国内电力系统紧急减负荷现状分析

国内电力系统紧急减负荷现状分析

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范东君1,吴兴扬2

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（1．河海大学商学院，江苏南京,211100 ；2．河海大学能源与电气学院，江苏南京,211100）

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摘要：内电力系统紧急减负荷为调研对象，对国内电力系统安全稳定准则概况进行了调研综合分析。从国内第二道防线中的安控减负荷以及第三道防线中的低频减负荷、低压减负荷等三个方面，对国内紧急减负荷现状进行了阐述与分析。最后对我国特高压交直流电网的紧急减负荷提出了建议。

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关键词：紧急减负荷；安全稳定准则；安控切负荷；低频减负荷；低压减负荷中国论文网9DYZwNq,D

0 引言中国论文网/d0s#`2xO4M)H

美- 加“8·14”、意大利“9·28”及西欧“11·4”等大停电中国论文网"LQf*O5Nfe&~}E

事故之后，世界各大互联电网和多个国家均对可靠的电力供应

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提出了越来越高的要求。任何一次大停电都可能带来巨额的经

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济损失，严重影响人们的日常生活和生命安全。紧急减负荷作为

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国内电力系统紧急控制措施的重要组成部分，是保证互联电网

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安全稳定运行的一种经济、有效的方法。国内紧急减负荷措施包

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括第二道防线中安控减负荷以及第三道防线中低频/ 低压减负

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荷。本文从国内电力系统安全稳定准则这一中心层面出发，对安

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控减负荷、低频减负荷、低压减负荷分别进行分析。中国论文网-F:N"jOy:PV

1 国内电力系统安全稳定准则

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我国在借鉴国外针对大事故制订的安全准则的同时，结合

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自身的实际情况，制订了相关技术管理规范。这些技术管理规范

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详尽地阐述了安控装置切负荷的作用、安控系统的控制策略；中国论文网3H,t6Mys

自动低频减负荷装置配置整定的基本要求、整定计算的基本内中国论文网4\$u r![$h2tx4[m"e

容和目的、基本假定和方法；自动低压减负荷的基本原则、自动

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低压减负荷装置的配置与整定；调度负荷控制措施等。不同于中国论文网z O9v0?uk

其他导则，2011 年9 月出台的599 号令，它以法律的形式规范中国论文网-o"}+]2y_fx

了对电力安全事故的调查处理，加强了对电力安全事故的应急中国论文网e_KZ`8D

处置工作，明确了以电网减供负荷量或停电用户数等作为主要中国论文网w!Z0i'VRJ

评定指标的事故等级划分标准。599 号令出台后，电力企业更中国论文网"FQ(OiS#I`

加重视事前的风险分析与评估，文献[3] 提出了稳控策略过程

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中利用风险评估对控制措施进行评价筛选的方法，具体阐述了中国论文网'_!V bc%P;K(O'h$W

599 号令中相关规定对于稳控切负荷策略的影响及应对办法。

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2 国内安控切负荷应用现状

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国内安控切负荷主要解决如下问题：1. 暂态稳定问题；中国论文网FQ%QG HE Ld(w

2. 热稳定问题；3. 电网频率和电压稳定问题；4. 静态稳定问题。中国论文网,BE2C|([6q1N O

国内目前在有关搜索临界切负荷量的最小切负荷控制的研究已中国论文网
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经取得了很多成果。目前计算最小切负荷的方法有直流潮流计中国论文网 J6Ic%{ii V

算方法、用于电网规划的计及发电机出力调整的区间最小切负

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荷法等。目前国内的切负荷量分配原则大致可以分为以下几种：

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寻找最优组合切除原则；按功率大小切除原则；按轮次不同优

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先级的执行站负荷依次切除原则等。安控切负荷控制策略表的

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形成方案有3 种：a) “离线预决策，实时匹配”b)“在线预决策，中国论文网:ME0R.o+?tL

实时匹配” c) 在线实时计算出控制措施和控制量。国内大都认

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为“在线预决策”控制方式是目前比较可行的稳定控制方式，通

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过“事故 预想、实时匹配”的技术实现电力系统自适应、优化和

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协调的稳定控制，相比传统的离线控制策略表的控制方式具有

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优越性，但由于可靠性等原因获得实际应用的尚不多见。

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随着1000kV 交流、±800kV 直流乃至±1000kV 直流工程

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的建设投运，中国将形成特大规模特高压交直流混联电网[8]。

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高压直流输电系统在电力系统大功率潮流输送、大区电网互联

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中得到广泛应用。如何利用改变直流系统的输送功率来减少切中国论文网+GN4xd{,S

负荷量，将故障对地区电网的影响降到最低，是目前较为关注的

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问题。

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3 国内低频减负荷应用现状中国论文网g%ae4_:og5L

在电力系统发生事故出现较大的有功功率缺额时，系统频中国论文网!VH4GQF\.S7p

率将会降低到不允许程度，从而破坏系统的安全稳定运行，这中国论文网tVVL~0k4ET

时，必须借助其它控制措施才能保证系统的安全稳定运行，这中国论文网/Pv'nxf

时，必须借助其它控制措施才能保证系统的安全稳定运行。为了

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保证电网安全和对重要用户的供电，启用低频减负荷控制，有选中国论文网-s S!b:A4F0d+I

择地切除部分负荷成为系统稳定控制的必要和最后选择。不能

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解决频率控制的问题，新能源的普及应用将会受到限制，将制约中国论文网\9`+F4{$Lh%~n

我国智能电网的发展。中国论文网 X)PGxQjM

电力系统的自动低频减负荷方案，应由系统调度部门负责中国论文网j
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制定并监督其执行，调度部门应定期及当系统调节有重大变动

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时，对其进行重新审定。为了积累经验，应做好每次重大有功功中国论文网_0cb$hin)FC

率缺额事件或事故后的分析总结工作。各级供电部门应负责按

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方案要求具体实施。中国论文网6Ii4r.JZ.[

目前国内的低频减负荷装置通常采用单机集中带负荷的简中国论文网(CDV.r`8wH

化模型进行静态分析，即根据装置安装节点处频率的下降情况

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分轮次有选择性动作，逐级减负荷，以适应各种故障造成的不同

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功率缺额。这些装置大都采用了频率、电压独立配置。分别用于中国论文网8h*?"Ba r"iU){2rP

反映电力系统中出现的有功缺额或无功不足，基本上都采用了中国论文网
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基本轮+ 特殊轮的配置模式。除短路或异常闭锁判据略有差异

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之外，动作判据基本相同。中国论文网b/c*jYE{mvd!r^

我国各地区的定值整定方案由于各地区低频减负荷装置和中国论文网&e0O u`jY

负荷水平等因素的影响，差别较大。从文献[12] 可知，2009 年

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时全国互联系统中各大区电网及新加入联网的省网仍按照联网

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以前孤立网运行时的低频减负荷方案运行，且各电网低频减负中国论文网&zR'?;B#JZI]

荷方案差别较大。中国论文网RwIx9mSYV9U

4 国内低压减负荷应用现状中国论文网}5_s!?pT

相比于国外，低压减负荷在国内电力系统中得到了更为广中国论文网|$^ i[k

泛的应用和研究。在配置低压减负荷措施时，必须考虑与系统中中国论文网HAu1NXs-y-V

已有的自动低压/ 振荡解列、低频减负荷等措施的协调配合。低中国论文网-P%@L V*f]/C0]

压减负荷配置的参数选择，需根据系统的不同情况和系统需要中国论文网XW)mrB6f$]/R

进行综合协调，择优选取。中国论文网 ` }2E4T.z B.y

目前我国许多地区均在使用低压减负荷措施，如福建、宁夏

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和甘肃等地。华东四省一市2009 年已开始在部分站点加装低压

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减负荷，其中江苏的该类装置主要集中在无功相对缺乏的苏南

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地区，其他各省市也已在部分地区试点加装了部分低压减负荷

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装置。不过，在低压减负荷装置安装地点的选择、具体的定值整

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定以及低频减负荷的协调配合方面，均存在改进和深入研究的

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必要。中国论文网AtoX ]+VR

随着基于全球定位系统（GPS）的PMU 的逐步推广和WAMS 的中国论文网(w |(V fu9W?0{

形成、扩展等面积法则的日益发展与实用化以及计算机并行处中国论文网y@1QKHr'K

理技术的发展，将为互联电网的稳定运行监视、电网性能动态监

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视、协调保护提供更有效的手段。因此，研究新一代UFLS/UVLS

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控制装置，使其朝着实时性、在线化、智能化以及对大型电力系中国论文网H(CSu5p

统实施更可靠更快速的控制势在必行。

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5 关于我国电力系统紧急减负荷的建议中国论文网ldA-y#rk5`Re

随着我国特高压交直流互联电网的建设与发展，为进一步中国论文网C8D;?']+MNn)^

提高特高压同步电网的安全性，对我国电力系统安全稳定控制

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系统提出了更高的要求。对于我国电力系统紧急减负荷的建议：中国论文网:oH8~&G6UuL

a. 特高压交直流电网的负荷中心电网的受电容量很大，一中国论文网;s/m:@}QA&GV1H;}9B

旦与系统的联络线因严重事故跳开，在第三道防线动作前，该孤

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网有可能无法保持稳定，安控减负荷装置需先动作切除一部分

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负荷。

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b. 特高压大区电网间联络线较为坚强，输电备用容量较中国论文网zP(k;x.w@'K

大，发生有功功率缺额后各大区电网可以通过特高压联络线提中国论文网$~Zmm.jP

供足够的有功功率支援，因此低频减负荷措施必须全网统一配

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置。

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c. 低压减负荷措施定值整定需根据特高压交直流电网自中国论文网G
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身的特点进行整定，并且根据电网实际情况对受端电网及中间

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输电通道电网安排低压减负荷措施。中国论文网.sS$^{3s&YA+n R-dO

d. 大力发展基于PMU 和WAMS 的新一代低频减负荷、低压中国论文网l3py&On.}nA-m

减负荷控制装置，满足特高压交直流电网对其实时性、在线化、中国论文网f~s3L!L@ZX^G'`

智能化及可靠快速控制的要求。

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