面向風險的電力系統穩定標準對比分析

杜有前(湖北華電襄陽發電有限公司 湖北 襄陽 441000)

隨著我國經濟社會的不斷發展，全社會的用電需求也在與日俱增，伴隨而來的就是電網建設規模和建設步伐的不斷加快，一大批新型的輸電技術得到廣泛運用，這些都在一定程度上加深了我國電力網絡的復雜性，也對我國電力系統的風險防控和穩定評價工作提出了新的更高的要求和挑戰。從近年來全國以及全世界范圍內所發生的大規模停電事件中我們可以看出，我們的電力系統以及電網運行的安全性和穩定性還存在著這樣那樣的缺陷和薄弱環節。因此，必須進一步加強電力系統穩定評價工作，深化穩定評價標準對比分析，采取切實可行的措施防控電力系統風險，避免大規模停電事故的發生，保障我國電力系統的安全性、穩定性。

1 我國電力系統穩定評價標準分析

1981年頒發的《電力系統安全穩定導則》，是我國電力系統安全穩定評價的主要標準，三十多年來，它為我國電力系統的安全穩定運行提供了基本遵循，為科學規劃設計電力網絡結構提供了重要參考，為進一步建立健全電力企業行業標準發揮了指導性作用，也為深化電力系統穩定評價工作以及風險防控工作提供了根本依據。

該導則從我國電力系統常見故障類型、嚴重等級等多個方面出發，明確了三個安全評價標準等級及其所包含的故障類型，每個等級在風險因素、故障發生概率等方面均存在差異性。具體來說，在第一等級，主要包括了發生發電機、變壓器、輸電線路等機械性故障，這類故障在我國電力系統中比較常見，但是其危害性較小，總體來說在可控范圍之內，在這種情況下一般要求電力系統保持當前的穩定運行狀態，不得隨意變更各項參數;在第二等級，主要包括了母線故障、同塔線路跳閘等，這類故障雖然發生概率偏低，但是一旦發生危害性很大，勢必會嚴重影響我國電力系統的運行，這種情況下，就必須及時調整系統負荷，從而保證其穩定性;在第三等級，主要包括了開關拒動等復合型故障，此類故障發生概率極低，但是所導致的后果非常嚴重，極有可能對電力系統造成毀滅性破壞，因此，必須采取有效措施，避免出現系統崩潰現象，防止負荷出現嚴重損失。

2 其他國家電力系統穩定評價標準分析

2．1美國的電力系統穩定評價標準。在電力系統穩定評價工作方面，美國制定了《輸電系統規劃性能準則》，其與我國的《電力系統安全穩定導則》有著異曲同工之妙，同樣是通過劃分等級的方式對各類電力事故進行判斷分析并采取有針對性的應對措施，從而保證電力系統能夠安全可靠運行，避免各類事故的發生。與此同時，TPL－001－4準則，對科學規劃電力系統、明確相關職能等做出了深入闡述和系統安排，對電力系統安全穩定標準、電網規劃、風險評估等提出了更為詳細的要求，對原有的四級穩定標準進行了創造性變革，結合最新的電網規劃和事故校驗標準開展評價。

2．2英國的電力系統穩定評價標準。結合電力系統運行的實際情況，英國制定了《國家輸電系統安全與供電質量標準》，將電力系統劃分為海上輸電系統和陸上輸電系統兩大類，并從運行、接入、設計等方面針對兩套不同的系統設計了個性化的運行標準和設計標準。

英國的SQSS標準按照不同的電力系統運行情況，分別制定了正常運行準則和條件運行準則。在正常運行準則下，電網處于正常運行狀態，當發生線路、發動機、母線等故障時，對系統線路負荷切除的限值進行明確規定，并要求系統必須保持當前的運行狀態，避免相關設備和各項參數出現過載以及超限情況。針對單一元件故障，該標準依據不同的負荷大小明確規定了不懂的負荷切除量。

2．3印度的電力系統穩定評價標準。印度采用《輸電規劃標準指南》，對電力系統規劃和可靠運行進行規范標準指導。印度是一個大規模停電事件易發的國家，這在一定程度上說明了該國電網的脆弱性，已經遠遠無法滿足日益增長的經濟社會發展的需求。因此，對現有的指南進行調整修訂勢在必行。

該指南將電網運行分為N－0、N－1、N－1－1等三種情況，并分別提出了相應的穩定標準。其中，在N－0請款下，電網無故障，西宮正常運行。在N－1情況下，變壓器、線路等設備發生單一元件故障，系統在穩態和暫態下應滿足的要求。穩態下系統保持正常穩定運行，不發生切機切負荷;暫態則要求系統需承受主網單回線路的永久性故障、直流單極故障、單臺發電機停運等故障形式所帶來的不良影響。在N－1－1情況下，在發生N －1的情況的基礎上，同時出現單回主網線路故障，在這種狀態下，必須切除負荷，以便系統能夠過渡到新狀態。

3 面向風險的穩定標準評價構建

3．1充分關注系統初始運行情況。我國的《電力系統安全穩定導則》在設定標準的過程中，只對正常情況下所發生的故障造成的系統影響進行了分析。但在實際運行過程中，考慮到電網運行方式的千差萬別，發生同一類型故障時多造成的系統影響也會不一樣。需要特別指出的是，美國的TPL－001－4準則將發生故障的情況與開關拒動、繼電保護裝置失靈等情況緊密聯系起來，從七個不同的事故等級進行劃分，在實際的電力系統運行中更具有可操作性。因此，開展穩定評價工作和風險防控工作必須充分考慮系統初始運行情況，以便不斷提高穩定評價標準的有效性和精確性。

3．2將事故指標進行具體量化。我國的《電力系統安全穩定導則》在負荷切除量以及最大切除時間等方面缺乏明確的規定，僅僅要求在發生N－1故障的情況下，不得切除負荷，在第二、第三級標準下避免系統崩潰且最大限度降低負荷切除量。因此，從電網穩定運行和防控風險的角度出發，必須對相關事故指標進行具體量化，對事故評價標準進行統一，不斷提高評估工作的有效性和說服力。

3．3綜合多角度因素進行校驗。通過分析近年來發生的嚴重電力事故，我們可以發現，導致事故發生的原因是多種多樣的，既有電力系統內部自身的原因，也有外部環境因素所造成的影響。我國的《電力系統安全穩定導則》在校核事故類型方面主要包含電力系統的主要設備，并對開關拒動、繼電保護裝置失靈等機械性故障原因進行了重點分析，這具有一定的局限性。開展穩定評價工作和風險防控工作，必須從多個角度、多重因素進行綜合考量，不斷提高系統風險和薄弱環節識別的準確性和全面性，進一步提高針對不同事故類型所制定的具體風險應對措施的可操作性和時效性，促進電力系統安全運行水平邁上一個新臺階。

4 結語

電力系統穩定評價標準包含了常見故障類型，并針對不同故障類型提出了具體運行要求。對比分析這些標準規范，可為我國電力系統開展穩定評價工作和風險防控工作提供積極有效的參考。本文圍繞事故量化指標、發生故障元件等方面，深入分析對比中、美、英、印等四國的穩定評價標準，同時，結合結合各國標準的優點，從電網風險分析和安全穩定運行的角度提出了具體的改善意見。