电力系统安全性与稳定性概述.

如何保证电力系统安全性： 规划和设计阶段： ①电力系统发展规划应与负荷增长相适应，并 有足够备用。 ②合理设计系统结构，使电力系统具有足够的 抗干扰能力。 ③合理选择电力元件，保证设备质量。 运行管理阶段： ①及时维护系统内各种设备，保证其完好性。 ②优化电力系统的运行结构和参数。
N－1安全准则： 判定电力系统安全性的一种准则。又称单一故障 安全准则。按照这一准则，电力系统的N个元件中的任 一独立元件（发电机、输电线路、变压器等）发生故 障而被切除后，应不造成因其他线路过负荷跳闸而导 致用户停电；不破坏系统的稳定性，不出现电压崩溃 等事故。当这一准则不能满足时，则要考虑采用增加 发电机或输电线路等措施。 N－1原则与可靠性分析相比较，它的计算简便， 不需搜集元件停运率等大量原始数据，是一种极为简 便的安全检查准则，在欧美一些电力公司得到了广泛 应用。 判断线路是否过负荷，通常使用线路发热条件的 载流量极限值。 局限性：需要量化评价时，须引入可靠性计算。
主要不足之处
– 认为所有的扰动具有相同的发生概率和相同程度的 后果
发展方向：基于风险的安全性评估
– 考虑运行方式和事件发生的概率，定量分析和研究 系统的风险 – 对电力系统面临的不确定性因素，给出可能性与严 重性的综合度量。
电力系统安全分析与控制的主要内容 ： 电力系统调度要实行“事故预想”制度。这是根 据已有知识和运行经验设想：电力系统运行在某一情 况下出现异常情况时应如何处理；在另一种运行情况 时出现异常又该如何处理，等等。但人工预想的事故 只能是少量的，偏重于预想反事故措施。它对当前系 统运行状态的安全水平很难做出全面的评价。 在电子计算机应用于电力系统调度之后，用计算 机代替人工事故预想，对电力系统进行安全监视 (SM， Security Monitering)和安全分析(SA，Security Analysis)并提出安全控制对策，把电力系统调度自 动化推向了能量管理系统(EMS)阶段。一般说来，电 力系统安全分析与控制的主要内容包括以下几个方面。
安全性、稳定性、可靠性的关系
稳定：指电力系统可以连续向负荷正常供电的 状态。保证稳定是电力系统安全运行的必要条件。 不稳定后果：系统崩溃。 安全：指运行中所有电气设备必须在不超过它们 允许的电压、电流和频率的幅值和时间限幅内运行。 不安全的后果：设备损坏。 安全性：表征系统短时间内抗干扰能力，属运行 范畴。
在我国，《电力系统安全稳定导则》（DL755-2001） 规定了保证电力系统安全稳定运行的基本要求、 安全稳定标准及安全稳定的计算方法。 其中： N－1安全准则：正常运行方式下的电力系统 中任一元件无故障或因故障断开，电力系统应能 保证稳定运行和正常供电，其它元件不过负荷， 电压和频率均在允许值范围内。 应用：静态安全分析（单一元件无故障断开） 动态安全分析（单一元件故障后断开的稳定 性分析） 某些多个元件同时退出运行的事件也要考核。
可靠性是系统设计和运行的总体目标 为保证可靠性，系统绝大部分时间必须是安全的 为保证安全性，系统必须是稳定的，同时必须对其 他不能归类为稳定问题的偶然事件是安全的，如设 备损坏、杆塔倒塌或者人为破坏等
不存在绝对安全的电力系统。
电力系统中目前的安全性分析基于确定性方法
– 设计和运行时要求系统能够承受一系列正常扰动—N －1准则。 – 比正常扰动更严重的扰动依靠切机、切负荷以及解 列等紧急控制措施。
可靠性：长时间连续正常供电的概率，属规划 范畴。 是对电力系统按可接受的质量标准和所需 数量不间断地向电力用户供电能力的度量。 广义可靠性：包括充裕度和安全性二方面。 充裕度（ adequancy，也称静态可靠性）：指电力 系统维持连续供给用户总的电力需求和总电 量的能力，同时考虑到元件的计划停运及合 理的期望非计划停运。表征电网的稳态性能。 安全性：动态的可靠性。
电力系统运行的安全水平： 可以理解为系统承受偶发性事故冲击而不致破坏 的能力。在实际运行中，一般用安全储备系数和干扰 出现的概率确定一个电力系统当前的安全水平。 ①与事故概率有关。 ②与其是否有足够的安全储备有关。 安全储备可以理解为备用容量 ，包括有功备用、 无功备用和线路传输能力备用等。 备用容量能否发挥作用与电力系统的运行方式 有密切关系。
③紧急状态：能满足全部负荷但已出现支路或 电压越限。若及时采取安全校正措施，系统可以回 到警戒状态或正常状态；否则可能导致系统瓦解。
④瓦解状态：全部三类条件破坏，不能满足全 部负荷需求。采取紧急控制防止事故扩大，过渡到 恢复状态。 ⑤恢复状态：事故不再扩大，网络元件越限解 除，但许多用户尚未恢复供电，通过恢复控制，使 系统回到正常状态。
①
Fra Baidu bibliotek恢复 控制
正常状态 ECR
预防 控制
⑤恢复状态 E*CR*
紧急 控制
②警戒状态 ECR*
安全 校正
④瓦解状态 E*C*R*
③紧急状态 EC*R*
①正常状态：满足全部三类条件，能满足全部 负荷又没有越限，而且能承受预想故障的冲击。
②警戒状态：能满足全部负荷又没有越限，但 承受不了预想事故的冲击。若针对预想故障采取预 防性控制，系统可以回到正常状态。
电力系统安全性与稳定性 Power System Security and Stability
2011年秋季·研究生课程
第一章电力系统安全分析
主要内容
安全性、稳定性、可靠性概念 N-1安全准则 预想事故分析 安全约束调度
一、概述 电力系统安全性： ① 指电力系统突然发生扰动(例如突然短路或 非计划失去电力系统元件)时不间断地向用户提供 电力和电量的能力； ②指电力系统的整体性，即电力系统维持联合 运行的能力。 电力系统安全运行应满足以下三类条件： ①系统负荷需求（用E表示） ②运行约束（无潮流和电压越限，用C表示） ③可靠性约束（预想事故分析，用R表示） 针对这三类条件电力系统可分为五种状态：
① 安全监视 利用电力系统信息收集和传输系统所获得的电力 系统和环境变量的实时测量数据和信息，使运行人员 能正确而及时地识别电力系统的实时状态。 电子计算机自动校核实时电流或电压是否已到极 限。校核项目包括母线电压、注入有功和无功功率、 线路有功和无功功率、频率、断路器状态及操作次数 等。如果校核的结果是越限则报警，如果逼近极限值 则予以显示。