华北电力大学：2024极端天气对电力系统的影响及应对措施思考报告

极端天气对电力系统的影响及应对措施思考极端天气对电力系统的影响及应对措施思考王增平华北电力大学2024年4月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23(一)极端天气给电力系统带来严重影响华业由为大学WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTY4(一)极端天气给电力系统带来严重影响华业电为大学WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTY5(一)极端天气给电力系统带来严重影响冰雪灾害2016座35kV及WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTY2023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110kV垣曲县城约12万用户停电数日，16日晚19时恢复6(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——实际负荷-------预计负荷(不考虑负荷减)——负荷削减截止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(一)极端天气给电力系统带来严重影响8华业由为大学一、新型电力系统安全面临的挑战华业由为大学(一)极端天气给电力系统带来严重影响我国某电网110kV以上线路受天气影响跳闸数据我国某电网近三年内110kV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。9白流功本MW华业由为大学白流功本MW华业由为大学四川华中电网重庆南阳四川华中电网重庆西南电网华东电网流华东电网流直枫2013年发生2起交流故障，分别导致4回直流、望B一、新型电力系统安全面临的挑战望B华业电为大学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，容易造成新能源大规模脱网。其增*口料口料间商22封1重封1重=州四昌杨核家康一回单瞬故障康保站500kV母线电继电保护面临重大挑战1、反应工频量的保护原理存在不正确动作风险。66(背后新能源)短路电流方A短短路电流方A短路电流KA华业由为大学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。DG下游保护DG上游保护华业由为大学NCRTHOHNAEECTOC强随机波动性华业由为大学NCRTHOHNAEECTOC强随机波动性发电交直互联输电网负荷运行方式变化快变化大发电交直互联输电网=相对确定、可控相对确定、可控随机不确定性=事故预想当前工况9控制策略”黑匣子”特征快速性离线预案控制坏节新世子力系统稳定形态风电光伏储能九本华北由力大学控制坏节新世子力系统稳定形态风电光伏储能九本华北由力大学控(二)电网运行安全风险加大恸磁原动机出力kk本本446PII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而一、新型电力而(二)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。刘BFxF典花园电厂南湖电”T哈密山换流站教煌4“7.1”花园电厂次同步振荡示意图世处分检气候专家指出，全球现在已经进入极端天气高发时期，未来WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTY对话丁一汇“新常态”“新常态”提纲—新型电力系统安全面临的挑战加强极端天气下电力系统预防性控制研究与应用华业由为头学华业由为头学(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蕴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。华业由为大学WCRNHOH华业由为大学WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTY美国学者Haynes在《Riskas20世纪50年代20世纪90年代20世纪60至80年代风险管理效果评价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险估计风险识别建立风险管理目标风险管理效果评价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险估计风险识别建立风险管理目标WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTY优势局限性(四)风险管理理论的基本架构风险管理技术风险管理技术主动放弃某项可能引发风险损失的活动风险管理理论的基本过程采取措施预防损失主动放弃某项可能引发风险损失的活动风险管理理论的基本过程系统级风险评估所开展的工作系统级风险评估所开展的工作(五)风险理论在电力系统中的应用负荷侧负荷侧电源侧设备老化设备检修设备运行条件暂态过电压风险线路潮流越限风险节点电压越限风险直流换相失败风险系统安全风险系统稳定风险同步稳定性风险次/超同步振荡风险连锁故障风险负荷损失风险电动汽车并网风险分布式电源接入风险配电网运行风险当前风险评估主要用于电网规划、调度等领域。华业由为大学华业由为大学(四)风险理论在电力系统中的应用电力系统风险防控光伏电站华业电为大学华业电为大学(四)风险理论在电力系统中的应用快速可靠的继电保护，有效的预防性控制措施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失步解列、频率及电压紧急控制策略第一道防线：第二道防线：第三道防线：华业由为大学华业由为大学预防性控制继电保护稳定控制切机切负荷提纲 —新型电力系统安全面临的挑战加强极端天气下电力系统预防性控制研究与应用仿真场景：风速40m/s、降雨强度40mm/12h雨模型“干”字型鼓型仿真场景：风速40m/s、降雨强度40mm/12h雨模型“干”字型鼓型(一)实现极端天气下设备风险的精准评估华业由为大学输电铁塔有限元模型(一)实现极端天气下设备风险的精准评估华业由为大学WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTYO未冻结雨滴逃逸em*1级电**--的影响的影响(一)实现极端天气下设备风险的精准评估华业由为大学大气层吸收、反射、折射云层吸收、反射、折射冰水混合层光伏板三、加强极端天气下电力系统预防性控制研究与应用(一)实现极端天气下设备风险的精准评估华业由为大学大风天气模型风机塔筒倒塌风险评估风机塔筒倒塌风险评估2时属A品m)*”ma静态频率稳定风险指标静态电压稳定风险指标静态功角稳定风险指标静态安全性风险指标线路潮流过载风险指标节点电压越限风险指标静态频率稳定风险指标静态电压稳定风险指标静态功角稳定风险指标静态安全性风险指标线路潮流过载风险指标节点电压越限风险指标风险评估指标体系风险决策策略风险等级划分华业电为大学(三)加强高风险情况下的预防性控制研究(三)加强高风险情况下的预防性控制研究华业由为大学孤岛1不包含任何事故线路孤岛1不包含任何事故线路不包含任何事故线路华业由为大学(三)加强高风险情况下的预防性控制研究(四)加强与气象部门的联合科技攻关华业电力大学风速0当前对于风速的预测建议天气预测时考虑微地形等因素加强更精细化、网格化的微气象预测建议天气预测时考虑微地形等因素华业电力大学WCRNHOHNA华业电力大学WCRNHOHNAEECTOCPOWERUNNERSTY2024年3月，中国电机工程学会发