專題5電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制及典型事故

專題5電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制及典型事故5。1現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)趨勢(shì)我國為了實(shí)現(xiàn)能源資源優(yōu)化配置,正在六大區(qū)域電網(wǎng)的基礎(chǔ)上展開全國聯(lián)網(wǎng)工作.預(yù)計(jì)到2020年,我國電網(wǎng)將會(huì)發(fā)展成為超過9億千瓦裝機(jī)容量、約二十余條高壓直流線路、西電東送容量超過1億千瓦的超大規(guī)模互聯(lián)電網(wǎng)。在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和電力供應(yīng)短缺、供電形勢(shì)日益嚴(yán)峻的情況下，跨區(qū)域互聯(lián)的電力網(wǎng)絡(luò)一方面實(shí)現(xiàn)了較大范圍內(nèi)的資源優(yōu)化，促進(jìn)了電力市場(chǎng)的發(fā)展,但另一方面，交直流混合輸電、特高壓輸電、靈活交流輸電系統(tǒng)、直流背靠背聯(lián)網(wǎng)和超臨界大機(jī)組等新技術(shù)的應(yīng)用使其動(dòng)態(tài)行為更加復(fù)雜，且經(jīng)常運(yùn)行在穩(wěn)定極限邊緣，安全穩(wěn)定裕度逐漸減小,事故后的嚴(yán)重程度明顯增加,甚至導(dǎo)致局部故障迅速傳播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。近年來發(fā)生在西方國家的一系列大停電事故似乎是個(gè)很好的例證。表5.1大規(guī)模停電事故列表表5。1事故發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)主要停電原因損失經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)2006年11月26日歐洲大停電N—1開斷線路導(dǎo)致連鎖跳閘，系統(tǒng)解列影響1000萬人口，引起德國乃至歐洲各國的極大震撼運(yùn)行方式和分析調(diào)整欠妥，單一元件事故后潮流轉(zhuǎn)移導(dǎo)致局部斷面受不了事故沖擊。2005年5月25日莫斯科大停電電流互感器爆炸導(dǎo)致系統(tǒng)解列影響150萬人口，停電超過24小時(shí),莫斯科市陷入癱瘓?jiān)O(shè)備運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)，安全穩(wěn)定控制裝置配置不完善，應(yīng)有足夠的低壓減載和低頻減載,調(diào)度員未采取限制事故措施。2003年8月14日北美大停電電壓和功角破壞影響100萬人口,停電超過29小時(shí)，損失60億美元沒有統(tǒng)一調(diào)度，未能及時(shí)切除負(fù)荷，并且EMS失敗，狀態(tài)估計(jì)失敗。2003年9月23日瑞士南部和丹麥東部大停電刀閘損害引起雙母線短路，導(dǎo)致電壓崩潰影響500萬人口，損失10GWh，機(jī)場(chǎng)河鐵路停運(yùn),8h后恢復(fù).事故后的快速恢復(fù)非常重要，應(yīng)加強(qiáng)調(diào)度員培訓(xùn)，未考慮一條線路跳閘會(huì)引起其他線路過負(fù)荷而相繼跳閘,應(yīng)該有足夠的低壓減載和低頻減載，發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)間與低頻減載時(shí)間不匹配。2003年9月28日意大利大停電瑞士-意大利輸電走廊相繼跳閘，頻率降至47。5HZ，所有發(fā)電機(jī)均退出。全國除Sardin島外均停電，影響5700萬人口，損失180GWh，20h后恢復(fù)。2002年1月21日巴西大停電繼電保護(hù)誤動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)震蕩損失23GWh負(fù)荷，4h后恢復(fù)應(yīng)當(dāng)安裝失步繼電器，當(dāng)系統(tǒng)震蕩時(shí)解列為幾個(gè)孤島以消除震蕩,事故后的快速恢復(fù)很重要，應(yīng)加強(qiáng)調(diào)度員恢復(fù)控制的培訓(xùn).上表列舉了近年來幾次大停電的經(jīng)過、損失和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，可以看出最近發(fā)生的事故原因各種各樣:如電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理,缺乏預(yù)防性安全控制手段，事故時(shí)繼電保護(hù)動(dòng)作不正確，對(duì)設(shè)備跳閘引起的潮流大規(guī)模轉(zhuǎn)移缺乏預(yù)計(jì)和對(duì)策，穩(wěn)定控制系統(tǒng)不完善和事故期間系統(tǒng)信息不通暢等。我國也發(fā)生過類似的停電事故,如海南“9。26”大停電，河南“7.01"大停電等等。通過對(duì)現(xiàn)有聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和規(guī)劃電網(wǎng)的研究，我國互聯(lián)電網(wǎng)也面臨一些特殊的穩(wěn)定問題：第一，全國廣大地區(qū)形成三級(jí)大電網(wǎng)共用500kV網(wǎng)架(除西北),這種平面型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱,電網(wǎng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問題突出，動(dòng)態(tài)特性復(fù)雜。交流同步電網(wǎng)大多是遠(yuǎn)距離、弱聯(lián)系,在大擾動(dòng)下易造成互聯(lián)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定，功率振蕩特征更加復(fù)雜.第二，電網(wǎng)互聯(lián)使得局部輸電斷面輸送能力發(fā)生變化.第三,隨著三峽等直流輸電工程的投入,廣東電網(wǎng)和華東電網(wǎng)形成直流多落點(diǎn)局面。當(dāng)多回直流輸電集中落于同一密集受端系統(tǒng)時(shí),多次換相失敗的可能性增加，易造成連鎖反應(yīng)而引發(fā)嚴(yán)重的受端系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題。第四,我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高引起了持續(xù)用電緊張，加重了系統(tǒng)安全穩(wěn)定的嚴(yán)峻形勢(shì)。從上面所述,可以看出我國的電力系統(tǒng)穩(wěn)定情況不容樂觀，特別是在嚴(yán)重的故障情況下缺乏足夠的控制措施。嚴(yán)重停電或局部電網(wǎng)瓦解事故仍偶有發(fā)生.由此可見：世界范圍內(nèi)的電力系統(tǒng)均面臨著新的挑戰(zhàn)，對(duì)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)也提出了新的要求.5。2安全穩(wěn)定控制的概念5.21電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性電力系統(tǒng)穩(wěn)定從廣義上講是電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下能夠保持其運(yùn)行狀態(tài)，在受到擾動(dòng)之后能夠恢復(fù)或者到達(dá)另一個(gè)平衡的運(yùn)行狀態(tài)的能力。這種能力既與系統(tǒng)自身的各種因素有關(guān)，又與干擾方式有關(guān)。通常根據(jù)擾動(dòng)的方式、系統(tǒng)失去穩(wěn)定性后的特征、有無自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置、分析問題的時(shí)間以及穩(wěn)定計(jì)算預(yù)測(cè)的方法等對(duì)穩(wěn)定的概念進(jìn)行分類。國內(nèi)常按照兩種方式分類:第一種根據(jù)系統(tǒng)承受干擾的方式和系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程分為靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)穩(wěn)定;第二種根據(jù)系統(tǒng)失去穩(wěn)定性后的物理特征分為功角穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定。其具體關(guān)系如下圖5.1所示: 圖5。15。22電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)必須滿足兩個(gè)條件，即：①系統(tǒng)中任一節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率應(yīng)平衡;②系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)或各元件的某些電氣參數(shù)（如系統(tǒng)頻率、節(jié)點(diǎn)電壓、線路電流、發(fā)電機(jī)負(fù)載和功角等)不應(yīng)超過允許偏差。根據(jù)約束條件的滿足程度，電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)可分為以下幾種：1。正常狀態(tài)：在此狀態(tài)下，負(fù)荷約束條件和運(yùn)行約束條件同時(shí)得到滿足。對(duì)處于正常狀態(tài)的系統(tǒng),如承受一個(gè)合理的預(yù)想事故擾動(dòng)后，仍能滿足上述兩組約束條件，則稱該系統(tǒng)處于安全正常狀態(tài)。如果在一個(gè)合理的預(yù)想事故擾動(dòng)后，不能滿足負(fù)荷約束和運(yùn)行約束條件,則該系統(tǒng)不滿足安全約束條件，稱該系統(tǒng)處于警戒狀態(tài)。2.緊急狀態(tài)：在此狀態(tài)下，運(yùn)行約束條件不能完全滿足.緊急狀態(tài)可以是靜態(tài)的，此時(shí)系統(tǒng)某些參數(shù)超過允許范圍，如某些設(shè)備過負(fù)荷、某些節(jié)點(diǎn)過電壓等，但這些參數(shù)仍能暫時(shí)維持不變，電力網(wǎng)一般仍能保持其完整性。緊急狀態(tài)也可以是暫時(shí)的，此時(shí)系統(tǒng)某些參數(shù)不僅超出允許范圍，而且在不斷發(fā)展變化，如功角不斷增大、電壓不斷下降等，電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)也難以保持完整性.3?；謴?fù)狀態(tài)：在此狀態(tài)下，系統(tǒng)參數(shù)一般尚能符合運(yùn)行約束條件，但可能己經(jīng)損失部分負(fù)荷或電網(wǎng)某部分已解列，通過緊急處理后，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)雖不再繼續(xù)惡化，但正常狀態(tài)尚未確立.電力系統(tǒng)承受擾動(dòng)后，可能從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)為另一種狀態(tài).為了維持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，有時(shí)需要采取某些控制措施。這些控制措施也可以使系統(tǒng)從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)為另一種狀態(tài).5.23電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制在電力系統(tǒng)中裝設(shè)安全穩(wěn)定緊急控制裝置，可以防止系統(tǒng)穩(wěn)定破壞、制止系統(tǒng)失步運(yùn)行、限制系統(tǒng)頻率過低/高、限制系統(tǒng)電壓過低/高、限制設(shè)備過負(fù)荷，通過這些措施能夠有效的提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性、防范電網(wǎng)穩(wěn)定事故、防止發(fā)生大面積停電事故。安全穩(wěn)定控制可分為三類：一類是當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)安全裕度不夠，為防止出現(xiàn)緊急狀態(tài)而采取的預(yù)防控制；另一類是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)緊急狀態(tài),為防止事故擴(kuò)大而采取的緊急控制；最后一類是采取緊急控制措施后，系統(tǒng)不穩(wěn)定而進(jìn)行的校正控制.預(yù)防控制是電力系統(tǒng)進(jìn)入警戒狀態(tài)的安全控制，主要改變系統(tǒng)的運(yùn)行點(diǎn),使處于警戒域的運(yùn)行點(diǎn)移至安全域,長(zhǎng)期來看，在解除管制的電力系統(tǒng)中要統(tǒng)一協(xié)調(diào)地進(jìn)行預(yù)防控制也越來越難。緊急控制是指電力系統(tǒng)受到大的擾動(dòng)后進(jìn)入緊急狀態(tài),為防止系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，通過改變系統(tǒng)的穩(wěn)定邊界，使故障后的運(yùn)行點(diǎn)仍處于穩(wěn)定狀態(tài)。校正控制是系統(tǒng)在緊急控制后仍不能達(dá)到穩(wěn)定而采取的一種控制方式。電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞的主要原因是由于系統(tǒng)中有功功率或無功功率的平衡狀態(tài)遭到不可恢復(fù)的破壞.維持電網(wǎng)穩(wěn)定的控制措施就是針對(duì)這個(gè)機(jī)理而進(jìn)行的?？刂朴泄β实姆€(wěn)定措施如切除發(fā)電機(jī)、切除負(fù)荷、汽/水輪機(jī)快關(guān)汽/水門、電阻動(dòng)態(tài)制動(dòng)（電氣制動(dòng)）、備電源自動(dòng)投入等，這些都用于平衡輸電線路兩端功率，抑制系統(tǒng)過渡過程中的功率振蕩；控制無功功率的穩(wěn)定措施主要有發(fā)電機(jī)勵(lì)磁附加穩(wěn)定控制（如電力系統(tǒng)穩(wěn)定器、線性最優(yōu)勵(lì)磁控制器、非線性勵(lì)磁控制器等)、輸電系統(tǒng)中的靜止無功調(diào)節(jié)設(shè)備等。這些設(shè)備通常用于提高同步功率和抑制系統(tǒng)振蕩及維持電壓穩(wěn)定等.另外還有快速切除故障元件、正確選用重合閘方式和重合閘時(shí)間、串聯(lián)電容補(bǔ)償、高壓直流輸電線的功率快速調(diào)制、快速投切并聯(lián)電抗器以及一些新型的FACTS設(shè)備等，當(dāng)以上這些措施都不能挽救系統(tǒng)時(shí)，可采用有控制的系統(tǒng)解列。常見的有：1.快關(guān)汽門:在電力系統(tǒng)的送端通過快速關(guān)閉汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)閥門，從而達(dá)到迅速減少發(fā)電機(jī)不平衡加速功率的目的，俄羅斯電網(wǎng)常用此類措施.電氣制動(dòng):在送端加速發(fā)電機(jī)的機(jī)端投入制動(dòng)電阻，吸收一部分加速功率,目前世界上最大的電氣制動(dòng)在美國的ChiefJosePh電站，功率為1400MW。2.切機(jī)：在功率不平衡較大而又缺乏電氣制動(dòng)和快關(guān)措施時(shí),果斷的切機(jī)措施是必要的，但切機(jī)必須及時(shí).由于水輪機(jī)起停方便、控制代價(jià)小,是切機(jī)的首選方案。而汽輪機(jī)起停時(shí)間長(zhǎng)、啟動(dòng)費(fèi)用大,北美和歐洲常采用汽輪機(jī)旁路閥門實(shí)現(xiàn)切機(jī)，以保證穩(wěn)定后能夠迅速發(fā)電并網(wǎng)帶負(fù)荷。3。切負(fù)荷:在電力系統(tǒng)的受端采用切除一定不重要的負(fù)荷可以減小送端發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子擺開角，同時(shí)也可以防止切除主力電廠后系統(tǒng)發(fā)生頻率崩潰.4.失步解列：電力系統(tǒng)長(zhǎng)期的運(yùn)行實(shí)踐證實(shí)，不管對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求如何嚴(yán)格，措施如何完善，總可能因一些事先不可預(yù)料的偶然因素疊加，產(chǎn)生穩(wěn)定破壞事故,如果處理的不好，其后果是電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期大面積停電。通常將解列控制作為穩(wěn)定控制的后備，他是防止系統(tǒng)大面積停電的重要措施。隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高和大電網(wǎng)的形成，人們對(duì)穩(wěn)定控制裝置的各項(xiàng)性能提出了新的更高的要求，并且希望在采取穩(wěn)控措施的同時(shí)保證較好的經(jīng)濟(jì)性，因此一些新型的安全穩(wěn)定控制裝置也逐漸被開發(fā)出來.5。3安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的基本類型5。31就地型穩(wěn)定控制就地型穩(wěn)定控制裝置單獨(dú)安裝在一個(gè)廠站,與其他安全穩(wěn)定控制裝置之間不交換信息，且沒有通信聯(lián)系，解決的是本廠站母線、主變或出線故障時(shí)出現(xiàn)的穩(wěn)定問題。根據(jù)電力系統(tǒng)中某個(gè)地方的就地信息進(jìn)行分析判別，一旦滿足設(shè)定的啟動(dòng)、動(dòng)作值時(shí)便發(fā)出動(dòng)作命令；同時(shí)，將就地信息作為反饋量，根據(jù)反饋量的實(shí)際大小進(jìn)一步做出相應(yīng)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)作為系統(tǒng)的第三道防線的功能，盡量減小故障范圍，減少損失。由于就地型穩(wěn)定控制裝置只對(duì)就地信息進(jìn)行采樣分析，不考慮其他信息，因此可能給系統(tǒng)帶來一些負(fù)面效應(yīng)。一般的低頻和低壓緊急控制裝置、失步解列裝置等都屬于就地型安全穩(wěn)定控制裝置。1.控制決策確定裝置控制決策確定裝置內(nèi)設(shè)有預(yù)先設(shè)置好的控制策略表。其主要任務(wù)是接收被保護(hù)組件(通常為廠站的母線、主變、出線）的故障信息和網(wǎng)絡(luò)信息(通常只是本廠機(jī)組和出線潮流）,確定控制策略，向執(zhí)行裝置發(fā)出控制命令。2。執(zhí)行裝置執(zhí)行裝置負(fù)責(zé)接收控制命令,執(zhí)行切機(jī)、快關(guān)汽門、電氣制動(dòng)、切負(fù)荷等操作。就地型穩(wěn)定控制裝置通常只應(yīng)用于可等值為單機(jī)－無窮大的系統(tǒng)中.當(dāng)今的電力系統(tǒng)中已經(jīng)難以找到單機(jī)－無窮大系統(tǒng)的典型模式,在一個(gè)廠站用就地型穩(wěn)定控制裝置就能解決電網(wǎng)穩(wěn)定性的情況已經(jīng)很少.5。32區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)是指為了解決一個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的穩(wěn)定問題而安裝在兩個(gè)或者兩個(gè)以上的廠站的安全穩(wěn)定控制裝置，經(jīng)信息信道和通信接口設(shè)備聯(lián)系在一起而組成的系統(tǒng).區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)通常由一個(gè)主站、若干個(gè)子站和若干個(gè)終端站組成。1。主站主站通常設(shè)在樞紐變電站或與樞紐變電站在同一位置的發(fā)電廠內(nèi)。它的主要任務(wù)是匯總各個(gè)子站的運(yùn)行工況信息,對(duì)區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì),識(shí)別出區(qū)域電網(wǎng)的運(yùn)行方式,對(duì)區(qū)域電網(wǎng)給定的預(yù)想事故集進(jìn)行動(dòng)態(tài)安全估計(jì)，在線形成安全穩(wěn)定控制策略表（或預(yù)先裝設(shè)好離線計(jì)算得到的控制策略表），并將有關(guān)運(yùn)行方式信息和控制策略表傳送到各個(gè)子站。在接收到主站及出線發(fā)生故障時(shí)，根據(jù)控制策略表，向主站和各子站發(fā)出控制命令同時(shí)通過各站控制命令傳送到終端控制站。2.子站子站裝設(shè)在較重要的變電站或與變電站相關(guān)聯(lián)的發(fā)電廠內(nèi)。子站的主要任務(wù)是采集子站運(yùn)行工況信息，并傳送給主站。在接收到本站及本站出線發(fā)生故障時(shí)，根據(jù)子站內(nèi)的控制策略表,向主站及各子站發(fā)出控制命令的同時(shí)通過各站將控制命令傳送到終端站.3。終端站終端站接收各站傳來的控制命令,執(zhí)行就地控制，并將控制結(jié)果信息傳給上級(jí)站。區(qū)域型穩(wěn)定控制系統(tǒng)按決策方式可分為兩種：即分散決策和集中決策方式。如果各站都存放有控制策略表，在本站及出線發(fā)生故障時(shí)，根據(jù)事故前的運(yùn)行方式，就能夠作出決策，在本站執(zhí)行就地控制（包括遠(yuǎn)切本站所屬的終端站的機(jī)組/負(fù)荷）,也可將控制命令上送給主站，在主站或其他子站執(zhí)行。由于控制決策是各站分別作出的，故稱分散決策方式.集中決策方式只在主站存放控制策略表,各子站的故障信息上送到主站，由主站集中決策，控制命令在主站及有關(guān)子站執(zhí)行.目前大多數(shù)區(qū)域控制采用的都是分散決策的區(qū)域控制系統(tǒng)，但主站和各子站的控制策略表都是離線計(jì)算預(yù)先裝設(shè)的.由于區(qū)域型安全穩(wěn)定控制裝置考慮到一個(gè)區(qū)域范圍的運(yùn)行狀況，因此能顧全區(qū)域的穩(wěn)定性,但是做出的措施是在故障發(fā)生時(shí)將當(dāng)時(shí)的運(yùn)行工況和設(shè)想的穩(wěn)定運(yùn)行條件進(jìn)行比較。若要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定,很可能造成措施過當(dāng)。5.33混合型穩(wěn)定控制隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展,電力系統(tǒng)的第二道防線和第三道防線很多情況下在一個(gè)系統(tǒng)或裝置上實(shí)現(xiàn)，混合型安全穩(wěn)定控制裝置便具備這種功能：即區(qū)域型安全穩(wěn)定控制和就地型安全穩(wěn)定控制結(jié)合在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)，可以克服兩種系統(tǒng)單獨(dú)使用時(shí)的不足?；旌闲头€(wěn)定控制系統(tǒng)一般設(shè)有一個(gè)主站、幾個(gè)子站，主站一般設(shè)在樞紐變電所或處于樞紐位置的發(fā)電廠，負(fù)責(zé)匯總各站的運(yùn)行工況信息,識(shí)別區(qū)域電網(wǎng)的運(yùn)行方式，并將有關(guān)運(yùn)行方式信息傳送到各個(gè)子站。5.4安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的決策方式 區(qū)域型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的緊急控制都要根據(jù)決策表來實(shí)施。若在目前的決策表中,假設(shè)X表示系統(tǒng)的運(yùn)行方式,Y表示事故集合，Z表示控制措施，可以根據(jù)決策表的不同制定情況，將決策方式分為三種：離線決策,實(shí)時(shí)匹配.這是目前國內(nèi)外廣泛采用的一種方案。X、Y都是不確定的,需要預(yù)想運(yùn)行方式和事故來生成決策表。這種方式離線計(jì)算量大,自適應(yīng)差，并且對(duì)專業(yè)技術(shù)水平和調(diào)度運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)依賴性強(qiáng)，存在失配或控制不準(zhǔn)確的情況。2。在線預(yù)決策，實(shí)時(shí)匹配.如果在當(dāng)前的運(yùn)行方式下，即X是確定的，只預(yù)想某一些事故，進(jìn)行快速的決策。這種方式假定在幾分鐘內(nèi)工況不發(fā)生大的變化，因此能夠避免工況的失配問題。目前這方面較成功的有日本CEPCO電力公司的TSC穩(wěn)控系統(tǒng)及我國南京自動(dòng)化研究院的OPS-1在線預(yù)決策系統(tǒng)。這種方式需要以下幾方面技術(shù)的配合：快速的故障掃描器對(duì)輕微事故的篩選,詳細(xì)模型的數(shù)值積分用于臨界事故的校核,并行處理技術(shù)提高計(jì)算速度.這種方式是近年來區(qū)域穩(wěn)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和研究熱點(diǎn)。3.實(shí)時(shí)決策,實(shí)時(shí)控制。這是最為理想的一種決策方式，是安全穩(wěn)定控制的發(fā)展方向，他完全避免了運(yùn)行工況和故障的失配問題.但是相應(yīng)的技術(shù)難度也最大，因?yàn)榭刂拼胧┑挠行r(shí)間很短。它要求使用PMU采集電網(wǎng)全局的實(shí)時(shí)信息，高速的通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，良好的算法能夠?qū)κ軘_系統(tǒng)做出快速正確的預(yù)測(cè)和判斷。目前或在不遠(yuǎn)的將來就能夠?qū)崿F(xiàn)前兩者。控制策略表三種形式方案具體比較如下表5.2所示。表5.2方案優(yōu)點(diǎn)存在問題應(yīng)用情況離線決策實(shí)時(shí)匹配技術(shù)上易實(shí)現(xiàn)基本滿足穩(wěn)定控制需求動(dòng)作速度快離線計(jì)算量很大對(duì)電網(wǎng)變化適應(yīng)性差對(duì)預(yù)料之外的工況無法適應(yīng)存在失配的情況是目前仍在使用的方案在線決策實(shí)時(shí)匹配對(duì)點(diǎn)發(fā)發(fā)展適應(yīng)性強(qiáng)一般不存在失配情況不需要離線計(jì)算分析，使調(diào)度運(yùn)行人員從繁重的離線計(jì)算工作中解脫出來動(dòng)作速度與方案一相同對(duì)SCADA/EMS信息要求有很高的的可靠性需要解決PMU信息與SCADA/EMS信息的互補(bǔ)問題，找到結(jié)合點(diǎn)大量PMU信息的處理難度很大分布式并行處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性EEAC在線最佳決策算法還需進(jìn)一步完善本方案具有良好的應(yīng)用前景,是今后的發(fā)展方向，隨著WAMS的構(gòu)成，PMU裝置的應(yīng)用以及EEAC算法的新進(jìn)展和相應(yīng)軟件（FASTEST）的成熟，這一方案的實(shí)施已具備一定的基礎(chǔ)，可以總結(jié)已實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步推廣實(shí)施決策實(shí)時(shí)控制不需要事前計(jì)算完全自我適應(yīng)電網(wǎng)的變化計(jì)算分析速度滿足不了穩(wěn)定控制的要求通信技術(shù)遠(yuǎn)不能滿足要求在復(fù)雜電網(wǎng)內(nèi)看不到理想的應(yīng)用前景，最多適應(yīng)于某些簡(jiǎn)單.控制速度要求不高的電網(wǎng)由上表可見：到目前為止，國內(nèi)的大多數(shù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制尚沒有形成有效的一體化分析控制結(jié)構(gòu)，而且在傳統(tǒng)的控制方式下，校正控制要在故障發(fā)生后再根據(jù)系統(tǒng)狀況采取控制措施，缺少預(yù)判性。且無法做到基于全網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行穩(wěn)控策略的優(yōu)選,穩(wěn)控系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性是以犧牲整個(gè)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性為代價(jià)的.5。5安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)按功能性用途，目前安全自動(dòng)裝置可分為四大類：第一類:用于自動(dòng)預(yù)防穩(wěn)定破壞的安全自動(dòng)裝置。它在發(fā)生短路或在自動(dòng)重合閘周期內(nèi)甩掉輸送功率以及由于系統(tǒng)發(fā)生故障破壞功率平衡引起聯(lián)絡(luò)線危險(xiǎn)過負(fù)荷或頻率、電壓發(fā)生偏差時(shí)動(dòng)作。主要控制作用為在功率過剩地區(qū)快速減少發(fā)電機(jī)功率（切機(jī)、快關(guān)汽門等)，在功率缺額地區(qū)快速切負(fù)荷等安全穩(wěn)定控制裝置。第二類：用于自動(dòng)消除異步運(yùn)行工況的安全自動(dòng)裝置，如振蕩解列裝置.第三類：用于消除可能造成系統(tǒng)事故發(fā)展及設(shè)備損壞威脅的頻率及電壓故障偏差的局部安全自動(dòng)裝置,如低頻減載裝置。第四類：用于恢復(fù)正常系統(tǒng)工況的安全自動(dòng)裝置，使低頻減載裝置和防止穩(wěn)定破壞自動(dòng)裝置所切除掉的用戶重新投入運(yùn)行.安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)就是由上述各類裝置或幾類裝置構(gòu)成，按預(yù)防穩(wěn)定破壞的系統(tǒng)裝置和完成其他功能及部分備用功能的局部裝置合理組合來實(shí)現(xiàn)的上述裝置中的每一個(gè)裝置都有可能拒動(dòng)及未完成賦予它的使命.而安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)卻具有相當(dāng)高的可靠性，限制、停止或縮小電力系統(tǒng)中事故的發(fā)展，加速正常工況的恢復(fù)。5。51解列裝置在正常運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)內(nèi)所有并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組是同步工作的,即所有發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)都具有相同的頻率，此時(shí)，發(fā)電機(jī)組的機(jī)械轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩之間達(dá)到平衡狀態(tài).當(dāng)輸電線路中的傳輸功率過大超過靜穩(wěn)極限，或者當(dāng)系統(tǒng)因無功功率嚴(yán)重不足而引起系統(tǒng)電壓降低，或者當(dāng)發(fā)生短路時(shí)由于故障切除太慢以及采用非同期重合閘時(shí)，并列運(yùn)行的系統(tǒng)中都有可能發(fā)生失步現(xiàn)象，此時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞時(shí)，系統(tǒng)之間的平衡被破壞，失步的兩群機(jī)組的轉(zhuǎn)子之間一直有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的機(jī)械轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩直接出現(xiàn)差值，從而使系統(tǒng)的功率、電流和電壓都不斷的振蕩。1.振蕩解列裝置當(dāng)電力系統(tǒng)受到較大干擾而發(fā)生異步振蕩時(shí)，為防止整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定被破壞，經(jīng)過一段時(shí)間或超過規(guī)定的振蕩周期后，在預(yù)定地點(diǎn)將系統(tǒng)進(jìn)行解列。當(dāng)電力系統(tǒng)由于發(fā)生故障而出現(xiàn)振蕩時(shí),應(yīng)在可能失去穩(wěn)定的聯(lián)絡(luò)線安裝振蕩解列裝置，一旦穩(wěn)定破壞，該裝置自動(dòng)跳開聯(lián)絡(luò)線，將失去穩(wěn)定的系統(tǒng)與主系統(tǒng)解列，以平息振蕩。2。低頻、低壓解列裝置在功率缺額的受端小電源系統(tǒng)中，當(dāng)大電源切除后發(fā)供電功率嚴(yán)重不平衡,致使地區(qū)功率不平衡且缺額較大時(shí),將造成頻率或電壓降低，如低頻減負(fù)荷不能滿足安全運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)考慮在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)安裝低頻或低壓解列裝置。在功率缺額的小電源系統(tǒng)中,一般表現(xiàn)頻率下降，但當(dāng)功率缺額過大而導(dǎo)致無功不足時(shí)，可能出現(xiàn)電壓降低而頻率不變的現(xiàn)象而致使電壓崩潰，此時(shí)應(yīng)裝設(shè)低電壓解列裝置.低頻、低電壓解列裝置相互配合可以得到良好的效果，保證該地區(qū)系統(tǒng)與主系統(tǒng)解列后,不因頻率或電壓崩潰造成全停事故,同時(shí)也能保證對(duì)重要用戶的可靠供電。在系統(tǒng)中的如下地點(diǎn)可考慮裝設(shè)低頻、低壓解列裝置：系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線的適合地點(diǎn)，地區(qū)系統(tǒng)中從主系統(tǒng)受電的終端變電站母線聯(lián)絡(luò)斷路器，地區(qū)電廠的高壓側(cè)母線聯(lián)絡(luò)斷路器以及廠用電的發(fā)電機(jī)組母線斷路器等.另外,解列點(diǎn)的選擇應(yīng)盡量使解列后各子系統(tǒng)的功率平衡，以防止頻率、電壓急劇變化，因此解列點(diǎn)應(yīng)選在有功功率、無功功率分點(diǎn)上，或交換功率最小處。上述系統(tǒng)一旦解列，系統(tǒng)1應(yīng)繼續(xù)承擔(dān)系統(tǒng)2的一部分功率.另外解列點(diǎn)的選擇還要考慮操作方便，易于恢復(fù)，具有較好的遠(yuǎn)動(dòng)通信功能。5。52低頻減載裝置電力系統(tǒng)的頻率反映了發(fā)電機(jī)組所發(fā)出的有功功率與負(fù)荷所需有功功率之間的平衡情況.當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生較大事故時(shí)，系統(tǒng)可能出現(xiàn)嚴(yán)重的功率缺額，其缺額值超出了正常熱備用可以調(diào)節(jié)的能力時(shí),即使令系統(tǒng)中運(yùn)行的所有發(fā)電機(jī)組都發(fā)出其設(shè)備可能的最大功率，仍不能滿足負(fù)荷功率的需要。由于功率缺額引起的系統(tǒng)頻率下降，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出系統(tǒng)安全運(yùn)行所允許的范圍，甚至出現(xiàn)頻率崩潰事故。在這種情況下,為了保證對(duì)重要用戶的供電,不得不采取應(yīng)急措施切除部分負(fù)荷，以使系統(tǒng)頻率恢復(fù)到可以安全運(yùn)行的范圍內(nèi).自動(dòng)低頻減載裝置是防止發(fā)生上述事故的重要對(duì)策之一,當(dāng)頻率下降時(shí)，采用迅速切除不重要負(fù)荷的辦法來抑制頻率下降,以保障系統(tǒng)安全,防止事故擴(kuò)大。低頻減載裝置是針對(duì)事故情況的一種反事故措施，并不要求系統(tǒng)頻率恢復(fù)至額定值，一般希望它的恢復(fù)值低于額定值，所以接到自動(dòng)低頻減載裝置最大可能的斷開功率可小于最大功率缺額。電力系統(tǒng)允許的最低頻率受“頻率崩潰"或“電壓崩潰"的限制,高溫高壓的火電廠在頻率低于46－46。5Hz時(shí)，廠用電已不能正常工作；低于45Hz時(shí)，有電壓崩潰的危險(xiǎn)。低頻減載裝置的動(dòng)作時(shí)延原則上盡可能快，這是延緩系統(tǒng)頻率下降的最有效措施。但考慮到系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，電壓波形等急劇變化可能引起頻率的測(cè)量量不正確而引起裝置誤動(dòng)作,所以一般采用一個(gè)較小的延時(shí)（通常0.15－0。3s)，以躲過瞬時(shí)過程可能出現(xiàn)的低頻現(xiàn)象。5。53低壓減載裝置電壓穩(wěn)定問題往往是由于局部問題處理不及時(shí)造成全網(wǎng)電壓崩潰事故，低壓減載是一種通過犧牲局部負(fù)荷以保證系統(tǒng)電壓恢復(fù)的有效措施。在電力系統(tǒng)由于無功不足引起電壓下降，而無功調(diào)節(jié)已經(jīng)不起作用時(shí)，按電壓降低值切除部分電力用戶負(fù)荷,確保系統(tǒng)無功的平衡。實(shí)際上，低壓切負(fù)荷是有功和無功一起切的，只不過它是針對(duì)電壓下降切的，但同時(shí)也對(duì)有功平衡起到了控制作用.如果無功得到了平衡而有功沒有得到平衡，會(huì)有其他相應(yīng)的措施進(jìn)行控制。當(dāng)電力系統(tǒng)電壓下降太快時(shí)，可按du/dt加速切負(fù)荷，盡早制止系統(tǒng)電壓的下降,避免發(fā)生電壓崩潰時(shí)間并使電壓恢復(fù)到允許的運(yùn)行范圍內(nèi).低壓減載可以采取分散型和集中型兩種不同的控制方案.分散控制方案是每一個(gè)保護(hù)繼電器和切負(fù)荷部分緊密耦合在一起的。當(dāng)一個(gè)繼電器的電壓進(jìn)入預(yù)計(jì)有電壓崩潰的區(qū)域時(shí)，分配給那個(gè)繼電器的負(fù)荷就被切掉,這種方案類似于傳統(tǒng)的低頻減載?？煽啃愿撸粋€(gè)元件失效不會(huì)對(duì)其他元件的運(yùn)行產(chǎn)生直接或決定性的影響；集中控制方案是在區(qū)域內(nèi)一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)處測(cè)量,然后把跳閘信號(hào)傳送到區(qū)域內(nèi)不同地點(diǎn)進(jìn)行切負(fù)荷。集中型控制通過集中控制系統(tǒng)