巴西大停电事故分析及对中国电网启示-中国电力0830

文章编号：文献标志码：A 巴西2009年11月10日大停电事故分析

及对中国电网启示

吴小辰，周保荣，柳勇军，胡玉峰，赵杰

南方电网技术研究中心，广州510623

摘要：本文介绍了2009年11月10日巴西电网大停电事故过程，分析了导致事故发生的原因，并结合中国电网实际，从网架结构、电力系统三道防线和黑启动方面提出中国电网应当吸取的经验教训和可借鉴的经验。

关键词：巴西大停电；安全稳定；事故分析

The Analysis of Brazilian Blackout on November 10th, 2009 and revelations to

Security for Chinese Power Grid

WU Xiao-chen, ZHOU Bao-rong, LIU Y ong-jun, HU Y ufeng, ZHAO Jie

CSG Technology Research Center, Guangzhou 510623, China

Abstract: The paper discribe the process of brazilian blackout on November 10th,2009 and investigate the reasons causing this blackout. With relation of chinese power gird practice, lessons learned from this blackout was put forward in view of structure of network and three defense lines of power systems as well as black-start.

Key words: Brazilian blackout; Security and stability；analysis of blackout.

0 前言

2009年11月10日晚22点13分(北京时间11日8点13分)，巴西电网发生大面积停电，引起世界关注。本次大停电事件影响巨大，受影响人口约5000万，损失负荷24436MW，约占巴西电网全部负荷的40%。

巴西电网50%以上的负荷主要集中在圣保罗、里约热内卢等经济发达的东南地区，伊泰普水电基地通过远距离大容量、交直流通道向东送至东南负荷中心。为贯彻落实西电东送战略，中国已建成北部、中部和南部3个交直流输电系统，将西部煤电、西南水电送至东部沿海经济发达的负荷中心地区，电网布局与巴西电网有类似之处。

巴西电网大停电事故对中国电网有很好的借鉴意义。本文分析巴西电网大停电事件，理清事故发展和扩大的脉络，剖析事故的根源和暴露的问题，并结合中国电网实际，提出中国电网应从这次大停电事故吸取的经验和教训。

1 巴西电网及伊泰普电站概述

1.1 巴西电网概述

巴西全国已形成南部、东南、中西部、北部和东北部大区互联电网，交流电压等级繁多，主要的电压系列有765kV、525kV、440kV、345kV、230kV 及138kV。

巴西电源以水电为主，负荷分布很不均匀，负荷中心集中在东南电网。2008年巴西水电装机比例为全部装机的87%，东南电网负荷约为全网负荷的56%。

巴西电网是一个事故频发的电网，1996～2004年期间有16次负荷损失超过1000MW的事故，其中有2次事故负荷损失超过20000MW。虽有自然环境因素，但其装备和管理水平还有待提高。

1.2 伊泰普电站概述

2 第3卷

伊泰普水电站(Itaipu) 由巴西和巴拉圭两国共建、共管，装机容量14000MW，分为2组，每组10台700MW机组。一组发电机以巴拉圭电网的额定频率50Hz运行，通过两回±600kV直流（单回额定容量3150MW）外送至东南电网。另一组发电机以巴西电网额定频率60Hz运行，通过3回非同杆并架765kV线路输送到东南电网，全线长约900km，其中765kV Ivaipora 变电站通过525kV线路接入南部和东南电网，形成765kV和525kV的电磁环网。伊泰普送出工程具体接线示意图见下图。

巴西中部500kV电网，再

联入巴西东南圣保罗地区

电网

图1 伊泰普电站输电网络示意图

Fig. 1 Itaipu hydropower transmission network scheme

2 事故前系统运行方式

事故前全系统负荷60775MW，其中中西/东南部电网负荷为38237MW。事故前各分区电网负荷及主要断面交换潮流如图2所示。

事故发生前巴西电网潮流总体流向为从南向北。

南部电网通过交流送东南/中西电网3010MW，其中Bateias～Ibiuna 2回525kV线路潮流1285MW，Londrina～Assisi 1回525V线路潮流662MW，765kV Ivaipora变电站3台主变

接纳上网潮流1063MW。

图2 故障前巴西各地区电网潮流交换（单位：MW）Fig.2 Brazil power exchange between regional network

before disturbances.

伊泰普水电站50Hz系统和60Hz系统各开9台机，通过直流外送5328MW，通过765kV交流外送约5466MW(该通道N-1外送极限为6300MW，N-2外送极限约5800MW）。

东南/中西电网接纳伊泰普交流通道及南部电网电力共计约8476MW（该断面N-2极限为9200MW），向北部和东北电网送潮流2773MW。故障前，圣保罗地区440kV电网水电出力约7300W，伊泰普直流受端Ibiuna换流站一台+330～-220Mvar的调相机检修，换流站动态无功支撑能力有所下降。

总体看，故障前巴西电网各断面潮流满足安全稳定准则，电压水平合理，主干网送电通道能够承受失去双回路的故障扰动。

3 事故过程

与美国8.14事故不同，本次巴西大停电事故是一个典型的暂态功角失稳事故，系统大约在8秒左右崩溃（以伊泰普直流全部闭锁，受端电网大量负荷损失为标志）。整个事故过程大致可划分为四个阶段[1-3]。为叙述清楚，下文各种短路故障发生时间及保护、安稳等动作时间均以第一个故障发生时刻为参考时间坐标的零点。

3.1 事故起始阶段

事故当日22:10～22:20期间Itabera开关站近区