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前言1

第1章　电力系统安全防御控制概论1

1.1 引言1

1.2 电力系统的安全性能要求1

1.2.1　电力系统可靠性1

1.2.2　电力系统稳定性2

1.3 电力系统的扰动和故障4

1.3.1　引发系统扰动的因素4

1.3.2　系统扰动的严重性6

1.3.3　系统大扰动分类7

1.4 电力系统的运行状态和安全措施8

1.4.1　运行状态及安全要求8

1.4.2　安全防御系统的设置10

1.4.3　安全防御系统的性能特点12

1.4.4　安全防御系统设计的若干问题14

1.5.1　我国安全防御技术的发展概况16

1.5　我国安全防御控制的应用概况16

1.5.2　我国安全防御系统的现状17

1.5.3　安全防御系统应用举例——南方电网18

1.6 国外安全防御系统概况22

1.6.1 国外电力系统安全准则22

1.6.2　国外安全防御系统的应用情况28

1.6.3　事故扩大原因及对SPS的评价29

2.2 国内系统事故情况34

2.2.1　国内近年系统事故概况34

2.1 引言34

第2章 系统大停电的特点及其防御措施34

2.2.2　国内系统事故举例35

2.2.2.1　广东电网1990年9月20日大停电事故35

2.2.2.2　河北南部电网1992年1月15日系统振荡事故37

2.2.2.3　南方互联系统1994年5月25日中期动态稳定破坏事故38

2.2.2.4　华北电网1996年5月28日沙岭子电厂事故42

2.2.2.5　中国台湾电力系统频率1998年7月29日崩溃事故45

2.2.2.6　海南电网2005年9月26日大停电事故47

2.3.1　近20年国外的系统大停电事故51

2.3 国外系统大停电事故概况51

2.3.2　国外大停电事故举例53

2.3.2.1　法国西部电力系统1987年1月12日电压崩溃事故53

2.3.2.2 日本东京电力系统1987年7月23日电压崩溃事故54

2.3.2.3　美国西部电力系统1996年7月2日大停电事故57

2.3.2.4　马来西亚电力系统1996年8月3日全停事故59

2.3.2.5　美国西部电力系统1996年8月10日大停电事故63

2.3.2.6　美国—加拿大电力系统2003年8月14日大停电事故65

2.3.2.7　意大利电力系统2003年9月28日大停电事故70

2.4 系统大停电的特点及其防御措施73

2.4.1　系统大停电的特点73

2.4.2　防御系统大停电措施74

2.4.3　国家处置电网大面积停电事件应急预案76

2.5　各国防御系统大停电对策的规划77

2.5.1　美国WECC关于极端意外事件的对策77

2.5.2　加拿大Hydro-Quebec系统的防御规划79

2.5.3　法国EDF系统的防御规划86

3.2.1　两机简单系统失步状态行为89

3.2 系统失步状态的行为89

第3章　消除失步状态的保护及控制89

3.1 引言89

3.2.2　多机复杂系统失步状态行为94

3.3 消除系统失步状态的控制96

3.3.1　概述96

3.3.2　对失步解列控制的要求96

3.3.3　利用测量阻抗变化的失步解列控制98

3.3.4　利用两端电动势相角差的失步解列控制99

3.3.5　利用U与I的相位差变化规律的失步解列控制101

3.3.6　利用Ucosφ变化规律的失步解列控制102

3.4 系统失步解列控制的协调105

3.4.1　合理选择解列地点的解列控制105

3.4.2 日本系统的失步解列控制106

3.4.3　法国EDF系统的DRS和Syclopes109

3.4.4　我国南方系统的失步解列控制111

3.5 失步状态的暂态特性及再同步114

3.5.1　失步状态的暂态特性及再同步可能性114

3.5.2　系统恢复再同步的控制117

第4章　防御过负荷连锁跳闸的保护及控制121

4.1 引言121

4.2　过负荷连锁跳闸及其防护措施121

4.2.1　过负荷连锁跳闸121

4.2.2　过负荷连锁跳闸的防护措施122

4.3　架空线路过负荷及其保护123

4.3.1　架空线路过负荷能力123

4.3.2　架空线路过负荷保护128

4.3.3　基于实时热定额增加架空线容量举例130

4.4　地下电缆过负荷及其保护133

4.4.1　地下电缆负荷能力133

4.4.2　电缆过负荷保护136

4.5　变压器过负荷及其保护136

4.5.1　变压器负荷能力136

4.5.2　变压器过负荷保护138

5.2.1　概述141

5.2　频率偏离额定值的允许限度141

第5章　防御频率崩溃的保护及控制141

5.1 引言141

5.2.2　汽轮机叶片允许频率偏差特性142

5.2.3　世界各国大机组允许频率偏差特性调查144

5.2.4　我国电网对大机组允许频率偏差特性的要求146

5.2.5　国外电网对大机组允许频率偏差特性的规定147

5.3.1　概述150

5.3.2　系统频率的静态特性150

5.3 电力系统的频率特性150

5.3.3　系统频率的动态特性152

5.3.4　特殊运行状态下的频率特性153

5.4　低频切负荷系统的策略157

5.4.1　低频切负荷的基本要求157

5.4.2　低频切负荷的计算158

5.4.3　低频切负荷的设置和整定159

5.5　各国频率保护和控制系统情况163

5.5.1　俄罗斯统一电力系统频率紧急控制163

5.5.2　美国电力系统频率紧急控制166

5.5.3 日本电力系统频率紧急控制168

5.5.4　其他国家电力系统频率保护和控制170

第6章　防御电压崩溃的保护及控制176

6.1 引言176

6.2 电压稳定性的现象和机理176

6.2.1　电压稳定性的概念和现象176

6.2.2　电压稳定性的机理179

6.3 影响电压稳定性的因素及系统元件182

6.3.1　负荷特性182

6.3.2　发电机特性和无功功率控制系统185

6.3.3　无功补偿设备187

6.3.4　变压器有载调节分接头（LTC）189

6.4　防御电压稳定破坏的控制191

6.4.1　电压和无功功率多级控制191

6.4.1.1　电压多级控制概述191

6.4.1.2　法国二级电压控制系统191

6.4.1.3　江苏系统多级电压控制系统194

6.4.2.1 日本东京系统的无功功率控制系统196

6.4.2　快速动用无功电源196

6.4.2.2　Hydro-Quebec的防御电压崩溃保护系统197

6.4.2.3　瑞典南部防御电压崩溃保护系统199

6.4.3　变压器LTC控制199

6.4.3.1　LTC控制概述199

6.4.3.2　闭锁变压器的LTC201

6.4.3.3　降低LTC设定点电压202

6.5　低电压切负荷控制203

6.5.1　低电压切负荷概述203

6.5.2　Hydro-Quebec低电压切负荷系统205

6.5.3　意大利ENEL系统的切负荷控制208

6.5.4　福建系统在线预决策电压稳定控制211

6.5.5　各国系统应用低电压切负荷情况213

6.6 系统过电压及其控制216

6.6.1　概述216

6.6.2　超高压电网的工频过电压217

6.6.3　超高压电网的谐振过电压219

6.6.4　限制过电压的控制措施220

参考文献224