2024极端天气对电力系统的影响及应对措施思考报告.docx

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1、提纲新型电力系统安全面临的挑战风险预防及其在电力系统中的应用加强极端天气下电力系统预防性控制研究与应用结语华业由名次专*VfcMImXHOIIXKlitTlKZd,f“TY202诈7月29日，北京市突发特大暴雨 平均降雨量突破北京140年来最大降雨量，达744.811io 累计1812个台区共9600余处电力设备受损。 造成超6万用户停电，直至10月惭成设施重建。（一）极端天气给电力系统带来严重影响暴雨灾害2021年7月20日，河南郑州突发特大暴雨短时降水量突破我国内陆降水极值，达201.911m。造成1854条IokV及以上线路停运、374万户停电。直接经济损失超过1200亿元，直至7月30

2、日恢复全面供电。*VtMOMN4CKWtRtBASTT2023年12月13日，山西省遭遇冻雨灾害运城地区共计4条高压线路停运，金石线IIOkV线路平均覆冰23mm,多处发生倒塔断线事故。垣曲县城约12万用户停电数日，16日晚19时恢复正常供电。(一)极端天气给电力系统带来严重影响冰雪灾害2008年1月，我国南方地区遭受罕见冰灾 灾区线路覆冰厚度最大覆冰厚度达IlOnIn。 累计367碱1OkV及以上鳏、2016座35kV及以上变电站停运，杆塔倒埸及损坏310321基。 电力缺额最大达1482GW,导致约1亿用户停电。中业名大学WoiMiaiiMixncKaKiMiNiAMKvn土系统安全面临的

3、(一)极端天气给电力系统带来严重影响冰雪灾害对新能源的影响2021年2月，美国德州突发冬季风暴一一实际负荷预计负荷(不蹲宓负荷M)一一负荷削派德州雷灾期间实际/预测/削减负荷曲线一截止2020年底，德州风电光伏机组装机占比27$;2月14日20时该地区负荷达69220MW,低温和冰雪风暴导致大面积风电机组叶桨覆冰以及光伏面板积雪，造成约14000MW风电光伏机组被迫停机，出现约20000MW电力缺口，当地450万户用户连续数日停止供电。华业，大，学NcimionMcirrocmHrtasrn一、新型电个系统安全面临w(一)极端天气给电力系统带来严重影响日食现象对新能源的影响2015年3月，欧洲

4、上空日食现象日食期间欧洲光伏出力波动当时，欧洲光伏装机达8667GW,日食期间约17GW的光伏机组退出运行。德国电网公司为应对日食对电网的冲击，预先斥资350万欧元购买了3800MW的火电以及抽水蓄能电站的备用容量，达常规水平的2倍，保证了电网的安全稳定运行。(一)极端天气给电力系统带来严重影响我国某电网IIOkV以上线路受天气影响跳闸数据我国某电网近三年内IIokV以上线路受天气因素影响的跳闸次数占总跳闸次数比例分别为55%,57%,62%,呈逐年增长趋势。第一年第二年第三年HOkV以上线路受不同类型天气影响的跳闸比例HOkV以上线路因天气因素跳闸占总跳闸次数比例一、新型电工系统安全面临(一

5、)电网运行安全风险加大交直流互联电网存在换相失败风险截至2019年，国家电网公司直流输电共发生换相失败1353次，系统连锁故障风险加大。J/华东电网送华东七回直流-P(P.U)时间ZS渝鄂背靠背投产前，华中-西南同步系统通过7回直流送电华东2013年发生2起交流故障，分别导致4回直流3回直流同时换相失败，对送端造成巨大冲击一、新型电力系统安全面临的挑战（二）电网运行安全风险加大新能源机组存在电压异常脱网风险电网故障导致的电压降低以及故障后无功不平衡导致的电压升高,故障切除后康保站50OkV母线电压最高上升至1.70p.u.以上，导致大量风电机组因过电压而脱网。VtTtIF.作_nfi不=虹上二

6、IM1”IU1414JM4IUMJUISJ194S!、JH*一0j/.肿华业电名大老-2W8HAKCTOCKWWUT容易造成新能源大规模脱网。a元IfM3淇八-母声E家康一回单瞬故障康保站500kU母线电压陕武特高压直流工程智态无功造成机端过电压三北”地区风电多经高压交直流系统输送，弱电网特征显著VtHMIIIXBXnKlUIHtAMJtcn距离保护受到影响等效正方向阻抗动作圆（背后同步机）等效正方向阻抗动作圆（背后新能源）新能源等效阻抗受控制策略的影响，保护出口处故障时，距离保护出现拒动情况，保护可靠性下降。一、新型电中系统安全面I(一)电网运行安全风险加大继电保护面临重大挑战1、反应工频的

7、保护原理存在不正确动作风险。差动保护受到影响wS两侧为同步电机时，两一侧为新能源的情况下,侧电流相角基本一致。两侧电流相角差距较大保护性能影响因素电流相角差.赖漏值比制动系数不同制动系数对辞演电流相角差边界一、新型系统安全面临的挑华业由行次名n*11gvmix(一)电网运行安全风险加大继电保护面临重大挑战2、定值配合式保护选择性和灵敏性的矛盾更加突出，保护同时存在拒动和误动风险。配电网由单电源网络变为多都电流带来影响，使得传统的定值配合可能发生拒动和误动的情况。ET系统安W（二）电网运行安全风险加大电网安全控制面临重大挑战1、电力系统运行方式的快速变化、故障的不确定性，以及电力电子设备的快速调

8、节和黑匣子特征，使得预案式控制的适应性和准确性降低。1华光也力攵摩mMIMCMSIKrhUa、Z41、（二）电网运行安全风险加大电网安全控制面临重大挑战2、异构多控制器动态响应时间尺度相互交织，同步、频率、电压辎定问题相互耦合。柱乜5节Mttf力暴崎柩定脂不同稳定形态的多时间尺度交互及主导环节异构新能源集群并网系统示意图1IMt.MJM导致机械-电气系统共振。“7.1”花Ba电厂次同步落示意图15统安全面临的挑(一)电网运行安全风险加大电网安全控制面临重大挑战3、系统从低频、次/超同步到高频的宽频段振荡场景增多，稳定分析与控制更加复杂。1 电力电子设备的波形变换及其非线性控制，造成电网含有更加

9、丰富的谐波源。2 柔性输电技术等，使得电网的谐振频率更加宽泛。3 机组的轴系及动力调速系统可能i小结气候专家指出，全球现在已经进入极端天气高发时期，未来1030年将是气候变化的“新常态”。极端天气极易对电力系统造成短时间内不可修复的Nk事故。随着沙戈荒、海上风电等大型新能源基地的建设，源侧设备将和电网设备一样受到极端天气的影响。新型电力系统自身的一次设备、以及保护与控制等二次设备都将面临新的安全挑战，更易引发系统性事故。外部极端天气带来的风险会在电力系统产生叠加放大效应，新型电力系统安全面临严峻挑战，必须予以高度重视。提纲新型电力系统安全面临的挑战风险预防及其在电力系统中的应用加强极端天气下电

10、力系统预防性控制研究与应用结语（一）忧患意识在我国传统文化中源远流长源远流长的中华文化中琼含着强烈的风险意识、以及清晰的防范理念，其内涵丰富，思想深刻,流淌着岁月的智慧，对于当今社会仍然起着积极借鉴作用。诗经幽风居安思危.迨天之未阴雨，彻彼桑土,绸缪牖户。居安思危，思则有备，有备无患。左传襄公十-年未病先防，欲病早治，既病防变，愈后防复。黄帝内级*VfcMIOHKKIfiCTtCKMtA1.hMlMY二、风险预防及其在电于统中（四）风险管理理论的基本架构风险管理是一个连续的、动态的过程，主要包括建立风险管理目标、风险分析、风险决策、风险艇等多个环节，其中防患于未然的思想在风险管理理论中非常重要

11、。风险分析风险决策风险处理痂执行在损失发生前执行有些风险无法回避，例如极端天气可以完全肖除风险P-风险管理效果评价I实施风险管理计划风险管理决策选择风险管理技术风险评价风T计风险识别一建立风险管理目标风险管理理论的基本过程主动放弃某项可能引发风险损失的活动采取措施预防损失的发生和减少损失的后果（四）风险理论在电力系统中的应用电力系统风险防控1、风险防控措施中的预防性控制主要包括提前调整系统运行方式、提前配置发电车等策略。二、风险预防及其在电力系统中的应用（四）风险理论在电力系统中的应用电力系统风险防控华业电省大学HCW*HOHKAOHTOCPC%CAt*XPSTY2、当前风险防控措施中的事后控

12、制主要由电力系统的第二、第三道防线实现。第一道防线:第二道防线:快速可靠的继电保护，有效的预防性控制措施稳定控制装置及切机、切负荷紧急控制措施像R安全稳定磷第三道防线:失步解列、频率及电压紧急控制策略（第三级安全稳定标准）24小结电力系统“三道防线”为保障我国电网的安全稳定运行做出了重要贡献。现有风险防控策略多采用第二道防线和第三道防线的事后控制，第一道防线的预防性控制主要适应低风险场景，针对高风险场景下的预防性控制还未充分考虑Q正常运行预防性控制（第一道防线）继电保护（第一道防线）稳定控制切机切负荷（三=at防线）,失步解列频率紧急控制电压紧急控制（第三道防线）应予以加强电力系统三道防线示意图提纲新型电力系统安全面临的挑战19风险预防及其在电力系统中的应用加强极端天气下电力系统预防性控制研究与应用结语三、加强极端天声硬黑1系统预防性控制隼业由名