(tǒng)中任一元件(如線路、發(fā)電機(jī)、變壓器等)無故障或因故障斷開，電力系統(tǒng)應(yīng)能保持穩(wěn)定運(yùn)行和正常供電，其他元件不過負(fù)荷，電壓和頻率均在允許范圍內(nèi)。這通常稱為N－l原則。 N－1原則用于電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析(單一元件無故障斷開)，或動(dòng)態(tài)安全分析(單一元件故障后斷開的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析)。 當(dāng)發(fā)電廠僅有一回送出線路時(shí)，送出線路故障可能導(dǎo)致失去一臺(tái)以上發(fā)電機(jī)組，此種情況也按N－l原則考慮。 A4樞紐變電所 通常指330kV及以上電壓等級(jí)的變電所，不包括單回線路供電的330kV終端變電所。按照國家電力公司頒布的《電業(yè)生產(chǎn)事故調(diào)查規(guī)程》有關(guān)條款及釋義，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行影響重大的220kV變電所是否為樞紐變電所，由其所屬電力公司根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)確定。 A5重要負(fù)荷(用戶) 通常指故障或非正常切除該負(fù)荷(用戶)，將造成重大政治影響和經(jīng)濟(jì)損失，或威脅人身安全和造成人員傷亡等?？筛鶕?jù)有關(guān)規(guī)定和各電力系統(tǒng)具體情況確定。 A6系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線 系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線一般指省電網(wǎng)間或大區(qū)電網(wǎng)間的輸電線 路。大區(qū)電網(wǎng)是幾個(gè)省電網(wǎng)互聯(lián)形成的電網(wǎng)。