上海交通大学：《电力系统自动化》课程教学资源（讨论成果）刘东老师班级第一次讨论——徐熙林.doc_大学文库

电力系统自动化第一次讨论报告关于美加8.14大停电的反思与认识本次讨论组长：徐熙林组员：许嘉轩黄森杨宇尘姚益剑摘要：电力系统的可靠运行是电力系统研究与从业人员的重点关注问题，而电力系统的稳定运行与系统设备情况，系统信息与调度，电力系统的市场化运行等诸多问题有着密切的联系。本次讨论就美加8.14大停电事故，通过分析事故原因，提出降低此类事故发生概率几项可能地措施。关键词：美加8.14停电事故，电力系统，可靠运行事件背景与回顾： 2003年8月13日，美国东北部和加拿大东部联合电网发生了一起严重的相继开断事故，最终导致了系统失稳。在这次事故中，系统失去了61.8GW的负荷长达29小时时间，共造成了约300亿美元的损失，对美国的经济生产，公共交通等多个领域均产生了较为严重的影响。美国拥有规模极为庞大的电力工业。美国主要具有东部，西部与德州大三电网，三大电网通过背靠背直流互联，如下图1，而事故发生的东部电网是当时总装机容量最大的同步电网。 Western Eastern Interconnection ERCOT Interconnection 图1美国三大输电网事故发生起因于电网运行状况逐渐恶化的累积效应，这一阶段主要源自由于天气原因造成的负荷急剧增加，造成功率缺失，使系统电压逐步降低至失稳的临界值。之后，大面积切断事故发生前的两项时间的发生，使整个系统走向了最终的切断失稳。1)系统功率的进一步缺失，使系统的调节失去灵活性，故障发生时难以调节：2)对地短路故障发生使自动监视装置不能有效显示系统的实时运行状况。MS系统也同时发生了故障，监视系统没有能够在系统最终失稳前的最后时刻进行有效减载。最终俄亥俄州北部输电系统崩溃导致潮流反向，系统解列。事件讨论与分析：掌握了大停电的主要过程和过程中一些最终导致事故发生的关键因素以后，我们小组成员对于事故产生的原因和怎样避免此类事故的发生展开了积极的讨论。下面总结我们组的主要观点

电力系统自动化第一次讨论报告关于美加 8.14 大停电的反思与认识本次讨论组长：徐熙林组员：许嘉轩黄森杨宇尘姚益剑摘要：电力系统的可靠运行是电力系统研究与从业人员的重点关注问题，而电力系统的稳定运行与系统设备情况，系统信息与调度，电力系统的市场化运行等诸多问题有着密切的联系。本次讨论就美加 8.14 大停电事故，通过分析事故原因，提出降低此类事故发生概率几项可能地措施。关键词：美加 8.14 停电事故，电力系统，可靠运行事件背景与回顾： 2003 年 8 月 13 日，美国东北部和加拿大东部联合电网发生了一起严重的相继开断事故，最终导致了系统失稳。在这次事故中，系统失去了 61.8GW 的负荷长达 29 小时时间，共造成了约 300 亿美元的损失，对美国的经济生产，公共交通等多个领域均产生了较为严重的影响。美国拥有规模极为庞大的电力工业。美国主要具有东部，西部与德州大三电网，三大电网通过背靠背直流互联，如下图 1，而事故发生的东部电网是当时总装机容量最大的同步电网。图 1 美国三大输电网事故发生起因于电网运行状况逐渐恶化的累积效应，这一阶段主要源自由于天气原因造成的负荷急剧增加，造成功率缺失，使系统电压逐步降低至失稳的临界值。之后，大面积切断事故发生前的两项时间的发生，使整个系统走向了最终的切断失稳。1）系统功率的进一步缺失，使系统的调节失去灵活性，故障发生时难以调节；2）对地短路故障发生使自动监视装置不能有效显示系统的实时运行状况。EMS 系统也同时发生了故障，监视系统没有能够在系统最终失稳前的最后时刻进行有效减载。最终俄亥俄州北部输电系统崩溃导致潮流反向，系统解列。事件讨论与分析：掌握了大停电的主要过程和过程中一些最终导致事故发生的关键因素以后，我们小组成员对于事故产生的原因和怎样避免此类事故的发生展开了积极的讨论。下面总结我们组的主要观点

电力系统自动化第一次讨论报告观点一：事故的发生和互联电网结构的规划有密切关系。事件发生时，美国虽然采用了区域电网互联的运行方式，但是各区域电网之间的信息联系并不紧密，也就是说，各大电网对于其他电网的具体运行状况与运行数据的掌握是极为不充分的。这样，各大电网无法做到充分了解电网的整体运行信息，并不清楚此时的运行状态仍具有多大的稳定裕度，为事故的发生埋下了隐患。简言之，美国电力系统各区域的分系统运行自成体系，系统间采用协议运行模式，相互间缺乏经常性的沟通，没有统一的电网调度与管理机构协调跨地区电网。观点二：事故的发生和电网监视调度有密切关系。 “冰冻三尺，非一日之寒。”大面积停电事故发生前期就已经出现了为期数小时的累积效应。分析事故原因，我们了解到系统的EMS装置由于线路接地故障不能显示正常的电网运行数据，使调度部分不能充分意识到问题的严重性，并积极采取有效措施。由此可以看出，电力系统信息自动监视与控制装置对于系统的稳定运行起到了至关重要的作用，是我们组员都更加期待接下来的课程学习。 SCADA系统HUB EMS系统HUB DTS t HSI HS 数员=学员台m 图2EMS自动装置原理此外，在事故发生初期，电网调度机构的调度权力和效率是否足以应付大事故也很值得怀疑。观点三：电网经济化运行模式的思考我们小组讨论认为，这次事故的发生和电网的市场化运行模式也有着很大的关系。众所周知，面向市场的电网收到投资水平的直接影响。投资水平较高时，系统的容量一般都能够得到保证，但是由于投资对于眼前收益的考虑，系统可能仍会出现设备老旧，更新速度慢等多种问题；当投资不足时，电力系统可能出现容量不足的情况，备用容量不足无疑也会降低电力系统的可靠性。同时，由于电网市场化运行后，各大电网处于各种经济目的较少进行很多运行数据的交换，这样可能导致事故发生时没有充分的准备和有效的应对措施。对于事故的处理是十分不利的。对系统稳定运行的思考：虽然本次讨论十分仓促，但我们小组仍然对提高电力系统稳定运行的方式展开了简短的讨论，课下我们小组又继续进行了这一问题的讨论，得出了一下的几条主要观点：

电力系统自动化第一次讨论报告观点一：事故的发生和互联电网结构的规划有密切关系。事件发生时，美国虽然采用了区域电网互联的运行方式，但是各区域电网之间的信息联系并不紧密，也就是说，各大电网对于其他电网的具体运行状况与运行数据的掌握是极为不充分的。这样，各大电网无法做到充分了解电网的整体运行信息，并不清楚此时的运行状态仍具有多大的稳定裕度，为事故的发生埋下了隐患。简言之，美国电力系统各区域的分系统运行自成体系，系统间采用协议运行模式，相互间缺乏经常性的沟通，没有统一的电网调度与管理机构协调跨地区电网。观点二：事故的发生和电网监视调度有密切关系。 “冰冻三尺，非一日之寒。”大面积停电事故发生前期就已经出现了为期数小时的累积效应。分析事故原因，我们了解到系统的 EMS 装置由于线路接地故障不能显示正常的电网运行数据，使调度部分不能充分意识到问题的严重性，并积极采取有效措施。由此可以看出，电力系统信息自动监视与控制装置对于系统的稳定运行起到了至关重要的作用，是我们组员都更加期待接下来的课程学习。图 2 EMS 自动装置原理此外，在事故发生初期，电网调度机构的调度权力和效率是否足以应付大事故也很值得怀疑。观点三：电网经济化运行模式的思考我们小组讨论认为，这次事故的发生和电网的市场化运行模式也有着很大的关系。众所周知，面向市场的电网收到投资水平的直接影响。投资水平较高时，系统的容量一般都能够得到保证，但是由于投资对于眼前收益的考虑，系统可能仍会出现设备老旧，更新速度慢等多种问题；当投资不足时，电力系统可能出现容量不足的情况，备用容量不足无疑也会降低电力系统的可靠性。同时，由于电网市场化运行后，各大电网处于各种经济目的较少进行很多运行数据的交换，这样可能导致事故发生时没有充分的准备和有效的应对措施。对于事故的处理是十分不利的。对系统稳定运行的思考：虽然本次讨论十分仓促，但我们小组仍然对提高电力系统稳定运行的方式展开了简短的讨论，课下我们小组又继续进行了这一问题的讨论，得出了一下的几条主要观点：