印度大停电事故分析与启示-电网智囊团

• 事故发生前因计划、检修等五种原因大量线路长期停运，运行网架薄 第一阶段 弱。
• 事故发生前，北部电网一台25万千瓦机组跳闸，另外，因潮流过重， 220kVBadod(西部)-Modak（北部）等线路方向过流保护动作跳闸，
第二阶段 潮流转移。
• 低电压、大电流导致线路的距离Ⅲ段保护动作，400kV Bina第三阶段 Gwalior I线跳闸。
7.31大停电事故过程西部电网和其余电网频率变化
Mumbai(孟买) 位于西部电网
Kanpur(坎普尔) 位于北部电网
P36
第二次故障的恢复过程
东北部电网全部恢复
7月31日19:30
北部电网恢复80%， 东部电网恢复58%。
7月31日21:30
7月31日17:30
新 德 里 恢 复 48% 供 电 ， 北 部 电 网 恢 复50%， 东 部 电 网 恢 复40%， 东 北 部 电 网 恢 复 78% 。
4800万千瓦
东北电网
在解列后的一分钟内，北部、东部 及东北电网又有四十余条线路相继 跳 闸 。 电 网 频 率 降 至 48.12Hz ， 切 负荷不足及低频切机又切除部分机 组，使情况进一步恶化，最终导致 三网崩溃，损失负荷4800万千瓦。
东部电网
二、印度两次大停电事故分析
2.2 7.31大停电事故
个区域电网，印度28个邦中 的22个邦 约 4800 万 千 瓦 供 电 负 荷 、 超过6亿人口受到影响，是 世界范围内影响人口最多的 大停电事故。 发生事故后约20小时，三个 区域电网基本恢复供电。
二、印度两次大停电事故简介
2.2 7.31大停电事故
7.31 大 停 电 过 程 概 述
印度国调与5大区域调度 是平级的部门，彼此之间只有 工作协调关系、而无上下级指 挥关系，国调对区域调度的管 制力很弱。
国调（含区域调度）与邦 电力调度中心也只是业务指导 关系。一旦出现矛盾，只能由 电监会协调，国调（含区域调 度）没有权利限电。
国调 区调 邦调
7
一、印度电网概况
1.5保护配置情况
主保护 载波通讯
16:30
时间（7月30号）
9:30
紧急调度不丹水电，东部西部支援北部 德里地铁、总理供电， 其余受影响地区恢复了70%的电力供应
21:30
北部电网恢复正常
二、印度两次大停电事故分析
2.2 7.31大停电事故情况
7.31大停电事故概况
7月31日下午13：02 印度北部、东部、东北部三
机组跳闸
北部电网、东部 电网和东北部电 网频率和电压异
常
第二次故障过程
联络线功率增加， 三段距离保护动 作切除联络线
西部电网与东 部电网解列
北部电网与西 部电网解列
东部电网 内部振荡
自动装置切负荷 量不足，低频切
机进一步恶化
北部电网、东部电网 和东北部电网崩溃
孤岛方案
印度北部电网的Narora 核电厂、Badarpur火电厂、Dadri 燃气电 厂和Faridabad 燃气电厂由于孤岛运行策略及带厂用电等原因，在事 故后仍然保持运行。 1.孤岛方案下运行时，发电机必须投入调速器。 2.所有的控制区域应当按照低频减载作为第一道防线。只有低频减载 失效，频率继续下跌至危险的水平时，才会考虑将孤岛运行作为最后 的手段。 3.孤岛方案应该是一种双层方案。假定电网频率为47.9Hz，孤岛的组 成包括一台以上的发电机组和之前识别出的电网负荷。但是，如果在 实际孤岛系统形成后，频率继续下降到47.7Hz，孤岛系统将会分解成 为更小的孤岛电网，由单台发电机与原电网负荷组成。 4.预设孤岛区域的发电-负荷平衡定值需要随季节的变化加以修正，需 要按季度对相关参数进行调整，并考虑到电网网架结构的变化。 5.医院等重要负荷应尽量纳入孤岛系统中来。 6.开始研究德里地铁与印度铁路系统的孤岛运行可行性。
二、印度两次大停电事故分析
2.1 7.30大停电事故
7.30大停电事故概况
7月30日清晨2：30 印度北部电网，9个邦 影响负荷约3600万千瓦，
影响人数约3.7亿（占印度 总人口约30%）。 停电发生19小时后，电网 基本恢复正常，电网负荷 恢复到3000万千瓦的水平
二、印度两次大停电事故分析
印度共有5个由邦电力局组成的区域级电力局，负责协调和 管理区域内不同邦之间的输电线路维护和运营事务。
配电
各邦设有邦电力局/邦输电公司，负责邦内输电事业的 发展和运营。
印度各邦自主权很大。中央政府的政策是鼓励竞争和 私有化。
一、印度电网概况
1.4调度管理模式
印度实行国家、区域和邦 级以及邦内各地区4级调度管 理。
电网建设滞后：电力短缺在8%左右， 高峰时段为12%；2011年，2.89亿 居民无法正常使用电力。
一、印度电网概况
1.3电网管理体制
发电
中央和邦政府共同指导国家火电和水电公司运作， 负责大型发电项目的规划、建设和运营等。
管理 体制
输电
印度电网公司在中央政府管理机构的指导下负责跨邦输 电线路的建设和运营。
8月1日16:00
7月31日20:30 北部和东部电网已恢复98%供电
新德里全部恢复
关键通道线 路退出
第一次故障过程
潮流大范围转移， 三段距离保护动 作切除重载线路
北部和西部电网 解列运行
北部电网自 动装置切负
荷量不足
北部电网与东部 电网解列，损失 大量功率来源
北部电网频率 偏低系统崩溃
潮流进一步转移 引发线路跳闸并 导致北部和东部 电网发生振荡
2.1 7.30大停电事故
• 事故发生前因计划、检修等五种原因大量线路长期停运，运行网架薄弱。 第一阶段
7.30 大 停 电 过 程 概 述
• 事故发生前几小时内，潮流过重，使220kV Badod(西部)-Modak（北部） 第二阶段 等线路跳闸（可能为方向过流保护动作），潮流转移。
• 低电压、大电流导致线路的距离Ⅲ段保护动作，400kV Bina-Gwalior I线 第三阶段 跳闸，系统失稳。
第三阶段：关键事件
13:00:13潮流转移，低电压、大电流导 致400kVBina-Gwalior线距离Ⅲ段保护 动作，线路跳闸。
第四阶段：事故发展
13:00:13并列的三条220kV线路及两条 132kV线路因重载跳闸。
第四阶段：事故发展
Gwalior地区脱离西部电网，并入 北部电网；
北部电网同西部电网间所有联络线 均断开，西部电力通过东部电网转 送北部电网。
• Jamshedpur-Rourkela I线、II线等跳闸后，北部电网和主网发生振荡，线 路保护振荡不闭锁，造成大量联络线距离Ⅰ段、Ⅱ段及方向过流保护动作
第四阶段 跳闸，北部电网孤立。
• 低周减载切负荷量不够，导致北部电网崩溃。
第五阶段
事故前五大区域电网发电、负荷情况
北部 发电：32636 MW 负荷：38322 MW
一、印度电网概况
1.6通信自动化情况
RTU布点少：调度中心状态估计的结果不可信， 因为没有足够可用的RTU数据。 WAMS未推广：目前只有9个PMU安装在北部电网， 3个安装在西部电网。 电网安全分析软件落后：各调度中心的调度自动 化系统只有SCADA/AGC功能，没有高级应用功能。 且无用于控制区域联络线计划的AGC。 无专用的通信网络：控制中心与发电厂站之间没 有专用的电信设备，如果发现异常情况，需要通 过公用网络或者租用的通信网络通知厂站。
二、印度两次大停电事故分析
2.1 7.30大停电事故
7.30大停电事故过程北部电网和其余电网频率变化
Mumbai(孟买) 位于西部电网
Kanpur(坎普尔) 位于北部电网
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第一次故障的恢复过程
首都新德里恢复了40%的电力供应， 北部电网恢复了至少60%的电力供应
10:00
北部电网恢复了85%的电力供应
东电西送
能源中心
资料表明：印度煤 炭和水电主要集中 在东部和东北部区 域。负荷中心分布 在北部、西部和南 部，潮流以东电西 送为主。
一、印度电网概况
1.2装机容量
印度总发电装机容量为2.03亿千瓦， 火电约占总装机容量的66.3%，水 电约占19.2%，核电和其他可再生 能源分别占2.4%和12.1%。
纵联距离 保护
反时限方向 过流保护
用于高压长 线路
过电压 保护
三段式 阻抗保护
反时限方向 零序过流 保护
距离元件与 纵联距离共 用
在国内距离保护I、II 段一般经振荡闭锁， 即在系统发生振荡的 过程中，相应的距离 保护被闭锁，不会出 口跳闸，而国外很多 电网应用则是系统发 生振荡时开放距离保 护，可能会造成这种 工况下的距离保护误 动。
第四阶段：事故发展
02:33:13 220kV Bhinmal-Sanchor线路Ⅰ段 距离保护跳闸；400kV Agra-Gwalior线路停 运 ；至此，连接北部电网与西部电网的交流线 全部退出运行（红色曲线为界），西部电力通 过东部电网转送北部电网。
第四阶段：事故发展
02:33:13 由于低电压大电流，JamshedpurRourkela双线Ⅲ段距离保护动作，线路跳闸 。
第二阶段
事故发生前几小时，因潮流过重，西 部电网与北部电网联络线400kV Zerda-Bhinmal、 Zerda-Kankroli方 向过流保护动作，线路跳闸。。
第二阶段
12:50 北部电网Rajasthan邦一台25万 千瓦机组跳闸
第二阶段
12:58 因潮流过重，西部电网与北部电 网联络线220kV Badod-Modak线及 Badod-Kota线方向过流保护动作跳 闸。。
东北部电网 发电：1014 MW 负荷：1226 MW
不丹 1114 MW
西部电网 发电：32612 MW 负荷：28053 MW
南部电网
东部电网 发电：13524 MW 负荷：13179 MW
第一阶段
因计划停运、检修工作、高压跳闸、 强制停运、控制高电压五种原因大量 线路长期停运，运行网架薄弱。 400kV以上电压等级线路合计停运47 条，其中跨区联络线3条。
• Jamshedpur-Rourkela I线、II线等跳闸后，系统发生振荡，振荡中 心在东部电网，线路保护振荡不闭锁，造成大量线路距离Ⅰ段、Ⅱ段
第四阶段 及方向过流保护动作跳闸，西部电网孤立。
• 低周减载切负荷量不够，导致东部、东北部、北部电网崩溃。 第五阶段
事故前五大区域电网发电、负荷情况
北部电网 发电：29884 MW 负荷：33945 MW
第四阶段：事故发展
第五阶段：事故结果
西部电网带东部电网Ranchi站、 Rourkela 站母线孤网运行。
解列后西部电网的频率突升至 51.4Hz ， 切 除 部 分 机 组 后 频 率 稳 定在51Hz，并最终保持运行。
Ranchi站、 Rourkela 站母线
北部电网
第五阶段：事故结果
北部与东部电网互联情况 1 回765kV交流 11回400kV交流 1 回220kV交流
西部与东部电网互联 情况 6回400kV交流 3回220kV交流
东部与东北部电网互联 情况 2回400kV交流 2回220kV交流
南部电网通过直流与东部 电网和西部电网异步互联
一、印度电网概况
1.1电网结构
负荷中心
印度两次大停电事故分析与启示
目录
1 印度电网概况 2 印度两次大停电事故分析 3 大停电事故暴露的问题 4 对国内电网的启示
一、印度电网概况
1.1电网结构
印度国家电网公司下辖五个区 域电网，即北部、东部、东北部、 西部和南部区域电网。
北部与西部电网互联情 况
2条500kV直流 4回400kV交流 4回220kV交流
Gwalior
13:00:13 低 电 压 大 电 流 导 致 Jamshedpur-Rourkela 线Ⅲ段距离保 护动作切除。
第四阶段：事故发展
振荡中心在东部电网，13:00:19 ， 由于保护振荡不闭锁，ranchi和 rourkela站的大量线路跳闸，13： 0：20，西部与东部、北部、东 北部电网解列。
不丹国 1127 MW
东北部 发电：1367 MW 负荷：1314 MW
西部 发电：33024 MW 负荷：28053 MW
南部电网
东部 发电：12452 MW 负荷：12213 MW
第一阶段
因计划停运、检修工作、高压跳闸、强制停运、 控制高电压五种原因大量线路长期停运，运行 网架薄弱。400kV以上电压等级线路合计停运 47条，其中跨区联络线4条。
第四阶段：事故发展
02:33:15 北部电网和主网发生振荡，振荡中心 位于东部—北部联络线上，线路保护振荡不闭 锁，造成大量联络线距离Ⅰ段、Ⅱ段及方向过 流保护动作，线路跳闸，北部电网孤立。
北部电网
第五阶段：事故结果
西北部部—电东网部解—列东后北有部58电0万网左频右率功突率升缺至额， 5低0.频92减H载z，装切置除未3切34除万足机够组负后荷频导率致稳崩定溃在， 5损0.失6H负z荷3600万千瓦。
第二阶段
事故发生前几小时，因潮流过重，导致西部电 网与北部电网联络线220kV Badod-Modak、 220kV Badod-Kota等交流线路跳闸（可能为 方向过流保护动作）。
第三阶段：关键事件
02:33:11低电压、大电流导致400kV BinaGwalior I线距离Ⅲ段保护动作跳闸，系统失稳。