电网安全控制技术研究概述齐芸芸

电网安全控制技术研究概述齐芸芸

齐芸芸

（国网山西省电力公司030032）

电网安全控制技术的研究为构建智能电网综合安全防御体系奠定了坚实的理论基础，为大规模交直流混联电网的安全稳定运行提供了理论依据，提高了大电网抵御极端外部灾害及大面积停电事故的能力，显著提升了大电网对新能源的接纳能力。目前国内外电网安全控制技术研究主要集中在坚强智能电网安全防御体系、电网安全稳定控制基础理论、电网协调优化控制技术、大电网应急与恢复控制技术、电网智能充裕度分析与辅助决策等研究方向。电网安全控制理论研究为构建智能电网综合安全防御体系奠定了坚实的理论基础，为大规模交直流混联电网的安全稳定运行提供理论依据，提高了大电网抵御极端外部灾害及大面积停电事故的能力，显著提升了大电网对新能源的接纳能力。

（1）坚强智能电网安全防御体系取得突破

在坚强智能电网安全防御体系方面，重点研究了电力系统安全稳定综合防御体系框架和实施方案、智能安全防御体系各个组成部分的协调配合、适应坚强智能电网的安全稳定新型三道防线研究、电力系统安全相关导则及标准适用性分析等关键技术。构建了安全可靠的电力系统综合防御体系，从技术上系统性地勾勒出保证我国未来电网安全经济运行的整体架构，为保证电力系统安全稳定运行提供了坚实的理论支持。

提出了电力系统安全稳定综合防御体系的框架和实施方案。在原有的电力系统被动安全三道防线基础上提出了主动安全三道防线的理念，全面建成了电力系统安全防御体系，保障了我国特大规模交直流混联电力系统的安全稳定运行。

（2）电网安全稳定控制基础理论水平稳步提高

在电网安全稳定控制基础理论方面，重点研究了基于响应的控制、直流换相失败防御、联络线功率控制、多断面协调控制等关键技术，并进一步深化研究了低频振荡控制、次同步振荡控制等关键技术。突破了大电网发展面临的独特和迫切需要解决的理论和技术难题，为构建综合安全防御体系奠定了坚实的理论基础。

提出了主导失稳模式判别方法，提出了基于动态响应的稳定性判据及相应控制措施，突破了基于系统建模、离线分析计算难以精确映射系统真实响应的难点。提出了负阻尼低频振荡扰动源机群级定位的方法，提出了扰动源定位后的低频振荡抑制措施，加强了大电网振荡性质判别及扰动源精确定位技术。提出了次同步振荡分析方法及轴系疲劳寿命计算方法，提出了次同步振荡风险评估方法及应对策略，完善了大规模机群外送系统次同步振荡抑制技术。提出了直流系统换相失败预测算法及避免换相失败的直流控制参数优化方法，可以准确预测系统扰动后的换相失败，减小发生换相失败的概率并提高系统的安全稳定水平。掌握了随机功率波动对联络线输电能力的影响机理，提出了随机功率波动建模及计算量化方法，提出的联络线随机功率波动抑制措施可以提高互联电网安全稳定运行水平。突破了互联电网暂态稳定强相关断面的识别技术及多断面协调控制技术，为大电网多断面暂态稳定在线协调控制提供辅助决策。

（3）电网协调优化控制技术显著提升

在电网协调优化控制技术方面，重点研究了广域协调控制、智能优化控制、多FACTS协调控制等关键技术。引领了坚强智能电网框架下协调优化控制技术的发展方向，为实现我国坚强智能电网的协调优化运行提供了坚强的技术支撑。

提出了电力系统安全稳定的广域综合智能控制理论与方法，提出了确定广域智能控制目标的方法，为智能电网安全防御体系的构建奠定理论基础。提出了人工紧急调度与安全自动控制协同决策技术，解决了电压崩溃及低频振荡的实时防控问题，能够在系统安全性快速恶化时为紧急调度提供辅助决策。提出了基于广域测量信息的大电网稳定分析与控制方法，提出了复杂多工况条件下的电网广域协调控制技术，完善了大电网在线安全稳定控制理论体系。提出了多FACTS设备之间交互影响的原理及分析方法，提出了改善系统潮流分布和提高系统稳定水平及输电能力的多FACTS协调配置与控制策略，进一步提高电网的安全稳定水平以满足未来智能电网发展的需要。

（4）大电网应急与恢复控制技术稳步推进

在大电网应急与恢复控制技术方面，重点研究了黑启动及恢复控制、自然灾害应急控制等关键技术，进一步研究了连锁故障及大停电防御等关键技术。提高了大电网抵御极端外部灾害及大面积停电事故的能力以及自愈恢复能力。

提出了电网连锁故障发生机理及连锁故障描述机制和分析方法，提出了应对大停电的电网应急控制策略，全面提升了对电网连锁故障及大停电的认知水平和防御能力。提出了黑启动电源的优化选择方案及电网黑启动控制模式与优化控制策略，突破了电网黑启动过程中利用直流输电的电网恢复技术，对于加快系统恢复速度并减小大停电事故的损失具有重要意义。提出了电网防灾调度及电网事故处理、恢复和黑启动辅助决策，电网应急处理与防灾能力稳步提升。

（5）智能充裕度分析与控制决策支持框架初步建成

在智能充裕度分析与控制决策方面，重点研究和突破了适应新能源接入和特高压大功率输送的电网备用容量优化方法，完善了智能电网环境下电网运行备用优化理论，率先突破了基于风险量化分析的电网充裕度协调控制技术，初步建成了智能充裕度分析与控制决策支持的框架。

在电网安全控制理论子领域，重点针对构建坚强智能电网安全防御体系、智能电网环境下安全控制与保护理论方法、电力系统多信息源全过程综合防控、大电网应急与恢复控制技术进行研究，研究成果达到或超越预期目标，其中联络线随机功率波动控制及多断面协调控制技术、直流换相失败抵御措施及控制保护参数优化方法、海上风电场直流网络拓扑优化及运行控制技术、智能充裕度分析与控制决策支持技术等研究成果超越预期目标。

（6）电网安全稳定在线分析和防控决策能力全面提升

在电网在线安全稳定分析、预警和辅助决策方面，“十二五”期间，重点研究和突破了大电网运行安全风险评估与防控决策、基于广域信息的大电网安全稳定应用原理和方法、多级调度在线稳定分析与协调防控决策、在线安全稳定分析系统应用效能评估等关键技术，解决了特大电网运行中在线安全稳定风险评估、多级调度协调决策的重大难题，全面提升了特大电网面临安全稳定复杂运行态势的综合防御能力。

大电网运行安全风险评估与防控决策方面，开展了风险分析、评估、辨识、防控决策和不确定信息处理等方面研究，突破了电网运行安全风险在线辨识、大电网运行安全风险评估及防控决策的关键技术，实现了电网在线安全稳定评估能力从被动型向主动型和对策型提升，为智能电网调度技术支持系统的进一步发展打下坚实的基础。

广域信息的大电网安全稳定在线应用方面，开展了基于广域信息的大电网安全稳定应用原理和方法研究，突破了大电网安全稳定动态观测、态势感知、全方位快速监测、分析、决策及调节控制等关键技术，研发出一整套世界领先的基于广域信息的大电网安全稳定应用系统，提高了广域信息在大电网安全稳定应用的系统性、先进性及实用性。

多级调度在线稳定协调防控决策方面，开展了多调度机构协同的在线安全稳定防御框架、功能需求以及关键支撑技术研究，突破了不同调度机构的辅助决策控制协调、多级调度操作的快速安全稳定校核等关键技术，构建了多级调度机构协调的在线安全稳定防御功能架构，研发了省地一体化安全稳定综合防御系统，提升了高度耦合互联大电网广域、多层在线安全稳定分析和协调控制决策水平。

在线安全稳定分析系统应用效能评估方面，开展了在线安全分析数据质量评价和应用扩展方法研究，突破了基于实时辨识和在线聚合的负荷模型准确性校核、基于在线安全分析历史资源的系统稳定直接判断方法等关键技术，为在线稳定分析系统的实用化评价提供有力的技术支撑。

参考文献：

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[2]叶健忠，邹俊雄，龙霏，蔡泽祥.地区电网火电机组孤网运行频率控制策略研究[J].电力系统保护与控制.2012（07）

[3]陈树勇，朱琳，丁剑，宋云亭，全玉生.风电场并网对孤网高频切机的影响研究[J].电网技术.2012（01）