電力系統(tǒng)的安全性及防治措施

電力系統(tǒng)的安全性及防治措施1引言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)電力的需求和依靠性越來越大，對(duì)平安穩(wěn)定供電的要求越來越強(qiáng)。然而,由于受到電力系統(tǒng)自身緣由和外部干擾的影響，電網(wǎng)事故時(shí)有發(fā)生,這不但使電力經(jīng)營(yíng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益受到損失,而且對(duì)電力用戶和整個(gè)社會(huì)都將造成嚴(yán)峻的影響。自20世紀(jì)60年月以來，世界各國(guó)均發(fā)生過因電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞而導(dǎo)致的大面積停電事故。1996年7~8月美國(guó)西部接連2次大停電事故，美國(guó)總統(tǒng)認(rèn)為停電事故已“危及國(guó)家平安”。2003年下半年在北美和加拿大、英國(guó)倫敦、瑞典-丹麥、意大利都先后發(fā)生過大面積停電事故，震動(dòng)世界。特殊是，2003年8月14日美加大停電波及5000萬人口的供電范圍，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，是美國(guó)歷史上最嚴(yán)峻的停電事故。在我國(guó)，近20年來，各大電網(wǎng)發(fā)生的大停電事故有100余起。在西電東送，南北互聯(lián)的條件下，我國(guó)將形成全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的巨型電力系統(tǒng)，假如消失電力系統(tǒng)重大事故，其規(guī)模和造成的損失有可能大幅度增加。因此，保證大規(guī)?；ヂ?lián)電力系統(tǒng)的平安、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是一個(gè)重大而迫切的問題，必需作為一個(gè)重大戰(zhàn)略問題來解決。2電力系統(tǒng)的平安性問題2.1現(xiàn)代電力系統(tǒng)的平安性問題電力系統(tǒng)的平安性是指系統(tǒng)在發(fā)生故障狀況下,系統(tǒng)能保持穩(wěn)定運(yùn)行和正常供電的風(fēng)險(xiǎn)程度。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)平安性主要是在發(fā)生故障狀況下，討論電力系統(tǒng)本身的動(dòng)態(tài)特性，包括系統(tǒng)的功角穩(wěn)定性、電壓穩(wěn)定性、頻率穩(wěn)定性、系統(tǒng)解列、熱過載等。這類討論一般是針對(duì)單一故障的，而大面積停電事故則通常是連鎖大事的簡(jiǎn)單序列。隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)和信息技術(shù)的進(jìn)展，為了保障大電網(wǎng)的平安和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，各種信息系統(tǒng)，如調(diào)度自動(dòng)化（SCADA/EMS）、配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)（DA）和變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)（SA），電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)等在電力系統(tǒng)領(lǐng)域里得到了廣泛應(yīng)用。圖1給出了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的整體構(gòu)架，電力系統(tǒng)與信息系統(tǒng)、通信系統(tǒng)已經(jīng)融合成為高度集成的混雜系統(tǒng)，電力系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和掌握越來越依靠于信息系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的牢靠運(yùn)行。信息系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是核心，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的維護(hù)不當(dāng)是8.14美加大停電的基本緣由之一。一個(gè)關(guān)鍵通信系統(tǒng)發(fā)生故障會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)陷于癱瘓，進(jìn)而失去可控性和可觀測(cè)性。因此，必需把電力系統(tǒng)平安性的概念加以拓展。最近一些討論人員提出了電力系統(tǒng)脆弱性（Vulnerability）的概念，作為電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平安評(píng)估的一種新的框架。脆弱性一詞常常消失在環(huán)境、生態(tài)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的有關(guān)文獻(xiàn)中,用來描述相關(guān)系統(tǒng)及其組成要素易于受到影響和破壞,并缺乏抗拒干擾、恢復(fù)初始狀態(tài)（自身結(jié)構(gòu)和功能）的力量。它們?cè)诓煌膶W(xué)科中有不同的含義。對(duì)于電力系統(tǒng)脆弱性，可定義為：電力系統(tǒng)因人為干預(yù)、信息、計(jì)算機(jī)（軟、硬件）、通信、電力系統(tǒng)元件和愛護(hù)掌握系統(tǒng)等因素，而埋伏著大面積停電的災(zāi)難性事故的危急狀態(tài)。系統(tǒng)脆弱性與系統(tǒng)平安性的水平和在系統(tǒng)參數(shù)變化時(shí)系統(tǒng)平安性水平的變化趨勢(shì)這兩類信息親密相關(guān)。在這個(gè)概念中,人們對(duì)它們?cè)O(shè)定一個(gè)可被接受