电力系统联网的安全稳定问题

1.系统电压提高的问题

（1）安全稳定问题。由于全国大电网的逐步形成，电力系统的发展越来越趋向于经济化方向发展，一改以往地区用电就地建厂的方式，而是以能源为基地作为建厂目标，例如水力资源丰富的地方利用水力发电，产煤地区因地制宜建立火电厂，以及原子能电厂的建成，将把巨大电功率通过输电网送至负荷中心，或作为大电力系统间的联络线，担负功率交换的任务。因此，主要输送电力方向上潮流很重。

长距离输电线短路过渡过程的特点：

1）高压输电线电感对电阻的比值大，时间常数大，短路时产生的电流和电压自由分量衰减较慢。

2）由于电抗中储存的磁能在短路时释放，在无串联补偿电容的线路上将产生非周期分量电流，在一定条件下，此电流可能同时流向线路两端或从线路两端流向电抗器。

3）串联电容和线路及系统电感、并联电抗等谐振将产生幅值较大，频率低于工频的低次谐波。由于这种谐波幅值大，频率和工频接近，故使电流的波形和相位都将发生严重的畸变。

4）由于输电线路长，分布电容增大，因而分布电容和线路的电感谐振产生的高次谐波很多，幅值也很大，对电流的相位和波形也将产生影响。

在大城市负荷中心受电系统中，为确保高标准的调度可靠性，应采用闭环结构，以防止送电回路故障。同时也需要对功率潮流、电压进行自动控制，以提高系统的稳定性。

（2）事故实例。随着系统的扩大化和复杂化会出现很多问题，例如短路、接地电流、雷电波等，大规模事故时的频率电压剧烈波动等电力系统特有的技术问题日渐显现。我国已经发生多起电网瓦解事故，世界各国的联合电网也出现过大电网瓦解事故，法国、美国都出现过电网大停电事故。特别是1996年7月2日美国西部电网（WSCC）停电事故，系统振荡解列后，使WSCC基本按预定方案解列为5个“孤岛”，5个“孤岛”频率都有不同程度降低，损失负荷1057MW，使大部分用户断电，事故总计影响200多万个用户的供电。

2003年8月14日，美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电。据估计停电波及9300平方英里，5000万用户饱受断电之苦。

大停电影响了地铁、电梯以及机场的正常运营，交通信号灯的失灵使停电城市出现大规模交通拥堵，大部分手机也因停电而无法接通。这次美国历史上最大的停电事故所造成的经济损失每天可达上亿美元。而纽约市在断电29h后才全部恢复电力供应。(www.xing528.com)

发生本次电网事故的北美东北电力系统包括东北区电力协调委员会（NPCC）所属的三个联系紧密的联合电力系统：新英格兰联合电力系统（NEPOOL），纽约联合电力系统（NYPP）和宾州—新泽西—马里兰联合电力系统（PJM）。在北面有加拿大魁北克、纽布伦斯克等省。造成事故的原因一是存在保护和安全自动装置拒动问题，造成事故扩大；二是电网安全稳定措施不全面或未能发挥应有作用，解列措施不到位、不及时；三是气温过高，联络线潮流重，初始故障造成系统稳定破坏；四是系统备用不足，电厂解列保护和低频减负荷措施不协调，造成频率、电压波动，形成“雪崩”效应。

随着城市的现代化建设的进程，家电产品的多样化以及各种电气化铁路、轻轨等的建设，高度信息化社会的发展，对电气产品的质量要求也进一步提高，要求电力系统提供稳定和优质的电能。电力系统由于设备可靠性地提高以及微机保护的广泛使用，同时综合自动化变电所的投入，在供电质量和电力系统的稳定性方面得到提高，我国的停电事故有所减轻。

2.防止大规模停电措施

大规模停电事故，从国内和国外事例可以看出，开始时是送变电设备的事故，而后发展成为相邻设备过负荷或稳定性受到破坏，再进一步扩大形成大面积停电事故。

这种情况的基本原因是大规模的网络使系统脆弱化加剧。随着远距离输电和大容量机组的出现，大功率、长距离输电裕度减少，发电量受季节的影响和负荷变化不确定因素等，使电力系统的稳定性受到一定的影响。

输电设备的更换由于用地、资金等条件等限制，使提高系统的质量不能得到可靠的保证。因此，各个电力系统要根据实际情况，在设备规划方面，在运行方面，在保护、控制方面采取适当的对策是十分重要的。主要采取以下措施：

（1）利用自动装置、继电保护、防止事故扩大。通过具有高速运行能力的计算机以及高速、大量信息网络的实施，可以构成高可靠性的控制方式。

（2）采用装设串联电容补偿装置以缩短电气距离。

（3）采用装设并联电容补偿装置。

（4）采用直流输电，可避免系统振荡，提高电能在传输过程中的稳定度。