(1))05-10-18電力系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定事故及其分析

1、清華大學(xué)電機系 周雙喜電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性清華大學(xué)電機系電力系統(tǒng)研究所清華大學(xué)電機系電力系統(tǒng)研究所周雙喜周雙喜20052005年年1010月月1818日于太原日于太原zsx-zsx-清華大學(xué)電機系 周雙喜內(nèi)容內(nèi)容n電力系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定事故及其分析電力系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定事故及其分析n電壓穩(wěn)定基本概念電壓穩(wěn)定基本概念n改善電壓穩(wěn)定的措施和控制改善電壓穩(wěn)定的措施和控制清華大學(xué)電機系 周雙喜 電力系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定事故及其分析電力系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定事故及其分析n瑞典電網(wǎng)事故（瑞典電網(wǎng)事故（1983年年12月月27日）日）n東京電網(wǎng)事故（東京電網(wǎng)事故（1987年年7月月23日）日）n法國西部電網(wǎng)電壓崩

2、潰（法國西部電網(wǎng)電壓崩潰（1987年年1月月12日）日）n美國西部電力系統(tǒng)停電事故美國西部電力系統(tǒng)停電事故(1996年年7月月2 日日)n亞特蘭大供電區(qū)域事故亞特蘭大供電區(qū)域事故(1999.7.30 )n基于實際事件的電壓崩潰一般特征基于實際事件的電壓崩潰一般特征清華大學(xué)電機系 周雙喜(1)瑞典電網(wǎng)事故瑞典電網(wǎng)事故（1983年年12月月27日）日）n1)系統(tǒng)的一般特征系統(tǒng)的一般特征n瑞典電網(wǎng)總發(fā)電為瑞典電網(wǎng)總發(fā)電為18000MW，其中水電約占，其中水電約占64%，主要位于北部；，主要位于北部；核電約占核電約占35%，位于南部；火電只占，位于南部；火電只占2%，散布在南部。，散布在南部。n北部水

3、電通過北部水電通過7 條條400kV 傳輸線路傳輸線路和南部負荷區(qū)相連，所有線路都和南部負荷區(qū)相連，所有線路都有串聯(lián)和并聯(lián)補償。大的并聯(lián)電抗器有串聯(lián)和并聯(lián)補償。大的并聯(lián)電抗器(總計約總計約6000MVAr)直接接于直接接于大系統(tǒng)，一般由手動投切，緊急情況下根據(jù)電壓自動投切。并聯(lián)電大系統(tǒng)，一般由手動投切，緊急情況下根據(jù)電壓自動投切。并聯(lián)電容器接于低壓系統(tǒng)，根據(jù)不同的時間準(zhǔn)則容器接于低壓系統(tǒng)，根據(jù)不同的時間準(zhǔn)則(即不同季節(jié)，一天中不同即不同季節(jié)，一天中不同時間段時間段)投切。投切。n有聯(lián)絡(luò)線和挪威及芬蘭相連形成北部電力系統(tǒng)。與西歐有交流聯(lián)網(wǎng)，有聯(lián)絡(luò)線和挪威及芬蘭相連形成北部電力系統(tǒng)。與西歐有交流聯(lián)

4、網(wǎng)，與北歐一些國家有直流聯(lián)網(wǎng)。與北歐一些國家有直流聯(lián)網(wǎng)。 n瑞典電網(wǎng)為北南狹長網(wǎng)絡(luò)，瑞典電網(wǎng)為北南狹長網(wǎng)絡(luò)，400、220、132kV三個電壓等級。三個電壓等級。網(wǎng)絡(luò)運行受斷面允許的極限功率限制。網(wǎng)絡(luò)運行受斷面允許的極限功率限制。清華大學(xué)電機系 周雙喜(1)瑞典電網(wǎng)事故（瑞典電網(wǎng)事故（1983年年12月月27日）日）清華大學(xué)電機系 周雙喜(1)瑞典電網(wǎng)事故（瑞典電網(wǎng)事故（1983年年12月月27日）日）n 2)1983年年12 月月27日事故歷程日事故歷程n電壓崩潰前，負荷電壓崩潰前，負荷 為為18000MW，小于峰荷；，小于峰荷；n在南北主傳輸斷面上大約有在南北主傳輸斷面上大約有5600MW

5、負荷，低于它的容量極限負荷，低于它的容量極限5800MW；n網(wǎng)絡(luò)電壓穩(wěn)定在網(wǎng)絡(luò)電壓穩(wěn)定在400405kV ，頻率接近于，頻率接近于50Hz。n電壓崩潰起因：在斯德哥爾摩電壓崩潰起因：在斯德哥爾摩(Stocklm)西北的海爾邁變電站倒閘操作、線西北的海爾邁變電站倒閘操作、線路刀閘過熱損壞、造成斷路器和電流互感器之間單相接地閃絡(luò)故障。路刀閘過熱損壞、造成斷路器和電流互感器之間單相接地閃絡(luò)故障。n單相接地故障引起的斷路器過熱故障，導(dǎo)致整個變電站與系統(tǒng)解列單相接地故障引起的斷路器過熱故障，導(dǎo)致整個變電站與系統(tǒng)解列(因為分因為分段斷路器沒有投入運行段斷路器沒有投入運行)，來自北部的，來自北部的400kV

6、輸電線路失去了東邊的兩條和輸電線路失去了東邊的兩條和一臺一臺400/220kV變壓器。這時，有發(fā)電機跳閘，網(wǎng)絡(luò)其余部分維持正常。變壓器。這時，有發(fā)電機跳閘，網(wǎng)絡(luò)其余部分維持正常。 清華大學(xué)電機系 周雙喜(1)瑞典電網(wǎng)事故（瑞典電網(wǎng)事故（1983年年12月月27日）日）n兩條兩條400kV線路退出后，引起其余線路退出后，引起其余5條線路負荷加重，和通過條線路負荷加重，和通過Stocklmrqy的的220kV線路負荷增加，線路負荷增加， 斯德哥爾摩斯德哥爾摩 (Stocklm) 負荷區(qū)負荷區(qū)電壓降低，負荷減少。電壓降低，負荷減少。n大約大約8秒鐘之后，秒鐘之后，220kV線路由于過負荷而跳閘。南部

7、負荷區(qū)由于帶負線路由于過負荷而跳閘。南部負荷區(qū)由于帶負荷調(diào)分接頭變壓器的作用，負荷開始恢復(fù)。荷調(diào)分接頭變壓器的作用，負荷開始恢復(fù)。n負荷恢復(fù)，導(dǎo)致中部北南主干線上電流進一步增大，南部電壓進一步負荷恢復(fù)，導(dǎo)致中部北南主干線上電流進一步增大，南部電壓進一步降低。降低。n故障故障50 秒后另外一條秒后另外一條400kV主干線由于距離保護動作主干線由于距離保護動作(低電壓，大電流低電壓，大電流)而跳閘，其余幾條主干線變?yōu)橹刎摵啥l(fā)生級聯(lián)跳閘。而跳閘，其余幾條主干線變?yōu)橹刎摵啥l(fā)生級聯(lián)跳閘。清華大學(xué)電機系 周雙喜(1)瑞典電網(wǎng)事故（瑞典電網(wǎng)事故（1983年年12月月27日）日）n幾秒鐘內(nèi)，北南主干線全部

8、跳閘，瑞典北部電網(wǎng)頻率升高，南部電幾秒鐘內(nèi)，北南主干線全部跳閘，瑞典北部電網(wǎng)頻率升高，南部電網(wǎng)頻率降低。瑞典和西歐及挪威的聯(lián)絡(luò)線都解列網(wǎng)頻率降低。瑞典和西歐及挪威的聯(lián)絡(luò)線都解列(低頻低頻)。南部。南部4個核個核電站只有在福什馬克（電站只有在福什馬克（Forsmarks）的一臺機組（核電）沒有因過）的一臺機組（核電）沒有因過電流或低阻抗而跳閘，這臺機組在擾動期間仍和北部電網(wǎng)相連。電流或低阻抗而跳閘，這臺機組在擾動期間仍和北部電網(wǎng)相連。n主干線跳閘后，由于南部大量功率缺額，使南部所有發(fā)電機都跳閘主干線跳閘后，由于南部大量功率缺額，使南部所有發(fā)電機都跳閘n損失負荷大約損失負荷大約11400 MW。n

9、大約大約60分鐘之后，瑞典電網(wǎng)的主網(wǎng)才得以恢復(fù)。分鐘之后，瑞典電網(wǎng)的主網(wǎng)才得以恢復(fù)。 清華大學(xué)電機系 周雙喜(1)瑞典電網(wǎng)事故（瑞典電網(wǎng)事故（1983年年12月月27日）日）n3) 基本分析基本分析n 饋電變電站電壓降低，導(dǎo)致系統(tǒng)負荷瞬時下降；然而由饋電變電站電壓降低，導(dǎo)致系統(tǒng)負荷瞬時下降；然而由于于OLTC動作，恢復(fù)配電電壓，反過來，使負荷增加，動作，恢復(fù)配電電壓，反過來，使負荷增加，導(dǎo)致傳輸線負荷增加，主網(wǎng)電壓下降，而使饋電變電站導(dǎo)致傳輸線負荷增加，主網(wǎng)電壓下降，而使饋電變電站的電壓進一步下降。的電壓進一步下降。OLTC的總的結(jié)果是使主網(wǎng)和配電的總的結(jié)果是使主網(wǎng)和配電網(wǎng)電壓都逐漸降低。網(wǎng)電

10、壓都逐漸降低。n主網(wǎng)由于重負荷而逐漸降低電壓，增大電流，導(dǎo)納明顯主網(wǎng)由于重負荷而逐漸降低電壓，增大電流，導(dǎo)納明顯增加，導(dǎo)致距離保護動作，線路級聯(lián)跳閘。增加，導(dǎo)致距離保護動作，線路級聯(lián)跳閘。清華大學(xué)電機系 周雙喜(2)東京電網(wǎng)事故（東京電網(wǎng)事故（1987年年7月月23日）日） 1)東京電網(wǎng)概況東京電網(wǎng)概況n 東京電力公司東京電力公司(TEPCO)50Hz電網(wǎng)北部與電網(wǎng)北部與Tohuku電力公司相連，南部通過換電力公司相連，南部通過換頻器頻器(Sakuma和和 Shin-Shinauo變電站變電站)與與Chubu電力公司電力公司60Hz電網(wǎng)相連電網(wǎng)相連n 1987年東京電力公司最大發(fā)電功率為年東京

11、電力公司最大發(fā)電功率為39000MW。主力發(fā)電廠為核電廠和大。主力發(fā)電廠為核電廠和大型火力發(fā)電廠，都位于東北部。在夏季，型火力發(fā)電廠，都位于東北部。在夏季， 經(jīng)經(jīng)500kV主干線由東往西輸送大量功主干線由東往西輸送大量功率。率。n事故前一天，東京電力公司預(yù)報第二天最大負荷需求為事故前一天，東京電力公司預(yù)報第二天最大負荷需求為38500MW，準(zhǔn)備發(fā)電，準(zhǔn)備發(fā)電功率為功率為40500MW。7月月23日晨，氣預(yù)報改變，東京電力公司負荷需求校正為日晨，氣預(yù)報改變，東京電力公司負荷需求校正為39000MW(若氣溫為若氣溫為34)到到40000MW(若氣溫為若氣溫為36 )。準(zhǔn)備發(fā)電功率增加。準(zhǔn)備發(fā)電功率

12、增加到到 41500MW，備用功率，備用功率1520MW，備用率為，備用率為3.8%。 清華大學(xué)電機系 周雙喜(2)東京電網(wǎng)事故（東京電網(wǎng)事故（1987年年7月月23日）日）清華大學(xué)電機系 周雙喜(2)東京電網(wǎng)事故（東京電網(wǎng)事故（1987年年7月月23日）日）2)事故主要歷程事故主要歷程7月月23日早晨，日早晨， 負荷需求負荷需求39100 MW，超過預(yù)報值。午飯時間，負荷降至，超過預(yù)報值。午飯時間，負荷降至36500 MWn12:40 負荷需求開始增加。負荷需求開始增加。n13:00 負荷需求增加到負荷需求增加到38200 MW，系統(tǒng)增加發(fā)電量以平衡負荷的突然增加。，系統(tǒng)增加發(fā)電量以平衡負荷

13、的突然增加。并聯(lián)電容器投入，發(fā)電機也增加無功出力。頻率保持為并聯(lián)電容器投入，發(fā)電機也增加無功出力。頻率保持為50HZ，主干電網(wǎng)電，主干電網(wǎng)電壓從壓從510kV調(diào)整到調(diào)整到520kV。頻率和電壓運行在正常狀態(tài)。頻率和電壓運行在正常狀態(tài)。n13:00開始，負荷需求進一步增加，負荷增加速度達開始，負荷需求進一步增加，負荷增加速度達400 MW/分鐘，比估計分鐘，比估計的高得多。的高得多。 電壓逐漸下降。發(fā)電機無功進一步增加，并聯(lián)電容器也向電壓逐漸下降。發(fā)電機無功進一步增加，并聯(lián)電容器也向500 kV系統(tǒng)增加無功出力。系統(tǒng)增加無功出力。n13:07 全部并聯(lián)電容器投入運行。全部并聯(lián)電容器投入運行。清華

14、大學(xué)電機系 周雙喜(2)東京電網(wǎng)事故（東京電網(wǎng)事故（1987年年7月月23日）日）n13:10 功率需求達到功率需求達到39300 MW，為當(dāng)年夏季最大值。，為當(dāng)年夏季最大值。n13:15 電壓降至電壓降至460 kV(0.92pu)。n13:19 東部電壓降至東部電壓降至370kV(0.74pu)，系統(tǒng)負荷中心電壓降至，系統(tǒng)負荷中心電壓降至390k V(0.78pu)。 三個變電站新富士三個變電站新富士(Shinfuji)、新秦亞（、新秦亞（Shn-Hatano）和北東京（）和北東京（Kifa-Tokyo)保護動作跳閘。保護動作跳閘。n事故總共失去負荷事故總共失去負荷 8168 MW， 影響

15、到影響到280萬用戶。萬用戶。n13:2313:35 上述三個變電站恢復(fù)運行；上述三個變電站恢復(fù)運行； 13:36 大約大約4700MW負荷得到恢復(fù)；負荷得到恢復(fù)；n14:30 大約大約6300MW負荷得到恢復(fù)；負荷得到恢復(fù)； 16:00 大約大約7300MW負荷負荷得到恢復(fù)；得到恢復(fù)；16:40 系統(tǒng)完全恢復(fù)。系統(tǒng)完全恢復(fù)。清華大學(xué)電機系 周雙喜 (2)東京電網(wǎng)事故（東京電網(wǎng)事故（1987年年7月月23日）日）3)基本分析基本分析n東京電力系統(tǒng)電壓崩潰過程中沒有其它故障和非正常運行東京電力系統(tǒng)電壓崩潰過程中沒有其它故障和非正常運行工況工況n在在3個變電站因距離保護動作跳閘，個變電站因距離保護

16、動作跳閘， 距離保護動作是因為距離保護動作是因為線路電壓降低，電流增加線路電壓降低，電流增加(即視在導(dǎo)納增加即視在導(dǎo)納增加)的結(jié)果。的結(jié)果。n大量的空調(diào)設(shè)備在低電壓時吸取更多的電流，這種負荷特大量的空調(diào)設(shè)備在低電壓時吸取更多的電流，這種負荷特性有加速電壓崩潰的作用。性有加速電壓崩潰的作用。n即使并聯(lián)電容器全部投入，電壓仍持續(xù)下降。即使并聯(lián)電容器全部投入，電壓仍持續(xù)下降。清華大學(xué)電機系 周雙喜東京電力公司在事故后采取的措施東京電力公司在事故后采取的措施n主干線運行電壓比常規(guī)運行電壓水平高主干線運行電壓比常規(guī)運行電壓水平高5%；n接近負荷中心的接近負荷中心的1000MW新建電廠投入運行，以改善電新

17、建電廠投入運行，以改善電壓穩(wěn)定性；壓穩(wěn)定性；n在在275kV變電站改變次傳輸網(wǎng)絡(luò)接線，使變電站改變次傳輸網(wǎng)絡(luò)接線，使500kV網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)絡(luò)電壓降落減少；壓降落減少；n上述措施無效時，甩負荷上述措施無效時，甩負荷(減可中斷負荷減可中斷負荷)；增裝；增裝SVCs和和預(yù)報有功和無功消耗的自動控制系統(tǒng)等。預(yù)報有功和無功消耗的自動控制系統(tǒng)等。 清華大學(xué)電機系 周雙喜(3)法國西部電網(wǎng)電壓崩潰法國西部電網(wǎng)電壓崩潰（1987年年1月月12日）日）n1)法國電網(wǎng)概況法國電網(wǎng)概況 安裝發(fā)電容量安裝發(fā)電容量91000MW，其中核電，其中核電51000MW ，約占，約占75%。 國家電網(wǎng)聯(lián)系緊密，國家電網(wǎng)聯(lián)系緊密，4

18、00kV輸電線有輸電線有18000km，224kV輸電線有輸電線有24000km，并且和鄰近國家聯(lián)網(wǎng)。并且和鄰近國家聯(lián)網(wǎng)。清華大學(xué)電機系 周雙喜清華大學(xué)電機系 周雙喜2)事件的時間序列事件的時間序列n1 月月12日上午日上午10:30，電壓狀態(tài)正常，全國峰荷為，電壓狀態(tài)正常，全國峰荷為58000 MW，功率備用，功率備用5900 MW（10%）。）。n10:5511:41，有，有4臺發(fā)電機的臺發(fā)電機的Cordemais電廠的電廠的3臺臺發(fā)電機因互不相關(guān)的原因相繼跳閘。發(fā)電機因互不相關(guān)的原因相繼跳閘。n11:28，地區(qū)控制中心發(fā)出命令，起動燃氣輪機發(fā)電。，地區(qū)控制中心發(fā)出命令，起動燃氣輪機發(fā)電。

19、 Cordemais電廠的第電廠的第3臺發(fā)電機跳閘后臺發(fā)電機跳閘后13秒鐘，該廠第秒鐘，該廠第4臺發(fā)電機由于臺發(fā)電機由于最大勵磁電流保護動作最大勵磁電流保護動作而跳閘。而跳閘。Brittany地地區(qū)電網(wǎng)電壓降至區(qū)電網(wǎng)電壓降至380 kV， 并擴大到鄰近地區(qū)。并擴大到鄰近地區(qū)。清華大學(xué)電機系 周雙喜2)事件的時間序列事件的時間序列n11:4511.50 其它電廠其它電廠9臺發(fā)電機組臺發(fā)電機組(核電和火電機組核電和火電機組)跳閘，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)電功率虧損跳閘，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)電功率虧損9000 MW導(dǎo)致導(dǎo)致400kV西西部電網(wǎng)電壓降至部電網(wǎng)電壓降至300kV以下以下(在在Britany網(wǎng)絡(luò)電壓跌至網(wǎng)絡(luò)電壓跌

20、至240kV，最低的電壓只有，最低的電壓只有180 kV)。并穩(wěn)定在這個電壓。并穩(wěn)定在這個電壓水平運行。水平運行。n 事故過程中頻率沒有明顯惡化，低頻繼電器沒有動作。事故過程中頻率沒有明顯惡化，低頻繼電器沒有動作。（周注：發(fā)電有功缺，頻率沒有降低，是因為電壓低了，周注：發(fā)電有功缺，頻率沒有降低，是因為電壓低了，負荷消耗的有功也減少了。負荷消耗的有功也減少了。）n 在在Britany系統(tǒng)系統(tǒng)400/225kV變壓器饋電負荷甩掉變壓器饋電負荷甩掉1500 MW之后，電壓得到恢復(fù)。之后，電壓得到恢復(fù)。清華大學(xué)電機系 周雙喜3)基本分析基本分析n電壓崩潰是由于突然失去發(fā)電機而引發(fā)的。勵磁限制器動作引起

21、發(fā)電機級聯(lián)跳閘電壓崩潰是由于突然失去發(fā)電機而引發(fā)的。勵磁限制器動作引起發(fā)電機級聯(lián)跳閘n負荷和負荷和OLTC的改變促使電壓進一步的下降和崩潰的改變促使電壓進一步的下降和崩潰n系統(tǒng)在低電壓系統(tǒng)在低電壓(甚至低于甚至低于0.5pu)下穩(wěn)定運行，沒有距離繼電器引起線路跳閘下穩(wěn)定運行，沒有距離繼電器引起線路跳閘n事故后法國電力公司采取的措施有事故后法國電力公司采取的措施有: 自動二次電壓控制；自動二次電壓控制； 并聯(lián)電容器自動投切；并聯(lián)電容器自動投切； 區(qū)域發(fā)電設(shè)備無功功率輸出自動控制；區(qū)域發(fā)電設(shè)備無功功率輸出自動控制； 整定實時用電壓不穩(wěn)定指標(biāo)；整定實時用電壓不穩(wěn)定指標(biāo)； 緊急措施緊急措施:自動閉鎖自

22、動閉鎖OLTC； 遠方甩負荷。遠方甩負荷。 清華大學(xué)電機系 周雙喜1）事故前電網(wǎng)運行方式及特點事故前電網(wǎng)運行方式及特點n南北間南北間3條（俄勒崗州境內(nèi)為條（俄勒崗州境內(nèi)為4條）條）500KV交流線路交流線路(PACI)和和2條條500kV直直流線路流線路(PDCI)形成了南北間電力輸送的主要通道。太平洋形成了南北間電力輸送的主要通道。太平洋交流聯(lián)絡(luò)線（交流聯(lián)絡(luò)線（PACI）的輸電能力的輸電能力4800MW。并與東部的并與東部的345230kV網(wǎng)絡(luò)合環(huán)形成電磁環(huán)網(wǎng)，東網(wǎng)絡(luò)合環(huán)形成電磁環(huán)網(wǎng)，東部斷面最薄弱處有部斷面最薄弱處有3條條345kV線路和線路和2條條230KV線路。線路。n14時，時，WS

23、CC電網(wǎng)負荷電網(wǎng)負荷109853MW。使加州和俄勒崗州之間使加州和俄勒崗州之間3條條500kV交流交流線路和線路和2條直流線路潮流均接近滿載，分別達條直流線路潮流均接近滿載，分別達4426MW(額定為額定為4800MW)和和2928MW（額定為（額定為3100MW）；n東部電網(wǎng)由于愛達荷和猶他州負荷也接近歷史最高值、潮流通過愛達荷流向猶東部電網(wǎng)由于愛達荷和猶他州負荷也接近歷史最高值、潮流通過愛達荷流向猶他州、愛達荷州他州、愛達荷州230KV線路潮流很重線路潮流很重、懷俄明和猶他州火電滿發(fā)，使東部、懷俄明和猶他州火電滿發(fā)，使東部345230kV網(wǎng)絡(luò)主要輸電通道也較緊張。網(wǎng)絡(luò)主要輸電通道也較緊張。

24、（4）1996年年7月月2 日美國西部電力系統(tǒng)日美國西部電力系統(tǒng)停電事故停電事故清華大學(xué)電機系 周雙喜清華大學(xué)電機系 周雙喜2）事故發(fā)展過程事故發(fā)展過程n7月月2日日14時時24分分37.18秒，秒， Jim Bridger電廠至電廠至Kinport變電站變電站345kV線路對大樹閃絡(luò)單相接地，保護動作跳開該線路，線路對大樹閃絡(luò)單相接地，保護動作跳開該線路，n20毫秒后另一條線路保護誤動跳閘，安全自動裝置動作聯(lián)切電廠毫秒后另一條線路保護誤動跳閘，安全自動裝置動作聯(lián)切電廠2、4號機組，甩出力號機組，甩出力1000MW （Jim Bridger電廠共有電廠共有3條條345kV出線，出線，4臺機組事

25、故前出力共臺機組事故前出力共2100MW。）導(dǎo)致。）導(dǎo)致Boise市（愛達荷州首府）市（愛達荷州首府）向北向北Brownlee電廠方向的電廠方向的4條條230kV線路和蒙大拿至愛達荷州線路和蒙大拿至愛達荷州Antelope-Mill Greek 230kV線路重載，從接在線路重載，從接在500kV PACI的的Midpoint變電站向愛達荷州供電的變電站向愛達荷州供電的1條條500kV線路潮流增加了線路潮流增加了400MW。 清華大學(xué)電機系 周雙喜2）事故發(fā)展過程（續(xù)）事故發(fā)展過程（續(xù)）nJim Bridger電廠機組切除后，電廠機組切除后，Boise市地區(qū)和南部市地區(qū)和南部500kV系統(tǒng)電壓

26、開始下降，但并沒有崩潰跡象，系統(tǒng)電壓開始下降，但并沒有崩潰跡象，n大約機組切除大約機組切除23秒后，秒后，14時時25分分1.52秒，秒，Antelope-Mill Greek230kV線路電流增至線路電流增至1000安安（電壓為（電壓為215kV）導(dǎo)致阻抗）導(dǎo)致阻抗3段動作斷開線路段動作斷開線路，Boise市地區(qū)和南部市地區(qū)和南部500kV系統(tǒng)電壓立即迅速下降，電壓崩系統(tǒng)電壓立即迅速下降，電壓崩潰發(fā)生。潰發(fā)生。清華大學(xué)電機系 周雙喜Boise市地區(qū)和Oregon南部的California-Oregon Intertie變電站電壓急劇下降，電壓崩潰發(fā)生。500 kV母線電壓崩潰的錄波圖。清華大

27、學(xué)電機系 周雙喜事故發(fā)展過程（續(xù)）事故發(fā)展過程（續(xù)）n14時時25分分4.4秒至秒至5.24秒，秒，Boise市向北市向北Brownlee電廠方向的電廠方向的4條條230線路相繼由阻抗保護動作跳開。線路相繼由阻抗保護動作跳開。n14時時25分分6.78秒至秒至6.88秒，加州的秒，加州的3條條500kV線路也相繼由阻抗保護線路也相繼由阻抗保護跳開，跳開，至此南北間輸電至此南北間輸電500KV主通道主通道PACI斷開。斷開。nPACI斷開后，斷開后，大量潮流涌向東部大量潮流涌向東部345/230kV網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)定破壞，系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，系統(tǒng)振蕩，振蕩，位于愛達荷東南部、懷俄明和蒙大拿間、北內(nèi)華達。

28、沿尤他位于愛達荷東南部、懷俄明和蒙大拿間、北內(nèi)華達。沿尤他/科科羅拉多到亞利桑那羅拉多到亞利桑那/新墨西哥新墨西哥/內(nèi)華達邊界的內(nèi)華達邊界的振蕩解列裝置動作振蕩解列裝置動作，斷開斷開大量線路大量線路。在電壓崩潰和系統(tǒng)振蕩過程中，還有一些機組和線路跳閘。在電壓崩潰和系統(tǒng)振蕩過程中，還有一些機組和線路跳閘。最后使最后使WSCC基本按預(yù)定方案解列為基本按預(yù)定方案解列為5個個“孤島孤島”。清華大學(xué)電機系 周雙喜3）基本分析基本分析n事故南北間主干線事故南北間主干線3條條500kV交流線路潮流較大，東部交流線路潮流較大，東部345230kV通道也通道也較緊張，對這種嚴(yán)重運行工況未做過分析。西北部電網(wǎng)無功

29、電壓支持不足是較緊張，對這種嚴(yán)重運行工況未做過分析。西北部電網(wǎng)無功電壓支持不足是事故擴大的原因之一；事故擴大的原因之一；nJim Bridger電廠電廠1條條345kV線路保護誤動是事故擴大的起因之一。線路保護誤動是事故擴大的起因之一。n事故中運行人員錯誤調(diào)整在西內(nèi)布拉斯加的直流換流站功率流向使猶他、科事故中運行人員錯誤調(diào)整在西內(nèi)布拉斯加的直流換流站功率流向使猶他、科羅拉多、懷俄明州地區(qū)的功率缺額更為嚴(yán)重；羅拉多、懷俄明州地區(qū)的功率缺額更為嚴(yán)重；n事故中，負荷轉(zhuǎn)移，引起線路過負荷，電壓低，距離保護動作事故中，負荷轉(zhuǎn)移，引起線路過負荷，電壓低，距離保護動作n低頻減負荷裝置整定不協(xié)調(diào)，造成過減和欠

30、減，部分孤島頻率過高，另部分低頻減負荷裝置整定不協(xié)調(diào)，造成過減和欠減，部分孤島頻率過高，另部分孤島頻率過低；孤島頻率過低；n振蕩解列裝置動作按預(yù)定方案把系統(tǒng)分離為振蕩解列裝置動作按預(yù)定方案把系統(tǒng)分離為5個孤島，避免了全網(wǎng)崩潰。個孤島，避免了全網(wǎng)崩潰。n事故記錄動作正常，為事故分析提供了寶貴的資料。事故記錄動作正常，為事故分析提供了寶貴的資料。清華大學(xué)電機系 周雙喜(5)1999.7.30 亞特蘭大供電區(qū)域事故亞特蘭大供電區(qū)域事故n東部時間東部時間20:25，接于，接于Union City 230kV 1母線上的一組電容器母線上的一組電容器突然爆炸，突然爆炸，重合閘失敗后斷路器未能及時開斷，致使

31、重合閘失敗后斷路器未能及時開斷，致使1母線上的全母線上的全部斷路器跳開。部斷路器跳開。n斷路器斷路器“U.1”未能在規(guī)定時間內(nèi)正確動作將未能在規(guī)定時間內(nèi)正確動作將1母線切除，致使兩母線切除，致使兩秒鐘后，秒鐘后，電容器碎片飛到電容器碎片飛到“線路線路2”上又形成故障上又形成故障。由于斷路器。由于斷路器“E.2”也未能在規(guī)定時間內(nèi)正確動作將其切除，致使也未能在規(guī)定時間內(nèi)正確動作將其切除，致使E.Point #2母線上的母線上的全部斷路器跳閘。全部斷路器跳閘。n事故影響到事故影響到Metro Aatlanda大范圍地區(qū)，并延伸到事故發(fā)生地的北大范圍地區(qū)，并延伸到事故發(fā)生地的北部與東部地區(qū)，電壓降低

32、。部與東部地區(qū)，電壓降低。 n事故失去事故失去1900MW負荷。輸電系統(tǒng)的電壓經(jīng)負荷。輸電系統(tǒng)的電壓經(jīng)15秒的低電壓恢復(fù)過程秒的低電壓恢復(fù)過程后，又出現(xiàn)電壓超調(diào)（后，又出現(xiàn)電壓超調(diào)（110%）。）。清華大學(xué)電機系 周雙喜母 線母 線母 線母 線線 路線 路清華大學(xué)電機系 周雙喜Bowen發(fā)電廠發(fā)電廠500KV母線錄波圖母線錄波圖短期電壓失穩(wěn)；影響范圍不很大；短期電壓失穩(wěn)；影響范圍不很大；清華大學(xué)電機系 周雙喜典型電壓不穩(wěn)定事故典型電壓不穩(wěn)定事故清華大學(xué)電機系 周雙喜基于實際事件的電壓崩潰一般特征基于實際事件的電壓崩潰一般特征1）電壓崩潰前的系統(tǒng)往往處于重負荷運行狀態(tài)，系統(tǒng)運行備用（特別）電壓崩

33、潰前的系統(tǒng)往往處于重負荷運行狀態(tài)，系統(tǒng)運行備用（特別是無功）緊張，傳輸線潮流接近最大功率極限。是無功）緊張，傳輸線潮流接近最大功率極限。2）電壓崩潰起因可能不同：系統(tǒng)小的持續(xù)的變化，如負荷的持續(xù)增加；）電壓崩潰起因可能不同：系統(tǒng)小的持續(xù)的變化，如負荷的持續(xù)增加；大的突然擾動；失去發(fā)電機組；線路重負荷；運行人員在處理非正大的突然擾動；失去發(fā)電機組；線路重負荷；運行人員在處理非正常工況過程中判斷錯誤，誤操作，使事故擴大等；有時一個表面平常工況過程中判斷錯誤，誤操作，使事故擴大等；有時一個表面平靜無事的擾動也可能導(dǎo)致事故擴大，最終引起電壓崩潰。靜無事的擾動也可能導(dǎo)致事故擴大，最終引起電壓崩潰。 3）電壓崩潰問題的核心是系統(tǒng)滿足無功需求的不穩(wěn)定。通常（但不都）電壓崩潰問題的核心是系統(tǒng)滿足無功需求的不穩(wěn)定。通常（但不都是這樣，電壓崩潰包括系統(tǒng)具有重負荷線路的情況，當(dāng)從鄰近區(qū)是這樣，電壓崩潰包括系統(tǒng)