華北電力大學：2024極端天氣對電力系統(tǒng)的影響及應對措施思考報告

極端天氣對電力系統(tǒng)的影響及應對措施思考極端天氣對電力系統(tǒng)的影響及應對措施思考王增平華北電力大學2024年4月提綱新型電力系統(tǒng)安全面臨的挑戰(zhàn)風險預防及其在電力系統(tǒng)中的應用加強極端天氣下電力系統(tǒng)預防性控制研究與應用結語23(一)極端天氣給電力系統(tǒng)帶來嚴重影響華業(yè)由為大學WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTY4(一)極端天氣給電力系統(tǒng)帶來嚴重影響華業(yè)電為大學WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTY5(一)極端天氣給電力系統(tǒng)帶來嚴重影響冰雪災害2016座35kV及WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTY2023年12月13日，山西省遭遇凍雨災害●運城地區(qū)共計4條高壓線路停運，金石線110kV垣曲縣城約12萬用戶停電數日，16日晚19時恢復6(一)極端天氣給電力系統(tǒng)帶來嚴重影響冰雪災害對新能源的影響——實際負荷-------預計負荷(不考慮負荷減)——負荷削減截止2020年底，德州風電光伏機組裝機占比27%;2月14日20時該地區(qū)負荷達69220MW,低溫和冰雪風暴導致大面(一)極端天氣給電力系統(tǒng)帶來嚴重影響8華業(yè)由為大學一、新型電力系統(tǒng)安全面臨的挑戰(zhàn)華業(yè)由為大學(一)極端天氣給電力系統(tǒng)帶來嚴重影響我國某電網110kV以上線路受天氣影響跳閘數據我國某電網近三年內110kV以上線路受天氣因素影響的跳閘次數占總跳閘次數比例分別為55%,57%,62%,呈逐年增長趨勢。9白流功本MW華業(yè)由為大學白流功本MW華業(yè)由為大學四川華中電網重慶南陽四川華中電網重慶西南電網華東電網流華東電網流直楓2013年發(fā)生2起交流故障，分別導致4回直流、望B一、新型電力系統(tǒng)安全面臨的挑戰(zhàn)望B華業(yè)電為大學新能源機組存在電壓異常脫網風險電網故障導致的電壓降低以及故障后無功不平衡導致的電壓升高，容易造成新能源大規(guī)模脫網。其增*口料口料間商22封1重封1重=州四昌楊核家康一回單瞬故障康保站500kV母線電繼電保護面臨重大挑戰(zhàn)1、反應工頻量的保護原理存在不正確動作風險。66(背后新能源)短路電流方A短短路電流方A短路電流KA華業(yè)由為大學繼電保護面臨重大挑戰(zhàn)2、定值配合式保護選擇性和靈敏性的矛盾更加突出，保護同時存在拒動和誤動風險。DG下游保護DG上游保護華業(yè)由為大學NCRTHOHNAEECTOC強隨機波動性華業(yè)由為大學NCRTHOHNAEECTOC強隨機波動性發(fā)電交直互聯(lián)輸電網負荷運行方式變化快變化大發(fā)電交直互聯(lián)輸電網=相對確定、可控相對確定、可控隨機不確定性=事故預想當前工況9控制策略”黑匣子”特征快速性離線預案控制壞節(jié)新世子力系統(tǒng)穩(wěn)定形態(tài)風電光伏儲能九本華北由力大學控制壞節(jié)新世子力系統(tǒng)穩(wěn)定形態(tài)風電光伏儲能九本華北由力大學控(二)電網運行安全風險加大慟磁原動機出力kk本本446PII不同穩(wěn)定形態(tài)的多時間尺度交互及主導環(huán)節(jié)異構新能源集群并網系統(tǒng)示意圖而一、新型電力而(二)電網運行安全風險加大電網安全控制面臨重大挑戰(zhàn)3、系統(tǒng)從低頻、次/超同步到高頻的寬頻段振蕩場景增多，穩(wěn)定分析與控制更加復雜。劉BFxF典花園電廠南湖電”T哈密山換流站教煌4“7.1”花園電廠次同步振蕩示意圖世處分檢氣候專家指出，全球現在已經進入極端天氣高發(fā)時期，未來WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTY對話丁一匯“新常態(tài)”“新常態(tài)”提綱—新型電力系統(tǒng)安全面臨的挑戰(zhàn)加強極端天氣下電力系統(tǒng)預防性控制研究與應用華業(yè)由為頭學華業(yè)由為頭學(一)憂患意識在我國傳統(tǒng)文化中源遠流長源遠流長的中華文化中蘊含著強烈的風險意識、以及清晰的防范理念，其內涵豐富，思想深刻，流淌著歲月的智慧，對于當今社會仍然起著積極借鑒作用。華業(yè)由為大學WCRNHOH華業(yè)由為大學WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTY美國學者Haynes在《Riskas20世紀50年代20世紀90年代20世紀60至80年代風險管理效果評價實施風險管理計劃風險管理決策選擇風險管理技術風險評價風險估計風險識別建立風險管理目標風險管理效果評價實施風險管理計劃風險管理決策選擇風險管理技術風險評價風險估計風險識別建立風險管理目標WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTY優(yōu)勢局限性(四)風險管理理論的基本架構風險管理技術風險管理技術主動放棄某項可能引發(fā)風險損失的活動風險管理理論的基本過程采取措施預防損失主動放棄某項可能引發(fā)風險損失的活動風險管理理論的基本過程系統(tǒng)級風險評估所開展的工作系統(tǒng)級風險評估所開展的工作(五)風險理論在電力系統(tǒng)中的應用負荷側負荷側電源側設備老化設備檢修設備運行條件暫態(tài)過電壓風險線路潮流越限風險節(jié)點電壓越限風險直流換相失敗風險系統(tǒng)安全風險系統(tǒng)穩(wěn)定風險同步穩(wěn)定性風險次/超同步振蕩風險連鎖故障風險負荷損失風險電動汽車并網風險分布式電源接入風險配電網運行風險當前風險評估主要用于電網規(guī)劃、調度等領域。華業(yè)由為大學華業(yè)由為大學(四)風險理論在電力系統(tǒng)中的應用電力系統(tǒng)風險防控光伏電站華業(yè)電為大學華業(yè)電為大學(四)風險理論在電力系統(tǒng)中的應用快速可靠的繼電保護，有效的預防性控制措施快速可靠的繼電保護，有效的預防性控制措施穩(wěn)定控制裝置及切機、切負荷緊急控制措施失步解列、頻率及電壓緊急控制策略第一道防線：第二道防線：第三道防線：華業(yè)由為大學華業(yè)由為大學預防性控制繼電保護穩(wěn)定控制切機切負荷提綱 —新型電力系統(tǒng)安全面臨的挑戰(zhàn)加強極端天氣下電力系統(tǒng)預防性控制研究與應用仿真場景：風速40m/s、降雨強度40mm/12h雨模型“干”字型鼓型仿真場景：風速40m/s、降雨強度40mm/12h雨模型“干”字型鼓型(一)實現極端天氣下設備風險的精準評估華業(yè)由為大學輸電鐵塔有限元模型(一)實現極端天氣下設備風險的精準評估華業(yè)由為大學WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTYO未凍結雨滴逃逸em*1級電**--的影響的影響(一)實現極端天氣下設備風險的精準評估華業(yè)由為大學大氣層吸收、反射、折射云層吸收、反射、折射冰水混合層光伏板三、加強極端天氣下電力系統(tǒng)預防性控制研究與應用(一)實現極端天氣下設備風險的精準評估華業(yè)由為大學大風天氣模型風機塔筒倒塌風險評估風機塔筒倒塌風險評估2時屬A品m)*”ma靜態(tài)頻率穩(wěn)定風險指標靜態(tài)電壓穩(wěn)定風險指標靜態(tài)功角穩(wěn)定風險指標靜態(tài)安全性風險指標線路潮流過載風險指標節(jié)點電壓越限風險指標靜態(tài)頻率穩(wěn)定風險指標靜態(tài)電壓穩(wěn)定風險指標靜態(tài)功角穩(wěn)定風險指標靜態(tài)安全性風險指標線路潮流過載風險指標節(jié)點電壓越限風險指標風險評估指標體系風險決策策略風險等級劃分華業(yè)電為大學(三)加強高風險情況下的預防性控制研究(三)加強高風險情況下的預防性控制研究華業(yè)由為大學孤島1不包含任何事故線路孤島1不包含任何事故線路不包含任何事故線路華業(yè)由為大學(三)加強高風險情況下的預防性控制研究(四)加強與氣象部門的聯(lián)合科技攻關華業(yè)電力大學風速0當前對于風速的預測建議天氣預測時考慮微地形等因素加強更精細化、網格化的微氣象預測建議天氣預測時考慮微地形等因素華業(yè)電力大學WCRNHOHNA華業(yè)電力大學WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTY2024年3月，中國電機工程學會發(fā)