2023电力系统旋转事故备用容量配置标准

Q/GDWXXXXX—XXXX电力系统事故备用容量配置导则范围本标准规定了交流同步电网事故备用容量的基本要求、配置原则、控制原则和管理归口等要求。本标准适用于区域、省级控制区以及各级发电、输电、供电、用电企业和用户等，其它规模电网可以参照执行。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T31464-2015电网运行准则GB/T26399-2011电力系统安全稳定控制技术导则GB/T19963-2016风电场接入电力系统技术规定GB/T15945-2008电能质量电力系统频率允许偏差GB/T26863-2011火电站监控系统术语DL755-2001电力系统安全稳定导则DL/T428-2010电力系统自动低频减负荷技术规定DL/T1234-2013电力系统安全稳定计算技术规范DL/T961-2005电网调度规范用语SD131-84电力系统技术导则SDJ16l电力系统设计技术规程SDGJ60电力系统设计内容深度规定术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1

运行备用operatingreserve运行备用包括负荷备用和事故备用。引用SD131-84电力系统技术导则3.2

检修备用maintenancereserve检修备用容量一般应结合系统负荷特点，水火电比重，设备质量，检修水平等情况确定，以满足可以周期性地检修所有运行机组的要求。引用SD131-84电力系统技术导则3.3

事故备用容量emergencyreserve指在规定时间内（例如10min内），可供调用的备用容量。其中至少有一部分（例如50％）是在系统频率下降时能自动投入工作的备用容量。引用SD131-84电力系统技术导则3.4

负荷备用容量loadreserve指接于母线且立即可以带负荷的旋转备用容量，用以平衡瞬间负荷波动与负荷预计偏差。引用SD131-84电力系统技术导则3.5

旋转事故备用spinningcontingencyreserve指在规定时间内可调出的，并用于应对发电设备或输变电设备非计划停运导致有功功率缺额的旋转备用容量。3.6

非旋转事故备用non-spinningcontingencyreserve指在规定时间内可调出的，并用于应对发电设备或输变电设备非计划停运导致有功功率缺额的非旋转备用容量。3.7

负荷侧备用loadsidereserve指在规定时间内可以切除的负荷容量。3.8

替代备用replacementreserve指在电力系统运行阶段预留足够的事故备用容量，用于确保事故后快速实现发电与负荷的平衡，使系统频率和联络线功率恢复到正常值。3.9

设防故障集fortificationfailureset依据电力系统安全稳定导则规定的故障类型设立的事故备用设防故障集合。3.10

标称频率nominalfrequency系统设计选定的频率。引用GB/T15945-20083.11

频率偏差frequencydeviation系统频率的实际值和标称值之差。引用GB/T15945-20083.12

频率偏差范围standardfrequencyrange电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz。当系统容量较小时，偏差限值可以放宽到±0.5Hz。引用GB/T15945-20083.13

暂态最低频率transientminimumfrequency指系统发生故障后频率波动过程中的频率最低值。3.14

恢复频率recoveryfrequency指系统发生故障后频率最终恢复的稳态值。3.15

频率稳定frequencystability电力系统受到小的或大的扰动后，系统频率能够保持或恢复到允许的范围内，不发生频率崩溃的能力。引用DL/T961—20053.16直流频率限制控制/频率控制frequencylimitcontrol/frequencycontrolFLC/FC指能够根据交流系统频率调整直流功率参考值的直流控制手段。3.17

省级控制区provincialgrid具有省级电网调度控制权限的调度机构所辖电网。3.18

区域控制区regionalpowergrid一个或多个省级控制区组成的交流同步电网。总则4.1总体要求电力系统应预留一定容量的事故备用，以应对发电设备或输变电设备非计划停运导致的功率缺额，其中旋转事故备用是保证系统频率恢复性能的重要支撑。4.2配置目标电力系统事故备用的配置应满足系统运行安全性和经济性两方面的要求。一方面，事故备用能够在一定时间内全部调出，且调出后能持续一定时间，保障故障后暂态最低频率及恢复频率在可接受范围内；另一方面，事故备用容量和分布的合理配置可以避免电力资源浪费，降低电力系统运营成本。4.3备用体系电力系统备用体系框架如图4-1所示。图4-1电力系统备用体系4.3.1电力系统备用包括运行备用和检修备用。4.3.2运行备用包括负荷备用和事故备用。4.3.3事故备用包括旋转事故备用、非旋转事故备用和替代备用。4.3.4旋转事故备用主要是指并网运行且仅带一部分负荷的发电机组中随时可以增发的容量。4.3.5非旋转事故备用包括直流可调功率、在规定时间内可供调用的新能源发电容量、储能、抽水蓄能机组和待机水电机组容量、可切除的负荷容量（可中断负荷、有序用电等）。4.3.6替代备用包括发电计划调整、区域电力交易、负荷侧备用和新能源短期预测超发能力等。4.4事故备用容量配置方案应由同步电网最高级别调控机构统一管理，调度部门应定期或当系统条件有重大变动时，对其进行重新审定。基本要求5.1设防故障集5.1.1第I类事故备用设防故障：可能导致系统出现有功功率缺额的任一交流线路、变压器、发电机故障或任一大负荷突然变化。5.1.2第II类事故备用设防故障：任何直流输电线路、交流同塔双回线路、任一段母线故障及其它运行中需防范的可能导致系统出现有功功率缺额的复杂故障。5.1.3各电网可结合自身实际运行情况，对I、II类事故备用设防故障集进行补充。5.1.4应根据故障导致系统出现的有功功率缺额大小，对设防故障集中的故障进行排序。5.2事故备用设防原则电力系统配置的事故备用应在一定时间内能够全部调出，且调出后持续一定时间，故障后暂态最低频率不触及第三道防线装置动作定值，并留有一定的裕度，恢复频率满足电网频率偏差范围要求。5.2.1旋转事故备用5.2.1.1省级控制区应预留足够的旋转事故备用，应在故障后10分钟内调出，且持续30分钟，以应对第I类事故备用设防故障导致的最大有功功率缺额。若同一区域控制区中的不同省级控制区之间有备用支援协议，可以按照协议优化备用留取方式。5.2.1.2区域控制区应预留足够的旋转事故备用，应在故障后10分钟内调出，且持续30分钟，以应对第I类事故备用设防故障或直流输电线路单极故障引起的最大有功功率缺额。5.2.2非旋转事故备用电力系统应预留足够的非旋转事故备用，应在故障后10分钟内调出，且持续30分钟，作为旋转事故备用的补充，以应对第II类事故备用设防故障导致的最大有功功率缺额。5.2.3替代备用电力系统宜预留足够的替代备用，在故障后30分钟内能够全部调出，且持续60~90分钟，将旋转事故备用容量和非旋转事故备用容量恢复到故障前状态。5.3故障后电网频率恢复要求5.3.1暂态最低频率要求故障后暂态最低频率应高于电力系统第三道防线低频减载的动作定值，并根据实际情况预留。5.3.2恢复频率要求通过调用电力系统中的旋转备用与非旋转备用，应在故障后30分钟内控制系统频率恢复至50±0.2Hz。事故备用配置原则6.1总量要求6.1.1省级控制区旋转事故备用容量应不小于其第I类设防故障导致的最大有功功率缺额。6.1.2区域控制区要求区域控制区旋转事故备用容量为区域控制区及所辖各省级控制区旋转事故备用容量之和，且应不小于其第I类事故备用设防故障或直流输电线路单极故障引起的最大有功功率缺额。6.1.3区域控制区非旋转与旋转事故备用容量之和应不小于其第II类事故备用设防故障导致的最大有功功率缺额。6.2旋转事故配置要求6.2.1电网旋转事故备用配置方法如下（详见附录A）：a）将区域控制区设防故障导致的最大有功功率缺额按照各省级控制区发电负荷比例进行分配；b）计算各省级控制区所分担的有功功率缺额与其设防故障留取的旋转事故备用的差额；c）计算的差额容量，一部分由区域控制区和各省级控制区按照所辖电源情况配置一定比例的旋转事故备用分担，不足部分由非旋转事故备用补充；d）各省级控制区旋转事故备用等于按照第I类设防故障留取的旋转事故备用与其分担的有功功率差额之和；e）区域控制区旋转事故备用等于区域控制区及各省级控制区所辖电源所预留旋转事故备用之和。6.2.2旋转事故备用容量配置预留应考虑电网稳定限额约束。6.2.3旋转事故备用容量可部分或完全使用负荷备用容量。6.3非旋转事故备用配置要求6.3.1区域控制区非旋转事故备用容量配置应优先选择可用于调频的抽水蓄能机组和待机水电，其中抽蓄机组转为发电状态的有功出力为其非旋转备用容量，待机水电10分钟内可投入的最大出力为其非旋转备用容量。6.3.2区域控制区非旋转事故备用容量配置宜优先选择具备频率响应控制能力的直流，其可调功率为非旋转备用容量。6.3.3区域控制区非旋转事故备用容量配置宜选择储能和可快速响应的新能源电源，其可增发有功出力为非旋转备用容量。6.3.4区域控制区非旋转事故备用容量配置宜选择燃气机组，其能快速启动的燃气机组的有功出力之和为非旋转备用容量。6.3.5区域控制区非旋转事故备用容量配置可选择负荷侧备用，包括可中断负荷和有序用电，应优先在特高压直流落点的省级控制区进行配置，其配置容量与区域控制区抽水蓄能、待机水电、直流可调功率、新能源增发有功出力、燃机增发出力等有功功率之和，应满足非旋转事故备用容量配置需求。6.4替代备用配置要求6.4.1替代备用宜在一定时间内（例如30~60分钟）调出，总量等于区域控制区现有设防故障导致的最大有功功率缺额。6.4.2替代备用容量配置可选择发电计划调整、新能源短期预测超发容量、可中断负荷和有序用电、跨区电量交易等，总和应满足替代备用容量要求。6.4.3替代备用能够将非旋转事故备用中已使用的负荷侧备用容量、已投抽蓄机组、直流已调容量和旋转事故备用恢复至故障前的状态。事故备用控制原则7.1故障导致的有功功率缺额小于旋转事故备用容量的情况下，旋转事故备用宜按照省级控制区所辖电源先于区域控制区所辖电源的次序响应频率波动。7.2故障导致的有功功率缺额大于旋转事故备用容量的情况下，应调用非旋转备用容量，其中：直流FLC/FC按照自身频率死区设置自动启动，其它非旋转备用宜按照抽水蓄能、待机水电、新能源增发有功出力、燃机增发出力、可中断负荷和有序用电的次序进行调用。7.3仅依靠电网旋转事故备用无法满足电网暂态最低频率要求时，宜优先采用直流FLC/FC响应频率波动，且避免负荷波动不频繁触发FLC/FC动作。7.4依靠电网旋转事故备用可满足电网暂态最低频率要求时，宜优先采用旋转事故备用响应频率波动。7.5替代备用宜按照发电计划调整、新能源短期预测超发容量、负荷侧备用、跨区电量交易的次序进行调用。事故备用管理归口8.1事故备用容量的调控应由同步电网最高级别调控机构统一管理，并发布相关的事故备用容量管理规定。8.2同步电网最高级别调控机构应结合当年的运行方式变化，对事故备用容量配置方案进行校核和更新。8.3同步电网最高级别调控机构应采取相应技术措施实时评估旋转事故备用容量是否满足当前运行方式要求，若下级调控机构旋转事故备用容量不足，应及时向上级调控机构汇报。8.4同步电网最高级别调控机构负责对故障后频率恢复性能进行考核，并结合实际情况对旋转事故备用容量配置方案进行调整。

附录A

（资料性附录）电网旋转事故备用配置方法推导区域控制区旋转事故备用配置方法如式（A.1）所示。（A.1）省级控制区旋转事故备用配置方法如式（A.2）所示。（A.2）式中： ——为区域控制区旋转事故备用； ——为区域控制区事故备用； ——为省级控制区事故备用； ——为省级控制区旋转事故备用； ——为省级控制区占区域控制区的发电负荷比例； ——为省级控制区事故备用与其旋转事故备用的差额。——为中旋转事故备用； ——为占的比例； ——为中省级控制区分担的比例； ——为按区域控制区设防故障更新后的省级控制区旋转事故备用。将区域控制区设防故障导致的最大有功功率缺额按照各省级控制区发电负荷比例进行分配；（A.3）b）计算各省级控制区所分担的有功功率缺额与其设防故障留取的旋转事故备用的差额；如差额小于0，则取0；