蒙定中 原電力部生產司教授級高工、國際大電網委員會CIGRE和美IEEE會員
2015年6月30日
為什么中國(除臺灣外)從不發生重大停電事故?
2012年7月30日和31日印度北部共發生兩次重大停電,使世界重大停
電由23次增加到25次。除1次為日本核電事故,4次為電壓/頻率崩潰,20次為系統穩定破壞。
穩定破壞通常經歷兩個階段。第一階段是在龐大、不可控的自由聯網結構上一旦單一線路跳閘,即自然造成負荷轉移,使不合理設計和整定的線路距離保護不斷的“連鎖跳閘”,直到重負荷轉移到弱聯系的高阻抗回路上,就失穩振蕩。第二階段是受失穩振蕩波及的線路和發電機也由不合理設計和整定的線路距離保護和發電機失穩保護“連鎖跳閘”,使系統瓦解,最終大停電。
有3次因電壓崩潰時保護不合理跳閘造成。歐洲1次頻率崩潰見表1。
世界上對系統失穩的處理有兩個不同的準則:第一個是北美電力可靠性委員會的1997年
《NERC規劃準則(NERC PLANNING STANDARDS)》規定“當系統發生穩定的
搖擺時,發電和輸電的繼電保護應避免跳閘” 。實際上就要在
失穩時將發電機和線路都“連鎖跳閘”。結果就是瓦解而大停電。
第二個準則是中國1981年頒發的《電力系統安全穩定導則》,對發電廠和交直流電網結構規定為《
分區——采取直流將交流電網分若干大區》,《
分層——高壓和低壓交流電網采取幅射性聯接》;《
分散——單一發電點直連負荷中心》和為
“保結構完整”的繼電保護技術上
《避免線路過負荷連鎖跳閘》以防止暫態失穩;同時即使失穩時,
《避免線路和發電機因失穩連鎖跳閘》,系統都會在短時內自動恢復同步運行,從而避免大停電。所以中國(除臺灣一次外)完全防止了重大停電。中國的系統結構和繼電保護設計是根據周密研究國內外大停電的實踐經歷,結論是
“連鎖反應大停電的原因——不受控制的電力系統結構和繼電保護”。
表1世界重大停電(每次損失≥800萬千瓦)
| 地區 |
序 |
日期 |
重大停電 |
電網結構和繼電保護問題 |
損失(萬千瓦) |
| 美國(6次) |
1 |
1965.11. 9 |
東北部紐約失穩瓦解 |
交流區龐大又自由聯網,難以分散外接電源,又不分層,一旦故障即連鎖反應波及全網。距離保護設計不當,因故障造成負荷轉移相鄰線路時不斷連鎖反應跳閘,直至失穩振蕩。涉及振蕩的線路距離保護和發電機保護又錯誤的不斷連鎖跳閘,直至瓦解。 |
2,100 |
15,142
29.6% |
| 2 |
1967. 6. 5 |
東部PJM失穩瓦解 |
1,000 |
| 3 |
1994.12.14 |
西部WSCC失穩瓦解 |
934 |
| 4 |
1996. 7. 2 |
西部WSCC失穩瓦解 |
1,058 |
| 5 |
1996. 8.10 |
西部WSCC失穩瓦解 |
3,050 |
| 6 |
2003. 8.14 |
東北部美加失穩瓦解 |
7,000 |
| 巴西(5次) |
1 |
1984. 4.18 |
電網失穩瓦解 |
巴西不分區,比美國還大,東西/南北距離長達3200公里,以復雜電壓級23/34.5/44/50/75萬伏自由聯網,更易故障連鎖反應,不僅會失穩瓦解,又會電壓崩潰使直流輸電全停,如2009.11.10 Itaipu 全停。繼電保護問題和美國相似,重大停電就是它誤動引起。 |
1,576 |
9,687
19.0% |
| 2 |
1999. 3.11 |
電網失穩瓦解 |
2,490 |
| 3 |
2002. 1.21 |
電網失穩瓦解 |
2,377 |
| 4 |
2009.11.10 |
伊水電線路故障連鎖 |
2,444 |
| 5 |
2011. 2. 4 |
東北部電網失穩瓦解 |
800 |
| 歐洲(4次) |
1 |
1978.12.19 |
法國電壓崩潰失穩 |
歐洲以380kV構成世界區域最大電網,2006.11.4事故說明僅德國停運2回線,就連鎖反應跳20回線,解列成三區,又因西歐靠東歐送926萬千瓦,損失1700萬千瓦。保護問題比美國更嚴重,距離保護更附加過電流元件,更難以防止促成事故的連鎖跳閘。 |
2,900 |
7,161
14.0% |
| 2 |
1983.12.27 |
瑞典電壓崩潰 |
1,140 |
| 3 |
2003. 9.28 |
意大利失穩瓦解 |
1,421 |
| 4 |
2006.11. 4 |
歐洲電網解列 |
1,700 |
| 加拿大魁北克(4次) |
1 |
1977. 9.20 |
735kV PT爆炸/失穩 |
北部水電各以73.5萬伏3回和5回線南送,各占受端負荷31%和61%,線路故障引起失穩造成一通道全停,影響另一通道電壓崩潰/失穩也全停。繼電保護同屬北美NERC規定,問題相同。 |
1,000 |
5,342
10.5% |
| 2 |
1982.12.14 |
735kV CT爆炸/失穩 |
1,547 |
| 3 |
1988. 4.18 |
大鳳雪故障電網失穩 |
1,850 |
| 4 |
1989. 3.13 |
地磁暴失穩瓦解 |
945 |
| 日本東京 |
1 |
1987.7.23 |
電壓崩潰過負荷跳閘 |
電網結構可靠。無功補償不足,電壓崩潰,繼電保護連鎖跳閘。 |
817 |
2567
5.0% |
| 2 |
2011.3.11 |
大地震11核堆/10火
電/15水電機組停運 |
電源結構問題—核堆安全水平低,被地震/海嘯摧毀 |
1750 |
| 印度 |
3 |
2002. 1. 2 |
印度NR/WR/ER的區間聯絡線不僅是直流,且還有交流。一旦線路因過負荷或故障跳閘,負荷轉移將陸續使線絡跳閘,直至發生失穩全停。繼電保護過負荷/失穩跳閘問題和美國相同。 |
1273 |
9673
18.9% |
| 2012.7.30 |
3600 |
| 2012.7.31 |
4800 |
| 臺灣 |
1 |
1999. 7.29 |
臺南4回34.5萬伏北送線路倒塔/負荷轉移/失穩全跳。中北部頻率降/低頻減載不足/發電機低頻保護跳 |
1,550 3.6% |
| 總 計 25次 |
51122 100% |
美國電科院和直流聯網(DC Interconnect)公司在2008年1-2月IEEE Power & Energy期刊發表報告[1],為防止美歐多次重大停電,建議在電網結構上將美國東部網(EI–7.55億千瓦)應用直流隔離分為四個交流區,同時也適用于美國西部網(WI - 2億千瓦)和西歐(5.3億千瓦)電網, 這可以說是美歐在電網結構上解決重大停電的起步策略。2007年國際大電網CIGRE在日本大阪召開會議時,美國電科院Dr.Ram Adaba 聽到我國系統發展策略報告[2]后,主動問及我國電網結構經驗并得到有關資料,可能對它們有關的分區結構建議有所幫助。他們報告提出美國再分區的建議至今末能執行,但值得注意的近年具備世界上最寵大交流電網的歐洲卻接受了改造電力系統結構經驗,采用直流分區;目前已
應用42套直流作隔離設施,將歐洲分很多“分區”[3]以提高電力系統的可靠性和防止系統大停電。
這說明中國電網結構的安全經驗已得到世界的重視。
日本面積小,37.8萬平方公里,近3億千瓦負荷,用直流或單(個別雙)回交流500kV聯網分為9大區,結構安全,就不會發生失穩大停電;1987年東京重大停電是無功不足,電壓崩潰造成。世界重大停電中只有一次是電源結構安全問題,就是2011年3月11日日本福島第一核電站早期核堆安全水平低,被地震/海嘯摧毀。
二、國內電網重大典型事故
1970至1980年我國共發生210次失穩事故,1981年頒發
《電力系統安全穩定導則》后,隨著逐步實行分層、分區、分散外接電源時,事故開始減少,1981至1990年發生62次,1991年以后更大幅度減少,下面列出損失最嚴重的電網重大典型事故。
1.2006年7月1日華中電網失穩事故 - 中國有史以來最嚴重事故,負荷損失379.4萬千瓦(遠小于每次損失超過800萬千瓦的25次世界重大停電)
事故始發是20:48河南省嵩山至鄭州500kV雙回線進口的保護誤動跳閘,分解成南北兩個500kV網,因其500和220kV電磁環網,跳閘后178.4萬千瓦負荷轉移到南北相聯的6回220kV線路,其中3回過負荷跳閘后即失穩振蕩。
由于華中和華北兩大分區以單回交流線聯網,振蕩不旦波及華北電網,而且從錄波證明20:48時此聯網線北送50萬千瓦,20:59:44開始振蕩時此聯網線南送117萬千瓦,可見它是促進華中失穩,而且延長振蕩恢復同步的時間。
華中電網由于違反
《電力系統安全穩定導則》而存在不安全的500/220kV電磁環網結構,造成全網失穩振蕩。此次振蕩不能波及西北、華南和華東是因按
《穩定導則》分區原則實現了直流聯網;但短時波及了華北,而由其單回聯絡線解列而終止。這次事故末造成全網大停電,因為
《穩定導則》的第三道防線——失穩的線路和發電機都不跳閘,從而失穩后6分5秒恢復同步正常運行。但發電廠未貫徹好
《穩定導則》,仍有16臺機組跳閘、共26臺機組停運,結果頻率降到49.1Hz,
負荷損失379.4萬千瓦,(相當原負荷的6.3%)。
由圖1可見,由于河南違反
《導則》保持500/220kV電磁環網。所以在
500kV嵩鄭雙回線跳閘后,華中500
kV電網被分割成南北兩部分,而中間
由復雜結構中6回220kV線路相連。
原嵩鄭雙回的178萬千瓦潮流全部轉
移到220kV線上,首先引起一回過負
荷跳閘,繼而負荷轉移,相繼引起第
二和第三回220kV過負荷跳閘,結果
是重負荷疊加在聯系阻抗增大的回路
上, 從第一回線過負荷跳閘到發展為華
中500/220/500kV串聯弱電網失穩振蕩
經歷了5分44秒,造成失穩振蕩。
圖1 華中電網事故發展過程
2.1994年5月25日南方電網失穩瓦解事故
。
|
廣東大亞灣1號機試驗時意
外跳閘,貴州送
出電力上升失穩,
天平線裝設美國
GE的距離保護
不能如國產能防
止失穩跳閘而跳
閘,結果系統瓦
解損失173萬千瓦。
圖2 南方電網瓦解事故
3.1996年5月26日華北電網失穩振蕩事故
因繼電保護誤動作使圖3內三組500kV斷路器跳閘,由于500kV/220kV電磁環網,沙嶺子電廠4臺機組出力全部轉移到220kV環網,造成失穩振蕩,經1分41秒恢復同步運行。此次事故和上述2006年7月1日華中電網失穩事故一樣, 反映電磁環網是造成失穩振蕩的關鍵問題。
4.1999年7月29日臺灣大停電事故
臺灣電網是以345kV同桿
雙回線為輸電的鏈形系統。
事故前南電北送潮流如圖所
示,由于山體滑波而倒塔,
負荷轉移至相鄰線路造成失
穩振蕩,同樣由易于誤動的
美國式距離保護動作跳閘,使
南部原340萬千瓦不能向北
圖3 華北電網失穩事故
送電。缺電的中北部頻率下降,低頻保護動作跳閘造成
全停,負荷損失1550萬千瓦。
一是在電網結構上南電北送
沒有分散外接電源,兩回線
跳閘后負荷轉移到并列的兩
回線造成失穩振蕩;二是不
合理的保護因失穩而此兩回
線跳閘;三是低頻減載不足,
更與大機組低頻保護不配合,
使所有機組先跳閘造成全停。
圖4 臺灣電網失穩事故
三、國外電網重大典型事故
表1已列出有史以來的25次世界重大停電(每次損失≥800萬千瓦),其中23次都是交流電網過大又自由聯網,一旦故障連鎖反應跳閘直至失穩波及整個交流電網和機組跳閘全停。日本面積小,主要用直流分為9大區,就不發生失穩;兩次重大停電一是無功不足,電壓崩潰造成;另一次是福島第一核電站早期核堆安全水平低,被地震/海嘯摧毀。
1.2003年8月14日美國/加拿大大停電——世界損失最嚴重7000萬千瓦
美國以直流隔離分三個區,南部ERCOT區域很小、很安全。東區和西區都是大
面積,復雜又不可控的系統結構,相當世界上最大的電力容量。由于不同電網和電源都是自由聯接,全部電網結構在系統故障時都處于失控局面。結果東部和西部大區各發生三次重大停電,造成世界上最嚴重的重大停電。
圖5表示世界上最嚴重2003年美加大停電為什么失穩?因為
它們系統是一個不可控的負荷轉
移結構,而且采用不適當的繼電
保護原理/整定,線路故障后連鎖
反應地一條條“連鎖跳閘”14次,
在安全分析相當經歷N-14,直
到重負荷疊加在長距離/高阻抗的
345/230/345kV串聯環路上失穩。
這次大停電還反映了大系統不分區
圖5 美加大停電
而用交流自由聯網的嚴重性,從圖5可見美國和加拿大Ontario通過各級交流電壓線聯在一起,構成這次失穩環路,是促成這次失穩的結構性原因;如果它們是直流聯網,可能可以避免這次失穩;如它們是單回交流聯網,一旦失穩立刻解列,也停止失穩。由于它們是多回交流緊密相聯,構成長距離弱聯系環網而失穩,Ontario也遭重大損失:事故前受北美電130萬千瓦,占5.6%,事故損失2250萬千瓦,占97%,幾乎全停[1]。但加拿大魁北克和北美是直流聯網,不旦不受影響,反而該直流聯到紐約長島而使當地大停電后很快恢復用電。
2.嚴重的印度重大停電第一次2001年1月2日損
失1273萬千瓦,第二、三次
2012年7月30、31日損失
3600、4800千瓦。為什么印度
發生了三次重大停電?
(1)印度全國交流聯網,破
壞了直流聯網的安全作用
圖6可見印度雖然劃分了5
個電網,但北部三個(北網、
東網、東北網)和西網都直接
圖 6 印度重大停電
以多回交流40/22萬伏線路聯在一起,只有一回直流,可稱強交弱直,基本合成為一個龐大交流同步網。任
一[DZM1] 處發生故障或失穩振
蕩,就會連鎖反應波及交流相聯的全部電網。印度以交流將所有的發電廠/線路聯接一起即會造成大停電的危險。圖6所示電力是由聚集的交、直流線路和聚集的電廠輸送。當一回線路因過負荷或故障跳閘時,將因負荷轉移造成多回線路步步連鎖反應跳閘,直至全網失穩而結果大停電。
(2)由于距離保護Z3不合理的設計和整定,使負荷轉移線路連鎖反應跳閘是造成系統失穩的原因
印度近兩次重大停電皆不是由故障引起,都是由相同的400kV Bina-Gwalior-1線路距離三段過負荷誤動引起。在2012年7月30/31日跳閘前, Bina-1 線電壓為374/362kV,傳送負荷為145/125.4萬千瓦。此線路并不因負荷過熱,卻因
Z3的不合理設計原理和整定跳閘。然后同樣的過負荷跳閘連鎖反應逐一發生在不合理的電網結構,直至系統失穩。系統失穩時有關的所有線路和發電機的不合理跳閘造成整個交流系統大停電。
上述三個不合理問題在中國早在1981年已從技術上解決。線路距離保護第三段容易因過負荷動作跳閘的原因,一是輸電線輸送重負荷、特別是在低電壓下輸送大量無功電力;二是此保護的設計原理和整定方法皆容易在上述情況下誤動作。建議采用中國的距離繼電器和整定方法就具備防止負荷轉移時的連鎖誤動作。
(3)系統失穩振蕩時造成線路和發電機連鎖跳閘是印度大停電原因
失穩振蕩不可能絕對避免。多年實踐證明,美國和印度的大停電都是由于線路和發電機在系統失穩振蕩時連鎖跳閘造成。這就是2001年1月2日印度北部電網大停電的原因,2012年負荷大增,同樣的電網結構的故障時負荷轉移、連鎖反應更為嚴重。建議從系統結構和繼電保護采用中國
《穩定導則》,線路距離保護和改進發電機失穩保護的整定方法。
3.
1965年11月9日北美大停電 - 損失2100萬千瓦這是世界上第一次發
生的損失超過800萬千瓦
的重大停電。
事故始發于美對加拿
大5回線路距離保護過負
荷連續跳閘,負荷轉移造
成北美失步振蕩,從而
使有關線路和發電機跳閘大停電。
圖7 北美大停電
從這次事故證實我們中國為貫徹
《穩定導則》所采取的決策完全可以避免此次事故的發生,一是將距離保護的原理,由方向阻抗園改為四邊形即可以防止過負荷誤動;二是線路和發電機的保護不應因失穩而誤動,即使失穩時系統不瓦解都將在短時(約1秒)內恢復同步運行,防止這類世界重大停電事故的發生。
4.
1982年12月14日加拿大魁北克大停電
從這事故說明兩個問題,一是在電網結構上
沒有分散外接電源,當
一個變電所故障全停時,
原5回送900萬千瓦轉
移到2回線上而造成失
穩;二是繼電保護在失
穩時(按中國技術規定
不跳閘)跳閘,相當兩
套北電南送回路全停而
造成重大停電。
圖8 加拿大魁北克大停電
中國
《穩定導則》規定
《分散外接電源》,即使失去任一組電源,負荷損失不應超過10%,不會造成事故。而且繼電保護不應因失穩誤動,即促使失穩也將短時恢復同步運行,避免大停電。
5.1982年12月27日瑞典電壓崩潰大停電
這事故同樣反映兩個問題,一是北電660
萬千瓦南送全部通過7
回并列的線路,一旦母
線故障,相當斷開3回,
負荷轉移到4回線,二
是受端電壓下降使其距
離保護三段過負荷跳閘,
南部電壓崩潰,損失
1140萬千瓦負荷。
事故經驗一是北電南
送應分散外接電源;二
圖9 瑞典電壓崩潰大停電
是電壓下降至95%應停止有載調壓;三是距離保護采用方向阻抗原理難以防止過負荷誤動跳閘,采用中國的四邊形阻抗原理就防止過負荷跳閘。
6.1996年7月2日/1996年8月10日美國西部WSCC系統大停電
圖10 美國西部WSCC系統大停電
首先線路碰樹跳閘,自由并列的相鄰線路易誤動的距離三段因過負荷不斷連鎖跳閘,繼而失穩,失穩使更多線路和機組跳閘,造成系統瓦解。問題一是分區不足,
多回線路自由并列聯網,任一線路跳閘后,負荷轉移并列線路;二是線路距離三段(原理問題)不斷因過負荷連鎖跳閘,造成系統失穩;三是線路和發電機組保護(原理問題)不斷因失穩跳閘,直至全系統瓦解全停。我國合理分區,而且所有保護都不會因過負荷或失穩誤動跳閘;即使失穩,也可短時恢復同步運行。
7.2006年11月4日歐洲380kV交流龐大電網大停電
歐洲380kV交流龐大電網
通過多回線路西電東送926
萬千瓦。當其中雙回操作斷
開時,負荷轉移使并列的其
他線路因距離保護過負荷誤
動跳閘,使西部缺電,頻率降
到49Hz,低頻減載1700萬千
瓦負荷。
圖11 歐洲380kV交流龐大電網大停電
事故證明交流電網越龐大越不安全,尤其通過交流龐大電網大規模遠送;因歐美距離保護皆采用易誤動的方向阻抗原理,而我國距離保護四統一皆采用長方形原理又合理整定則完全避免誤動。
8.2003年9月28日意大利大停電
意大利和相鄰國380kV線路聯結復雜,其中
一回跳閘,負荷轉移并
列線路使易誤動的距離
保護相繼跳閘,直至發
生失穩又不合理跳閘,
造成1421萬千瓦損失大
停電。
一是電網結構不合理,
二是方向阻抗原理的距
離保護不可靠的在過負
圖12 意大利大停電
荷和振蕩時跳閘,結果造成大停電。
9.1987年7月23日日本東京電壓崩潰大停電
日本主要以直流隔離分9個區,所以不會
發生失穩。但東京電力
無功補償不足,又沒有
“低電壓減載”設施。當
負荷快速上升,500kV
電壓迅速下降到74%,
造成多處因不可靠的方
向阻抗原理的距離保護
動作跳閘。三個變電所
全停,損失817萬千瓦
負荷。
圖13 日本東京電壓崩潰大停電
問題一是無功補償不足,又沒有“低電壓減載”設施。二是方向阻抗原理的距離保護不可靠,易因過負荷誤動。
10.1978年12月19日法國400kV電網電壓崩潰繼而失穩跳閘
法國電網負荷猛增, 因缺無功補償,又無低
壓減載設施,電壓崩潰,
繼而多回線路因不可靠
的方向阻抗原理的距離
保護動作跳閘,4臺發電
機也跳閘,造成全網失
穩。繼而多回線路距離
保護因不合理的方向阻
抗原理跳閘,全網解列
為四個區,損失2900萬
千瓦負荷。
圖14 法國400kV電網電壓崩潰繼而失穩跳閘
圖14演示電壓崩潰過程,電壓降到93%即迅速下降,所以系統低壓減載保護整定低于85%就不起作用。本事故也反映一是不用直流分區,一旦系統異常必波及全網;二是采用不可靠的方向阻抗原理的距離保護既易過負荷誤動,又易失穩誤動。
11.巴西大停電
巴西共發生5次重大
停電,共損失9687萬千
瓦,列世界重大停電最
嚴重的第二位。關鍵是
全國電網不分區,比美
國還大,東西、南北長
達3200公里,以復雜電
壓級230、345、440、
500、750kV 自由聯網,
更易故障連鎖反應,不
僅易失穩振蕩,又易電
壓崩潰使直流輸電全停,
如下面論述的2009年11
月10日巴西電力系統大
停電。
圖15 巴西全國電網不分區, 列世界重大停電第二位
不分區又不分散外接電源、交
直流線路捆綁在
一起的自由聯網
結構,冒全停風
險。
巴西伊泰普水
電站投運時是當
時世界最大的水
電站,不分散電
源,而集中以三
回交流765kV線
和兩回直流±600
kV線長達900公
里併列送出。這
圖16 巴西伊泰普水電站大停電
次事故中,兩回交流765kV線路由于暴風雨發生故障跳閘,負荷轉移到第三回765kV線跳閘,造成受端失穩、電壓崩潰,使2回直流整定不當的低電壓保護動作跳閘,結果全停。
四、國內外電網重大典型事故研究結論
1.世界上為什么發生重大停電?
最嚴重的20次系統穩定破壞重大停電的關鍵,
一是交流電網過于龐大,自由聯網,又不分散外接電源,一旦一回線路因故障或保護誤動斷開,即使其負荷轉移到并列的相鄰線路上,又因其線路應用不當的繼電保護因過負荷誤動跳閘,連鎖反應同樣使更多相鄰線路跳閘,直至全部負荷轉移到個別線路上(相當大增系統的綜合聯系阻抗)而發生失穩振蕩。
二是當系統發生失穩振蕩時,陸續涉及振蕩的線路也因應用不當的距離保護原理誤動跳閘,同時發電機的失步保護也因整定不當(振蕩中心落在線路上不應跳閘)也大量跳閘,結果系統瓦解大停電。
法國、瑞典、日本發生的3次電壓崩潰造成重大停電,主要是無功補償不足,沒有配備應有的低壓減載設施,在負荷突增時,電壓突降,距離保護三段低壓過負荷跳閘而大停電。2006年歐洲重大停電關鍵是交流遠距離東電西送, 一旦過負荷又由易誤動的繼電保護跳閘瓦解,造成受電的頻率突降大停電。
2.中國除臺灣外為什么不發生重大停電?
1970至1980年中國電網發生210次穩定破壞事故, 其中因高低壓
“電磁環網”40次,1981年頒發
“電力系統安全穩定導則”,由于逐步貫徹,1981至1990年則降低到62次,而因
電磁環網15次。以后穩定破壞事故則大幅度下降。
我們在編制
《穩定導則》時除研究國內210次穩定事故外,更研究世界重大停電事故都發生在龐大又自由相聯的交流電網,所以必須以直流隔離實行
<分區>,只要縮短交流系統的范圍,將徹底解決交流遠距離輸電的固有缺陷;而且
<分區>后,任一區故障或失穩都不會影響鄰區。規定
<分層>就是防止過去頻發的電磁環網事故;規定
<分散外接電源>就是避免多個電源因故障時連鎖反應而全停。又規定無功補償應以分層分區和就地平衡,使電網特別是發電機組儲存大量無功,避免電壓崩潰。特別針對世界所有重大停電都和不合理的繼電保護誤動造成,所以協同全國繼電保護制造部門實行
<四統一>,采取有效措施防止過負荷誤動和失穩誤動,保持系統結構完整,即使發生失穩振蕩,實踐證明也將在短時恢復同步運行,防止了大停電。
我國最嚴重的2006年華中電網事故(包括1996年華北電網事故)主要是
<電磁環網>造成。此次華中事故和1994年南網事故都是引進國外的繼電保護設備引起,因此過去根據世界大停電經驗和全國繼電保護制造部門確定
<四統一>,制定了全世界最安全又動作快速的設備,對保證安全起重要作用。
3.南網和國網是否接受國內外重大停電的經驗教訓?
南方電網認真接受國內外大停電的經驗,貫徹為防止大停電的
《穩定導則》。云南以直流輸電東送外,所有500kV交流也通過直流背靠背東送,采用直流隔離分
[云南] [貴州/廣西][廣東]三個大區,徹底解決交直流併列遠送的風險,將原近2000公里輸電的500kV交流線路經直流隔離,縮短為中、短距離線路,也徹底解決原有的穩定和低頻振蕩問題。計劃用直流背靠背再將
[廣東分東西兩個小區],直流分別饋入各小區,既能控制短路容量增長,又適合于多回直流安全饋入,還將解決將來更多直流饋入和裝設更多電廠等一系列安全和短路電流問題。
國網公司根本不重視國內外大停電的經驗并嚴重違反現行
《穩定導則》。要將早已按
《穩定導則》實行的5個安全大區,首先違反
<分區>以特別浪費的交流特高壓聯成一個特別寵大不安全電網;又不得不違反
<分層>,每隔約300公里的線路必須裝設1000/500kV變電站才能每線送出300萬千瓦電力;又違反
<分散外接電源>而要所有發電廠都聯在寵大電網。
目前國網公司已走出華東交流特高壓聯網的第一步。從將來華東各省市負荷需要和電源規劃證明,包括安徽省都缺電,怎樣合理解決呢?一是繼續靠遠方直流輸電,二是在各城鎮負荷中心附近建新清潔電源,各自作到電源/負荷基本平衡,互相之間不需要大規模輸電,現有500kV電網已滿足要求,根本不需要交流特高壓聯網。還是貫徹
《穩定導則》釆用直流逐步將
<華東分四大區域電網>,總投資不超過62億元,為華東交流特高壓聯網靜態投資(744億元)的十二分之一(8.3%),才是長遠在安全經濟上最合理的辦法。
4.從電網重大事故研究電網發展的技術決策
(1) 輸電電壓和交直流方式的采用
超過600公里輸電應用直流;600公里以內輸電的最高一級交流電壓應用目前的500kV和750kV,永遠不需要再升級。
(2) 堅持
<分區>,各大區應按電源/負荷發展再按南方電網以直流再分多個區, 上述如華東再以直流分四個區將更安全, 更經濟。
(3) 堅持
<分層>,堅決解除電磁環網。
(4) 堅持
<分散外接電源>的點對網輸電原則。
(5) 堅持<近輸電、遠輸煤> 并大力減低煤電。
(6) 堅持無功功率分層分區就地平衡。
參考文獻:BIBLIOGRAPHY
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