湖南电网风险管控ppt.ppt

2014年1月,电网安全风险管控,主要内容,一、湖南电网发展沿革二、湖南电网現状三、湖南电网西电东送、北电南送通道四、国内外电网发生大面积停电典型案例五、湖南电网安全风险辨识六、湖南电网防范大面积停电，开展风险管控专项行动具体措施七、2014年应实施的防范电网风险具体规划、建设项目八、湖南电网长周期安全稳定运行的基本经验,一、湖南电网发展沿革,1897年，长沙宝善成机器制造公司开办电厂，湖南电力工业开始起步。,1959年，第一条110kV线路投运。,1964年，第一条220kV线路投运。,1986年，第一条500kV线路投运。,2013年，我们正迈向“坚强智能电网”的门槛。,湖南电力工业发展的历史经验表明：“经济要发展，电力须先行”。,二、湖南电网现状,统调发电设备统调机组245台装机容量26717兆瓦,各电源比例火电16085兆瓦占全省总装机60.21%水电10198兆瓦(含抽水蓄能)占全省总装机38.17%新能源434兆瓦占全省总装机1.62%,至2012年底，全省总装机容量达到3279万千瓦，其中火电1855万千瓦，水电1372万千瓦。2012年，全社会用电量达到1347亿千瓦时。,变电设备500千伏变电站17座(岗市、昆山、复兴、沙坪、鹤龄、星城、艾家冲、云田、古亭、民丰、牌楼、艳山红、长阳铺、船山、紫霞、苏耽)变电容量21500兆伏安220千伏变电站157座变电容量39764兆伏安,输电线路500千伏线路48条总线路长度3773千米220千伏线路391条总线路长度12304千米,三横：500kV西电东送北通道为岗市-复兴-沙坪-星城中通道为民丰-鹤岭-云田双回南通道为牌楼-长阳铺-船山（宗元）及艳山红-宗元两纵：500kV北电南送西通道为复兴-艾家冲-鹤岭-民丰-长阳铺东通道为沙坪-星城-古亭-船山,电网结构特点1,500千伏电网已形成了北、中、南三条西电东送大通道和东、西两条北电南送大通道，构筑了“联络华中、纵穿南北、横贯东西”的较为坚强的500千伏主网架结构。,负荷中心两环网：湘中不完全双环网湘南单环网,电网结构特点2,电网结构特点3,1,2,部分500千伏和220千伏环网已打开（注：电磁环网，也称高低压电磁环网，是指两组不同电压等级的线路通过两端变压器磁回路的连接而并联运行。高低压电磁环网中高压线路断开引起的负荷转移很有可能造成事故扩大、系统稳定破坏）,长沙等负荷中心逐步向放射状星型网络发展,负荷中心大电源的接入提升了电压支撑能力,3,技术已较为先进,湖南电力通信网已建成以光纤通信网络为主的通信传输网络，主要承载调度自动化、继电保护及安自通道、信息广域网等电网调度、生产管理类业务电路。,至2012年底，省网已投运通信站260个。,技术已较为先进,调度支持系统建设取得长足进步！,省地一体化OMS系统（调度管理系统），新一代智能调度支持系统D5000系统（D5000指的是调度支持系统的一个软件平台，承载实时监控与预警、调度计划、安全校核和调度管理四大应用平台）相继投运，水调自动化系统、省地一体化负荷预测系统的建设和完善提高了运行方式安排的精细化程度。电网动态监测预警系统、电网在线安全稳定评估及预防控制系统，提出并实现了电网动态稳定在线监测和预警。,技术已较为先进,配网自动化已经起步,配电网自动化是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段，对配电网进行离线与在线的智能化监控管理,技术已较为先进,火电应用技术已经实现了从亚临界到超临界和超超临界的跨越,600MW超临界机组：金竹山电厂#3机组,600MW超超临界机组：华能岳阳电厂#5机组,电厂锅炉蒸汽参数在14-22.2MPa之间称亚临界压力锅炉；大于22.2MPa就是超临界锅炉，当锅炉内蒸汽温度不低于593度或蒸汽压力不低于31MPa被称为超超临界。（1MPa相当于10个大气压）,新能源开发已经起步,技术已较为先进,目前，全省投运生物质电厂6座：临澧凯迪（130MW）、隆回凯迪（130MW）、益阳凯迪（215MW）、岳阳凯迪（212MW）、衡阳理昂（120MW）、和理昂澧县（215MW）生物质电厂，共9台机组，总装机164MW；投运风力发电厂7个：邵阳城步南山风电场、华电郴州仰天湖风电场、湘电新能源鲁荷金风电场、临武三十六湾风电场、桂阳天塘山风电场、湖南来溪风电场、永州大路铺风电场。,三、湖南电网西电东送、北电南送通道,五、发输变电设备检修安排,奇岭,洛王,依江,峡山,坦渡,文里,汉昌,新市,先锋,护城,明山,沅江,蔡家溪,凤滩,凉水井,柘溪,枇杷冲,田家,鹅塘,上渡,中连,大伏潭,铜湾,阳塘,湾潭,万溶江,岩人坡,格山,碗米坡,公坪,黔城,洪江,平溪,儒林,飞山,柳山,青山,建胜,贺家,永丰,檀江,胜利,勾南,浯溪,谷源,老山界,曲河,印山,锰都,廉溪,柏福园,蒋家田,桐山,塔峰,女书,嘉会,水湾,马托,临武,福冲,外沙,蓉城,碧塘,龙塘,塘溪,焦岭,耒阳,朝阳,下东,滴水井,铁合金,空洲,君城,横店村,大塘冲,酃湖,麻,湛,建滔,师,周,真,松,烟州,锑,泉塘,肖,西,麦,团,淮川,集里,丛塘,向阳,康,群,涟源,早,豹,玉,太,凌津滩,漳,迎,袁,磅,零阳,华岳,毛,沧,铁,石门,创元,七重堰,桃,刘,楚,威,昆山,益阳,长沙,黑麋峰,沙坪,星城,云田,鹤,古亭,民丰,长阳铺,金竹山,宝庆电厂,船山,宗元,紫霞,苏耽,鲤鱼江,东江,用,城,董,豪,艳山红,白市,三板溪,黔东,托口,牌楼,大龙,玉屏,五强溪,岗市,复兴,宝,经,渌,桂,至江陵,至葛洲坝,800kV直流,皂市,盘山,窑坡,三江口,浮,德,巴,捞,学,天,九,响,茶,白,大龙电厂,挂治,扶夷,至广东,至桂水,江垭,胡家坪,黄,山塘驿,北电南送东通道沙坪-星城-古亭-船山,西电东送北通道：岗市-复兴-沙坪-星城,过境通道：锦苏（800千伏四川锦屏至江苏苏南）、向上（800kV向家坝上海）,西电东送南通道：牌楼-长阳铺-船山（宗元）及艳山红-宗元,西电东送中通道：民丰-鹤岭-云田,北电南送西通道复兴-艾家冲-鹤岭-民丰-长阳铺,过境通道：三广线（800千伏三峡至广东）,过境通道：溪浙线（800千伏四川宜宾溪洛渡左岸浙江金华）,四、国内外电网发生大面积停电典型案例,案例1.美加8.14大面积停电事件,概况：美国东部时间（EDT）2003年8月14日下午16点11分，以北美五大湖为中心的地区发生大面积停电事故，包括美国东部的纽约、密歇根、俄亥俄、马萨诸塞、康涅狄格、新泽西州北部和新英格兰部分地区以及加拿大的安大略等地区。这是北美有史以来最大规模的停电事故。停电涉及美国整个东部电网，事故中至少有21座电厂停运，停电持续时间为29h，损失负荷61800MW。约5000万人受到影响，地域约24000平方千米，其中纽约州80%供电中断。,原因分析：1.第一能源公司(FE)的3条输电线路由于离树枝太近，短跳闸，这是大停电的最初原因;2.当时FE公司控制室的报警系统未正常工作，而控制室内的运行人员也未注意到这一点，即他们没有发现输电线路跳闸;3.由于FE公司的监控设备没有报警，控制人员就未采取相应的措施，如减负荷等，也就没有通告相邻的电力公司和可靠性协调机构致使故障扩大化，最终失去控制;,4.MISO作为该地区(包括FE)的输电协调机构，也出现问题：MISO的系统分析工具在8月14日下午未能有效地工作，导致MISO没有及早注意到FE公司的问题并采取措施;MISO用过时的数据支持系统的实时监测，结果未能检测出FE公司的事态发展，也未采取缓解措施;MISO缺乏有效的工具确定是哪条输电线路断路器动作及其严重性，否则MISO的运行人员可以根据这些信息更早地意识到事故的严重性;MISO和PJM互联机构(控制宾夕法尼亚、马里兰和新泽西等地)在其交界处对突发事件各自采取的对策缺乏联合协调措施。总体而言，此次大停电是诸多因素所致，包括通信设施差、人为错误、机械故障、运行人员培训不够及软件误差等。从复杂的计算机模拟系统到简单的输电走廊树枝修，都未予以足够的重视。,案例2.伦敦大停电事件,概况：2003年8月28日下午英国伦敦经历了16年来第1次大停电。英国国家电网公司所属的伦敦南部电力传输系统出现故障，导致该系统从18:20至18:57电力供应中断。停电影响了EDF能源公司的410000个用户，事故主要发生在伦敦南部地区，东至Bexley，西至Kingston，北至Bankside，南至Beckenham，停电共损失负荷724MW，约为当时整个伦敦负荷的20%。原因分析：2001年更换老设备时安装了一个不正确的保护继电器，致使自动保护设备被误启动，而切除Hurst变电所的变压器不是造成本次事件的直接原因，它使伦敦电力供应量瞬间减少了五分之一。由于电力缺额过大造成了这次大停电。,案例3.意大利全国大停电事件,概况：2003年9月28日凌晨3：30意大利发生全国大停电，受停电影响的居民达5400万人（约占全国人口的93%）。停电数小时后北部城市米兰等首先恢复供电，继之首都罗马在当天中午开始有电。南部地区到29日才恢复供电。原因分析：直接原因是从法国通往意大利的两条400kv高压电线因暴雨中断。但是在短暂的电力中断之后，意大利方面未能及时连通法、意之间的电力电缆，引起这2条400kV线路相继跳闸，导致意大利有功出力不足，引起一连串的停电事件。,案例4.古巴“9.9”大停电事件,概况：古巴首都哈瓦那在当地时间2012年9月9日晚8点左右失去电力供应，导致古巴中西部10个省（占全国16个省的三分之二左右），其中有6个省全黑3个小时左右。影响人口600多万，超过全国人口的一半，其中首都地区受影响人口220万。原因分析：1.电网装机容量不足及电网老化严重。2.是电网投资环境恶劣及管理混乱，国外资金不愿投入到古巴电力领域基础建设。3.防止大面积停电的应急措施不力。,案例5.印度电网大面积停电事件,当地时间7月30日凌晨2时35分开始，印度北部地区德里邦、哈利亚纳邦、中央邦、旁遮普邦、拉贾斯坦邦、北安查尔邦、北方邦等个邦发生停电事故，逾3.7亿人受到影响。在上述地区恢复供电数小时后，于当地时间7月31日13时05分开始，印度包括首都新德里在内的东部、北部和东北部地区电网再次发生大面积停电事故，超过20个邦再次陷入电力瘫痪状态，全国近一半地区的供电出现中断，逾6.7亿人口受到影响，相当于整个欧洲的人口。原因分析：1.电网（设备）严重过载而跳闸，导致电网稳定破坏，主要发电机组退出运行，从而引发大面积停电。2.调度运行失控。北方区域电网调度和四个邦级调度都没有及时控制负荷，导致用电失控、潮流失控和电网安全失控。3.在严重缺电情况下，政府在需求侧管理方面职能缺失，没有看到政府有关有序用电方面的措施信息，更没有见到允许调度在紧急情况下拉闸限电的指令。4.国家电网（含各区域电网）主网架薄弱，输电能力不足，安全水平不高。,案例6.中国海南大停电事件,概况：2005年9月26日清晨1时左右，第18号台风“达维”对海南电力设施造成了严重破坏，引发了部分电厂连续跳机解列，最终系统全部瓦解，导致了罕见的全省范围大停电。海南“9.26”大停电有两个明显的特点，一是停电波及面广，电厂全部解列，停电范围涉及全岛；二是从正常状态到全同崩溃时间较短，仅4分钟左右电网全黑。原因分析:电网设计水平偏低、孤立运行、设备老化严重、大机小网和弱联系的电网结构是海南“9.26”大停电的主要原因。,案例7.中国南方冰冻灾害大停电,概况：2008年1月10日至2月2日，我国南方地区先后出现4次大范围低温雨雪冰冻天气，遭遇了50年一遇的冰雪灾害，使电网安全运行经历前所未有的严峻考验。由于暴雪、冻雨导致河南、湖南、湖北、江西、安徽、浙江、福建等地输变电线路出现大范围的断线倒塔事故，造成大范围大面积停电限电，包括重要交通枢纽及设施等的供电中断，严重影响了电网安全运行。甚至部分地区电网瓦解，江西赣州电网进入了孤网运行、湖南郴州断电断水十多天。随即引发交通运输、物资调运、市场供应等方面的连锁反应，人民生活一度陷入了困境。据报道，全国范围电网此次因灾停运电力线路共37606条，因灾停运的变电站共2027座，110500kV线路因灾倒塔共8165基。原因分析：1.电力设施对极端气候灾害防范的设计标准不够。2.应急管理不到位。3.线路走廊不安全，大部分属重冰区。,案例8.2006年华中电网事故,概况：2006年7月1日20：48，华中（河南）电网发生重大电网事故“7.1”电网事故。该事故导致华中（河南）电网多条500千伏线路、220千伏线路跳闸，多台发电机组退出运行，电网损失部分负荷，造成河南5市停电，并影响到湖北、湖南、江西等省电网。原因分析：保护装置误动引起500kV线路跳闸。大量负荷转移，作为安全稳定装置的第一道防线，继电保护装置没有起到应有的作用。同时安全稳定控制装置拒动。,五、湖南电网安全风险辨识,存在的主要问题,一次能源缺乏，电源建设乏力。全省煤炭保有储量31.55亿吨，仅占全国的0.3%，水电资源开发利用已达技术可开发量的95%以上，“十一五”末，省内一次能源对外依存度已达52%。预计到2014年，夏季和冬季高负荷时期可能会面临短时缺电。由于核电建设的停滞，到“十二五”末，湖南可能将会面临较长时间的装机容量不足的硬缺电局面。,1,存在的主要问题,湘中负荷中心,湘南电网近年来负荷增长快，内部缺乏大的电源支撑,电源主要集中在西部，约占全省的60%，而电力电量占全省1/3以上的湘东（长株潭）地区，发电装机容量仅占全省的14%，形成“西电东送”的格局,湘南负荷中心,电源布局欠合理，受端系统支撑不足,2,存在的主要问题,负荷峰谷差大水火协调困难,3,水电在丰、枯期出力和电量相差很大，存在季节性缺电问题，枯水期电网缺电量，电网运行困难；丰水期则缺调峰容量，电网调峰非常困难。2012年月最大峰谷差已达到908万千瓦，日最大峰谷差约800万千瓦。,存在的主要问题,电网还存在一些薄弱环节，不能适应负荷增长的需要,500千伏至110千伏电网变电站均不同程度地存在变容量不够的问题，大负荷情况下常出现满载的情况。220千伏及以下电网中铝线圈主变压器仍占一定比例，抗短路能力差；部分主变压器运行年限长、绝缘老化严重；部分高能耗的老旧主变压器仍大量存在于县城及农村电网。,变电方面,在一些极端方式下，500千伏、220千伏电网中一些重要断面输送能力不够。农村110千伏及以下电网中存在较多的老旧线路。,部分地区电网结构薄弱，运行方式不灵活，供电可靠性不高。城配网和农配网发展不均衡，城网密度日益增大、日趋复杂，部分农村地区线路长度较长、线径小、设备状况差，导致供电卡脖子、末端供电电压水平偏低问题比较突出。,输电方面,配电方面,4,二次系统安全防护及网络与信息安全方面存在安全隐患防火墙、部分路由器、交换机、隔离装置、防病毒软件等仍存在安全隐患，易于受到病毒感染和黑客攻击二次系统安全管理存在薄弱环节对继电保护和安全自动装置等电力二次系统和设备的日常维护、检修等方面技术力量不足，维护能力有限，过分依赖于厂家,存在的主要问题,5,电力二次系统存在安全风险,省内生物质发电基本上以民营企业为主，企业在人员、设备、资金方面的投入有限，普遍存在安全生产管理基础薄弱、隐患排查治理和现场安全管理不到位等问题。大量新能源机组投运后，备用电源容量不足，给电网运行方式安排带来严峻挑战。,存在的主要问题,6,新能源并网不安全因素突出,存在的主要问题,自然灾害频发，对电网运行影响大,7,冰冻、雷击、台风、山火等各类自然灾害破坏较多，对电网安全稳定运行影响较大。极端气候频繁出现，曾多次遭受冰冻、台风及洪涝灾害的袭击，尤其是2008年初的严重冰冻灾害给湖南电网造成了巨大的损失。,组织机构不健全不能全覆盖+人员少疲于应对，监管不深入+装备技术不足实时信息不掌握,存在的主要问题,8,实时监管能力不足,六、湖南电网防范大面积停电，开展风险管控专项行动具体措施,高度重视，及时动员部署依据国家电监会关于印发的通知（办安全201331号）要求，结合湖南电网实际，3月15日，印发关于印发的通知（湘电监安全【2013】40号），成立了以我办分管负责人为组长、全省各电力安委会成员单位安监部门负责人为成员的专项行动领导小组及其办公室，全面启动我省电网安全风险管控专项行动。,统筹结合，确保专项行动取得实效,七、防范电网风险，2014年应实施的具体规划、建设项目,新建500千伏昆沙II线（昆沙-星沙）。加强岳阳电网与主网的500千伏联络，有效改善华能岳阳电厂的发电送出安全稳定水平。加快永州电厂及其外送工程的前期工作进度，促成永州电厂尽快投产，发挥应有的作用。考虑耒阳电厂三期扩建工程尽快启动。加快建设500kV星沙变，解决500kV沙坪主变、星城主变过载的问题。加快启动500kV常德北输变电工程的建设，缓解岗市主变下网的压力，减轻盘窑盘七断面的输送潮流。,0,1,2,3,4,建议加快株洲电厂一台机改进螃蟹嘴上网的建设步伐。尽快启动220kV向阳变、淮川变主变扩容项目，加快220kV龙王变建设进度，尽快启动220kV马栏山变输变电工程建设，提高长沙局部地区供电能力。加快启动220kV沙丛第三回线路的建设，解决长沙浏阳地区供电紧张的问题。建议加快建设冷江南建设，建设冷江南至中连变220KV线路，减轻锑中线的输送潮流。开展风电并网研究，根据风电发展规划做好滚动计算分析，及时发现风电投产对电网安全稳定运行带来的影响并采取应对措施。,5,6,7,8,9,八、湖南电网长周期安全稳定运行的基本经验,1、坚持统一调度原则,始终坚持“统一调度、分级管理”的调度管理体制不断强化电力调度在电网运行指挥中的权威不断强化电力调度系统能力建设重视电网安全分析，合理电网运行方式安排和设备检修计划高度重视有序用电方案的编制,2、坚持筑牢电网安全三道防线,高度重视电力二次系统风险管控及时排查治理二次设备、二次回路、保护定值和软件版本等方面的隐患高度重视发电厂和电力用户涉网二次系统的安全管理工作加强二次系统的配套建设和技术改造，投入大量资金改造老旧继电保护装置，提高配置标准，改善运行工况30年来，第三道防线的建设一直没有间断，目前第三道防线的主要装置有鄂湘联络线失步解列装置、电厂的低频低压解列装置、高频切机装置、遍布全网的低频低压减负荷装置等。严格落实电力二次系统安全防护规定（电监会第5号令）“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的要求，强化数据、自动化和监控等系统的安全防护,三道防线分别是：继电保护、过载切机切负荷稳控装置、低频低压失步解列装置。第一道防线：高速、准确地切除故障元件的继电保护和反应被保护设备运行异常的保护不损失负荷，快速隔离故障；第二道防线：保障电网安全运行的安全自动装置允许损失少量负荷，避免元件过载、电网失稳；第三道防线：失步解列与频率、电压控制采取一切必要手段避免电网崩溃。,3、坚持厂网协调、团结治网,加强机组一次调频、AGC（自动发电量控制）管理，确保了系统频率稳定全面完成了水电单机容量为50MW及以上，火电单机容量为100MW及以上机组P