大面积停电恢复（共6篇）
大面积停电恢复 篇1
摘要：基于配电网结构和运行方式特点,针对大面积停电问题,提出了新的解决策略,并根据现有分布式电源大量接入的优势,提出了计及分布式电源的配电网大面积停电恢复算法,利用关键路径法进行网络重构,增强算法的可实现性。依据所提出的计及分布式电源的大面积停电恢复算法,在OPEN-3200配电自动化管理系统进行了仿真验证,结果表明本算法优化效率高、优化方案可行。
关键词：大面积停电恢复,关键路径法,分布式电源,黑启动,动态调整机制
0 引言
随着社会的不断进步,用电水平逐年增加,一旦发生大面积停电将会造成巨大且无法弥补的经济损失,因此如何减少甚至避免大面积停电给配电网造成的损失,成为当今配电网急于解决的问题。配电网大面积停电恢复的主要目标是在配电网发生故障后,在确保系统安全运行的条件下,通过网络重构,快速恢复对非故障区域失电负荷的供电。国内外学者已提出了多种方法解决此问题,主要思路是应用人工智能与数值计算相结合的方法,包括遗传算法[1,2,3]、模糊评估算法[4]、专家系统方法[5]、启发式搜索算法[6]等。
现有的大面积停电恢复算法主要存在3方面问题:1大批量负荷转移可能存在供电能力不足问题,除了主供电源以外还需要寻求更多类型的可供电源;2大量的负荷转移将带来大范围的网络重构,如果针对复杂网络,则计算量巨大,甚至无法收敛,得不到最终结果;3大面积停电恢复需要涉及大批量的开关遥控操作,遥控操作成功率的不确定性将可能带来已生成算法的失效甚至开关操作的反复问题。
随着智能配电网的发展,大批量分布式能源接入配电网络,为配电网提供了多种类型电源,为大批量的负荷转移提供了优越的环境。因此,计及分布式电源的配电网的大面积停电故障恢复算法是解决大面积停电问题的重要手段。
1 计及分布式电源的配电网的大面积停电故障恢复算法
计及分布式电源的配电网大面积停电故障恢复算法采用基于关键路径法的网络重构算法。基于关键路径法的大面积停电恢复算法的主要原理是根据关键路径约束矩阵对全轮询生成的供电方案进行约束,以降低供电方案的发散性,从而从根本上减少生成方案的数量级,降低计算时间,同时保证至少存在一个及以上的可行供电方案,保证计算的有效性。关键路径是指利用网络拓扑关系中的供电规律建立的路径约束矩阵。
1.1 按照节点分类的供电网络化简
供电网络简化是将现有供电网络按照不同的节点类型进行简化,最终化简为仅由主干线连接节点与转供电源路径节点两类节点组成的网络简化图。
关键路径法中将供电恢复区域的开断设备以节点的方式进行定义。节点类型分为主干线连接节点、转供电源路径节点、分支负荷节点和分支中间节点4类。
主干线连接节点:从恢复起始点到所有转供电源路径节点之间必经的全部节点作为主干线连接节点。此类节点为需要进行转供的节点,此类节点的属性值是根据分支节点的归并计算得到的。
转供电源路径节点(联络开关):通过该节点的闭合,可以联络电源设备的节点。
分支负荷节点:网络末端开断节点,该类节点下游一般连接负荷。
分支中间节点:用于连接主干线节点与分支负荷节点之间的节点类型。
每类节点具有其自身的属性,见表1。
将供电网络按照节点类型划分并化简后,将得到一系列分段的、不连续的区域简化图。将不同区域简化图按照联通关系进行分类,计算时只针对具有联通关系的节点簇同时计算,无联通关系的节点簇可以分别计算,降低计算的交叉性,减少冗余计算。
1.2 关键路径生成
根据关键路径的定义,将简化图的关键路径逐一列出作为计算起始的约束条件。节点的关键路径是根据转供电源不同而不同,以图1为例进行说明。
图1所示的简化图,其中圆形节点代表主干连接节点,方形代表转供电源路径节点。其中,0节点如果采用转供电源节点10进行供电,那么0节点的关键路径为1、8、9,即此时节点1、节点8、节点9将必须选用转供电源节点10进行供电,从而满足网络拓扑结构以及供电路径的需求。同理,如果主干连接节点2采用转供电源节点10供电时,关键路径为8、9,即此时节点8、节点9必须采用转供电源节点10进行供电,否则无法满足节点8的供电条件,以此类推,从而形成一个完整的关键路径约束结构。
1.3 基于关键路径的供电恢复方案生成与优选
关键路径生成后,将对每个节点的供电恢复方案进行全轮询,但在轮询中将动态地对每个节点的关键路径进行约束,从而降低方案生成的数量级。由于生成的方案仅采用了关键路径的约束,并未对供电能力等进行评价,因此需要对已生成的负荷分配方案进行可行性校验。可行性校验包含供电能力校验和优化甩负荷操作生成两部分内容。
1)供电能力校验是根据负荷分配方案内部的负荷分配校验转供电源的供电能力,即根据负荷分配方案内部的不同主干连接节点采用不同的转供电源节点供电的分配,逐一将转供电源路径节点的可供容量与其所带的所有主干连接节点的节点负荷值总和对比,如果节点负荷值总和超过转供电源路径节点的可供容量,则该方案为供电能力不足方案。
2)优化甩负荷操作生成是针对供电能力不足的方案进行的补充计算。
首先,将负荷分配方案中,将供电能力不足的转供电源路径节点上所带的所有主干线连接节点的挂接负荷节点队列进行累加,生成转供电源负荷节点队列,针对该负荷节点队列中的节点进行排序,排序原则为:1负荷按重要等级逐一排列;2重要等级相同的负荷队列按照负荷大小逐一排列。
其次,按照排列好顺序的负荷队列,从0开始,逐一增加甩负荷队列的负荷节点,直到转供电源负荷节点的供电能力满足需求时停止。同样的方法计算该负荷分配方案中其他供电能力不足的转供电源路径节点的甩负荷信息,最终生成该负荷分配方案的整体甩负荷节点队列以及甩负荷总量。
最后,按照甩负荷后的转供容量,生成每个转供电源路径节点对应的电源设备的负载率,并计算其负载率样本方差作为该负荷分配方案的负载均衡值,并计算每个负荷分配方案的操作步骤数。进而完成供电恢复方案的信息生成。
按照上述校验得到的方案可能并不唯一,需要在众多方案中挑选最优方案,因此需要对方案进行优选,优选条件为:1每个失电区域的最终甩负荷量的大小;2负载均衡程度;3开关操作数量。
通过上述优选条件进行排序后,最终生成大面积停电故障恢复的处理方案。
1.4 分布式电源参与供电恢复
如果在大面积停电恢复区域具备分布式电源设备,则可以进一步增大供电能力,保证大面积停电恢复负荷的最大化。
分布式电源参与恢复时,要遵循以下几点原则:
1)优先考虑主电源供电方式。在优化重构计算时,只有在主电源无法满足供电需求时才考虑分布式电源参与恢复,这样主要是考虑供电的可靠性。
2)分布式电源参与计算时需要考虑分布式电源的黑启动能力。当需要采用分布式电源参与供电恢复时,首先将分布式电源进行分类,具备黑启动能力的分布式电源与不具备黑启动能力的电源。
在进行大面积停电恢复计算时,只有具备黑启动能力的分布式电源的并网开关才能作为转供电源节点,不具备黑启动能力的分布式电源,以负荷的方式出现在拓扑结构中。
3)当分布式电源参与恢复时,分布式电源的启动需要遵循以下两个原则。
原则1:当分布式电源给网络重构后形成的孤岛进行供电时,需要考虑分布式电源的黑启动原则:
负荷恢复需要根据分布式电源的供电能力由0开始逐一恢复,因此在恢复分布式电源单独供电的孤岛时,需要先将负荷开关全部拉开,等待分布式电源启动后再进行逐一恢复。
分布式电源黑启动时,具备黑启动能力的电源需要先起动,如果具备多个具备黑启动能力的分布式电源共同进行恢复,按照分布式电源并列运行的需求进行检验,如果可以并列运行,则可以放入同一个孤岛进行运行,如果校验不通过,则拆分成多个孤岛进行恢复。
不具备黑启动能力的其他分布式电源,以及需要恢复的负荷,按照供电能力、电压波动限值等条件计算恢复能力,保证供电质量以及供电能力,生成能够满足供电需求的操作序列,进行操作。
原则2:非孤岛运行的供电网络,如果存在分布式电源并网,优先将主电源恢复,按照供电能力将无法带动的负荷先切除后,再进行主电源恢复;其次将分布式电源并网,并根据电源并网条件,校验并网能力,通过校验后,生成并网操作步骤,当分布式电源并网后,将扩大供电能力;最后再按照新增的供电能力将已切除的负荷恢复供电。
1.5 动态操作调整机制
全部操作方案生成后,将进入执行操作阶段。按照生成的步骤序列通过配电自动化主站逐一进行遥控操作,在遥控过程中,可能会遇到由于各种原因导致的遥控失败,遥控失败将造成后续操作可能无法正常进行,因此在发生遥控拒动时,需要采用动态操作调整机构,为了避免对已操作开关的反复操作,将已恢复的开关进行锁定,动态网络重构时,不对已锁定的开关进行操作,保证负荷供电的稳定性。
1.6 算例
以图2所示的供电网络结构为例,说明基于关键路径法的大面积停电恢复算法的原理。
1)按照节点分类化简。
假设母线21与母线22同时失电,此时将需要恢复的区域进行节点化简,化简结果如图3所示。
如图3所示,38、72、43、25、27为5个转供电源路径节 点;42、40、39、33、32、30、76为7个主干线连接节点。
其中以42、43两个节点为起始的两部分恢复路径属于关联区域。因此共同计算转供路径,以44、64节点为起始的两条线路不具备相关性,因此可以单独计算恢复路径。
按照联通区域划分可将图3中的网络分为3部分,其中 (a) 与 (b) 为一组、(c) 为一组、(d) 为一组。
2)关键路径生成。
按照化简图3中 (a)、(b) 组成的相关联图组生成全部节点的关键路径见表2。
将联通区域按照关键路径约束矩阵可以生成所有可操作的负荷分配方案。并按照优选条件将生成方案排序,最终生成可行的执行方案。
2 基于概率分布的大面积停电识别技术
由于大面积停电处理将会带来大批量的开关自动操作,因此针对大面积停电的自动识别将是启动大面积停电恢复的门户。需要准确的识别,以保证大面积停电的正确启动。
大面积停电识别主要通过“两个判断”加“一个校验”的方式进行识别。“两个判断”是指:1母线电压失压判断;2断路器电流归零判断。
大面积停电在配电网中分析,首先可以根据配电网母线的状态进行初步识别,母线失压是大面积停电的典型特征;其次可以根据变电站出线断路器的电流归零进行判断,断路器归零可以再次确认大面积停电的可靠性。
除了硬性条件以外,为了确保大面积停电恢复的正确性,还需要对配电网设备以及其他系统的信息进行校验。“一个校验”就是指针对配电网设备的量测信息的校验。校验内容主要包括配电网设备电流量测信息以及用电信息采集系统的配电变压器信息,确认用户带电情况。为了避免误差的影响,这里将所有收集的信息以带电为1,不带电为0将所有节点信息进行收集,计算0的比例,按照0~0.3、0.3~0.6、0.6~1这3个比例进行计算,在第一段区间内为假,第二段区间内为可疑,第三段期间内为真,根据校验结果判定大面积停电发生的可能性。
3 算法实现
计及分布式电源的大面积停电恢复技术,主要包含大面积停电识别、转供负荷分析、含分布式电源的优化重构、动态操作调整以及最终的运行方式恢复5部分。具体实施方式如下:
1)系统根据停电识别模块,快速识别大面积停电发生区域。
2)完成停电识别后,系统根据识别的失电区域进行转供负荷分析,分析得到负荷的属性。
3)系统进入含分布式电源的优化重构阶段,根据网络拓扑、负荷属性、分布式电源属性分析、电源供电能力等多方面因素分析,初步得到含分布式电源的优化重构步骤序列。
4)系统按照初步形成的优化重构步骤开始顺序遥控执行相关操作,如果遇到开关遥控拒动,则调用动态调整模块,动态小范围调整执行步骤序列,使得得到的步骤可操作,且方案是以甩负荷最小为目标。
5)系统完成大面积停电恢复后,开始不断检测大面积停电事故是否消除,原有母线是否恢复供电能力。一旦检测到原有母线供电能力已经恢复,则进行运行方式恢复操作,从而恢复故障发生前的运行方式,完成整体闭环操作。
4 结语
配电网运行安全问题一直是电力界非常关注的问题。故障诊断及处理是配电网安全运行的基础手段。大面积停电恢复模块是解决配电网重大故障的首要解决方式。本文提出的计及分布式电源的配电网大面积停电恢复算法,在OPEN-3200配电自动化管理系统进行了仿真验证,结果表明,该算法稳定可靠,计算速度快,生成的控制策略优化可行。
大面积停电恢复 篇2
（一）依据。根据《中华人民共和国突发事件应对法》、《中华人民共和国电力法》、《电力安全事故应急处置和调查处理条例》（国务院599号令）、《电网调度管理条例》、《云南省突发事件应对条例》等法律法规及有关规定以及3月云南省人民政府办公厅印发的《云南省大面积极停电事件应急预案》（云政办发〔2017〕24号），2010月12日《文山州人民政府办公室关于印发文山州大面积停电事件应急预案的通知》（文政发〔2017〕99号）和《文山州人民政府办公室关于印发文山州大面积停电事件应急预案的通知》（文政办发〔2017〕259号）。
（二）背景。政府机构改革后，政府有关职能部门职能职责调整变化较大，需根据改革后的职能职责对原《预案》中的相关部门职责进行调整和明确。同时，随着文山州绿色铝项目相继落地投产，文山电网单点大用户用电设备故障对电网运行风险增高，原《预案》已不适应新形势发展的需要。为进一步健全和完善全州大面积停电事件应对工作机制，提高应对能力和水平，维护公共安全和社会稳定，经请示省能源局，在省尚未对2017版《云南省大面积极停电事件应急预案》修编的情况下，我们先行开展了《预案》修编工作。
二、与原《预案》的差异
该《预案》充分参照了2017版《云南省大面积停电事件应急预案》和2017版《文山州大面积停电事件应急预案》编制。同时结合了新增单点大工业负荷的用电特性，对原《预案》相关内容进行了调整完善。一是对事件分级管理、事件划分等级、启动条件作了大的调整，增加了“分级管理”章节；二是在组织体系建设中，增加建立“电力恢复、新闻宣传、综合保障、社会治安”四个工作组，并明确了工作职责，对组织体系进行了增强；三是“风险分析”部分结合我州实际及电网架构情况进行风险源分析，增加了分析内容；四是“应急响应”部分作了强化，主要是针对大面积停电事件响应程序进一步明确；五是新增加了应急处置章节，强化了应急处置响应和处置流程；六是应急保障，在原《预案》的基础上，对应急队伍建设、技术、装备、资金、通信等其他方面提出了更为具体的要求；七是保留了原《预案》框架与流程图，直观体现应急响应的程序和流程。整个《预案》较原来的预案篇幅增加，内容更趋完善。
三、编制《预案》的意义
应急预案是面对突发事件，政府及其各职能部门、相关单位迅速、科学、有序应对，最大程度减少损失而预先制定的工作方案。随着电网自动化技术的发展，电网大面积停电事件不会经常地发生，但小概率事件一但出现，引发的后果将非常严重。文山电网是云南电网的一部份，主网与省电网、广西电网、广东电网联接，电网通道网架特征明显，而且文山电网交、直流运行，电网运行风险大，自然灾害、外力破坏、输变电设备和线路故障、单点大用户负荷失稳等，将可能造成文山电网稳定，甚至引发大面停积停事件发生。
（一）《预案》是应对突发事件的工作方案和程序。应急预案确定了应急救援的范围和体系，尤其是通过培训和演练，可以使应急人员熟悉自己的任务，具备完成指定任务所需的相应能力，并检验预案和行动程序，评估应急人员的整体协调性。《预案》的编制和发布，为政府提高应对突发公共危机事件的能力作出保障，让政府处置突发事件有据可依，有章可循。
（二）应急预案有利于做出及时的应急响应，降低事故后果。应急行动对时间要求十分敏感，不允许有任何拖延。应急预案预先明确了应急各方职责和响应程序，在应急资源等方面进行先期准备，可以将事故造成的人员伤亡、财产损失和环境破坏降到最低限度。
（三）《预案》是应对突发事故的应急基础。通过编制《预案》，可以对那些事先无法预料到的突发事故起到基本的应急指导作用，成为开展应急救援的“底线”。
（四）应急预案建立了与上级单位和部门应急救援体系的衔接。通过编制应急预案可以确保当发生本级应急能力的重大事故时与有关应急机构的联系和协调。
（五）应急预案有利于提高风险防范意识。应急预案的编制、评审、发布、宣传、演练、教育和培训，有利于各方了解面临的重大事故及其相应的应急措施，有利于促进各方提高风险防范意识和能力。
四、《预案》主要内容
本行政区域内大面积停电事件应急响应和处置的责任主体是本级政府，负责指挥、协调本行政区域内大面积停电事件应对工作。《预案》规定的工作原则包括“统一领导，综合协调，属地为主，分工负责，保障民生，维护安全，全社会共同参与”。在总的应急处置工作原则下，一是建立健全大面积停电事件处置机制，明确相应组织指挥机构、牵头单位和成员单位，以及相应的职责，建立健全应急联动机制。《预案》中，电网企业的处置是尽快恢复供电，政府及各职能部门的处置重点在于防止发生衍生、次生灾害，并为电力抢险抢修提供必要的帮助。二是强化我州《预案》与省级《预案》的衔接，重点明确大面积停电事件的组织指挥机制、信息报告、响应措施、人员物资保障及动用程序，明确电力企业、重要电力用户职责等，确保发生大面积停电事件时反应迅速、指挥顺畅、处置得当。三是建立长效机制，定期组织、广泛开展演练活动，切实提高《预案》的实效性、适用性和可操作性，不断提高我州大面积停电事件应对能力和水平。
《预案》共分为10个部分。
第一部分总则。明确了编制目的、编制依据、适用范围和工作原则。在“事件分级、分级管理”中，按规定严格对大面积停电事件进行分级，明确应急响应的启动条件。
第二部分组织体系。加强大面积停电事件应急处置的组织体系建设，建立健全组织体系，明确了州应急指挥部、州应急指挥部办公室、专家组的组成及主要职责；明确了州应急指挥部成员单位及单位职责；在州应急指挥部下设了电力恢复组、新闻宣传组、综合保障组和社会治安维护组，强化组织保障，明确了主要职责。
第三部分风险分析。对可能引发大面积停电的风险源和大面积停电事件的社会影响进行了详细分析。
第四部分预防预警。对监测、预警提出了明确要求，对预警行动、预警解除作出规定。
第五部分应急响应。对信息报告、事件报告和信息发布作出明确要求和规定。
第六部分应急处置。对启动预案和响应级别的条件作出明确规定，明确了处置响应程序和要求，提出了电力系统、次生灾害、社会民生系统和公众应对的措施，对加强舆情、信息、舆论，稳定公众情绪提出要求，对应急结束的条件和标准作出明确。
第七部分后期处理。对处置评估、事件调查、补偿理赔、恢复重建等明确了要求。
第八部分应急保障。对应急队伍建设、装备物资保障、技术保障、装备保障、人员保障、通信保障、资金保障、其他保障等提出明确要求。
第九部分监督管理。提出加强宣传和培训、演练提高多部门协同处置能力，对应急处置工作作出贡献的先进集体、个人给予表彰，对玩忽职守、失职、渎职的有关人员追责。
大面积停电恢复 篇3
1 防范大面积停电事件的意义
根据国际咨询机构美国剑桥能源研究同仁公司发表的研究报告表示, 由于电力需求量的与日俱增, 电力供应系统的负载量已经超重, 各大电力公司都缺乏流动资金用以扩充新的设备, 有些企业甚至使用老旧的电力供应网, 电力输送行业受到了严格的控制。在历史上, 都曾有过重大电力事故发生。2003年8月14日美国东部地区和加拿大南部地区发生了影响5000万居民的大面积停电事故, 停电损失高达300亿美元。而在我国, 2012年4月10日, 深圳福田、罗湖等地区发生了大规模的停电现象, 受电力事故的影响, 交通线路极尽瘫痪, 生产生活受到了很大影响。从以上两个案例可以看出, 电力是关系国民生计的基础行业, 它直接关系到了社会生产和日常生活, 对社会造成的危害更难以预计。因此, 对于电网大面积停电的管理应该进行妥善的应对, 逐步提升电力事故处理的能力。
2 做好大面积停电时间的应急预案
为了防止大面积停电事件所造成的问题, 需要从以下方面做好应急预案的措施。
2.1 制定严密的应急预案措施
俗话说:“无规矩不成方圆”。为了确保停电事业的影响, 要严格依据《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国电力法》《国家处置电力大面积停电事件应急预案》及当地政府部门出台的规章制度。以规范的法律监督、约束事故问题。电网企业要按照整体电网的整体结构和调度管辖的整体范围, 制定完善的电网应急处理应急预案措施、通过各项规章流程, 确保电网能够尽快的恢复用电。确保供电机组的启动能力和电厂的自身安全, 制定停电应急的多项预案程序, 避免在突然停电的情况下发生次生灾害。
2.2 坚持科学管理的工作原则
为了建立安全的电力运输网络, 落实事故的预防和隐患控制的措施, 要定期进行安全检查, 加强电力设施的行政执法力度, 从而提高人民保护电力设施的意识。停电事故一旦发生, 应该加强事故处理和应急抢险的能力。在最短的时间内恢复电力设备的正常工作能力, 减少电力事故的影响力。停电事故一旦发生, 在相关部门及企业相关应急指挥部的统一协调下, 应该通过应急指挥机构和电网的调度系统, 组织开展科学的事故管理工作, 对事故抢险、恢复供电能力、实施救援、维护稳定、强化生产项目等各项应急工作保持各尽其责、分工有序的事故应急处理体系。
2.3 突出科学技术的主要手段
在电网事故的技术控制中, 要确保在电网安全的基础上控制事故范围, 防止电网主网发生系统性的崩溃和瓦解, 在电网的恢复中, 要优先保证电厂的电源和主干网架、重要输变电设备恢复等, 增加系统的技术恢复效率。而在供电的恢复中, 要优先考虑对党政机关、通信企业、医院、交通、电视台等主要部门的街路进行恢复, 尽快回到社会正常的供电秩序。同时采用新的技术和设备提高电力系统停网后的稳定性, 对其中的控制和管理进行统筹规划。
3 协调大面积停电事件的处置安排
电力关系到各行各业, 相关各部门应该进行有效的沟通, 更好的了解停电时间的安排进度和影响范围。
3.1 对停电事件进行分级处理
按照电网停电事件的范围、所造成的社会影响和严重程度, 要将这类停电事故进行分级, 可以分为一级、二级停电事件两个事故状态。一级停电事件下, 指的是停电面积广、非计划减供负荷达到或超过事故前总负荷的百分之五十、自然灾害所导致的电力设施大面积破坏, 并且造成发电厂停电、输变电设施严重损毁的事故情况。启用一级电力事故预警时, 通常会使辖区主要通信电网或调度自动化系统产生崩溃瘫痪、调度失去命令能力。二级停电事件启动状态则是大面积停电下, 非计划减供负荷达到或超过负荷的百分之三十。在电网系统中, 调度设备、自动化、通信设备失控, 事故中断的时间较长, 对输电线路的二次系统工作造成影响。
3.2 停电事件通报处置流程的协调处理
发生一、二级停电事件时, 电力局应该紧急指挥相关机构将停电范围、原因、趋势等情况上报领导小组。同时根据事件情况召开紧急会议, 就有关电网恢复的重大部分进行部署, 并将有关情况上报政府职能部门, 并按照科学流程启动应急预案。按照统一部署, 就停电事故的影响范围、发展过程和抢救的程度进行归纳汇报, 使相关部门和广大市民对停电的情况有所了解, 解除不必要的恐慌。同时, 加强事故信息的宣传积极发动群众耐心等待有关部门维修, 坚决做好打击偷窃、造谣等违法行为, 维护社会的稳定。在电网恢复的过程中, 电力部门和企业要协调机构、用户之间的电网连接, 在设施完备的条件喜爱, 优先恢复医院、交通等地点的电力供应。在对电网进行抢修的过程中, 要确保各个发电机厂要严格按照电力调度的命令进行调度, 对停电后容易造成重大影响的军队、矿井等部门要迅速启动保安电源和专项应急的预案措施, 特别防止化工企业高压容器的电力运转环节, 防止出现易燃气体泄露等事故。在电网主干线网架基本恢复正常的方式中, 电网各项进行参数要保持在稳定的浮动中, 停电负荷恢复到百分之八十以上, 重点区域达到百分之九十以上, 就能够征求应急领导小组的批准, 解除停电事件状态。
3.3 对大面积停电事故中特殊环境的处理
由于电力的特殊性, 在一些特殊环境中, 突然性的停电会造成一些意外情况, 为了维护社会的稳定, 应该做好这些特殊情况的停电事件的应对和处理。例如, 在高层建筑、大型超市、商场等人员密集的公用场所, 一旦发生突然性大面积停电, 要在第一时间启用应急照明, 组织人群按照秩序快速撤离, 防止踩踏事故发生。停电后, 居民生活中难免选择蜡烛等照明工具, 这些明火很容易引起火灾, 林业局及消防部门要做好各项灭火应急的工作, 确保能够及时扑灭森林火灾等各类火灾隐患。水利局要做好暴雨、干旱等自然灾害处理工作, 强化水电站的应急发电管理, 及时处理由于停电引发的水电站事故和管理。公安武警部门要在发生停电的区域加强巡逻, 严格打击“趁黑打劫”等犯罪行为。交警部门要组织多方力量, 加强停电区域的交通指挥工作, 环节交通的压力, 确保交通道路能够畅通无阻。对于一些长效性的停电事故, 经贸局及物资供应部门应该迅速组织有关物资的加工、销售, 保证居民在停电期间的正常生活。医院、诊所等卫生部门要及时保障相应的医疗救治工作, 保证部门即使在大面积的停电事件中, 也能保证停电期间对病人的救治。
综上所述, 提升应对和处置大面积停电事件的能力需要各方面的配合, 大面积停电事故发生后, 根据国家关于事故调查的有关规定, 进行事故调查, 各部门和单位要认真配合调查工作, 对事故原因进行调查。进行调查技术分析、事故责任分析, 编写事故调查报告。从而针对事故的生产和运行提出改进的建议和措施。通过前期的预案、调整、维修和后续调查, 确保电力系统的管理改革成果, 增加电网的可靠性和高效性。
摘要：随着国家电网设计的不断推进, 电力系统建设逐步完善, 建立科学的系统是电力系统的发展方向。大面积停电事故对电网建设具有重要的影响, 文章针对大面积停电的电网事故进行分析, 力求结合实际, 建立完善的理论体系。
关键词：大面积停电事件,应急预案,解决措施
参考文献
[1]郑国太.由一道输电线损问题引起的思考[J].中学物理, 2001 (10) .
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煤矿大面积停电解决方案 篇4
1、问题的提出
煤矿井下供电系统出现大面积停电现象主要有以下几种情况，比如在雷雨天气时，常发生供电网络遭遇雷击现象；供电网络因其中一个变电所故障引起电压波动；某一出线回路发生短路故障，或某一回路发生单相接地故障等。
大面积停电后，由于没有记录和警告信息，往往很难判断故障原因和故障部位，只有通过试送电进行供电恢复和故障查找，当试送到故障线路后，又一次造成大面积停电，这时才判断出故障回路，这样不仅造成二次大面积停电，而且使电力电缆受到二次故障的冲击，严重影响着井下供电系统安全。因此，重视矿井安全供电，研究提高供电可靠性非常必要。
2、停电原因分析
（1）短路事故
电压波动引起大面积停电当电压波动时，失压脱扣线圈失压脱扣，引起开关跳闸；供电线路初端短路时，母线电压降的很低，造成失压线圈脱扣，引起大面积跳闸，而实际的短路保护，由于工作电压过低，即便采用了电流跳闸回路，也无法使短路保护跳闸；如果末端短路，母线电压下降，不致于引起失压脱扣时，主要是井下保护调整精度不高，与地面保护失去配合关系，而造成越级跳闸。
（2）单相接地事故 由于井下漏电保护常常拒动而失去选择性，使地面漏电保护动作，造成井下大面积停电；漏电保护拒动的情况下，很可能使单相接地发展成为相间短路，引起母线电压降低，失压脱扣跳闸或保护越级跳闸，造成大面积停电。
（3）井下保护器的技术问题
1）井下保护器基本上是半模拟半数字保护，出现定值漂移现象，造成保护误动或拒动，同时保护器精度差，定值不能连续调整，只能按倍率调整，无法实现上下级变电所的保护配合，导致越级跳闸。2）保护器的电源基本上采用线性模拟电源，工作电压范围小，抗干扰性能差，供电电压波动常引起保护工作不正常。保护装置的电源来自于本开关的PT，装置内芯片的工作电源一般允许在额定值的 ±5%范围内变化，而模拟电源的输入和输出同比例变化，一旦电网电压降低超过5%，保护装置首先失电，各种保护均失效，越级跳闸不可避免，自然会造成大面积停电。
3）漏电保护主要采用固定的零序电源定值比较法来实现，没有考虑零序方向和不平衡电流的影响，往往造成误动或拒动。
4）井下保护器没有失压保护，失压保护是靠开关的失压脱扣线圈实现的。失压脱扣线圈在线电压降低到65%左右时，就没有延时自动脱扣跳闸，这样就无法区分电压波动和母线真正失压，导致了在没有真正失压的情况下，由于电压波动造成大面积停电。
3、技术解决方案
（1）改进保护器 1）用全数字化综合保护代替现有的半数字半模拟的保护器。
数字保护性能稳定，很少使用阻容等模拟器件，输入输出回路不会因为阻容器件老化，而产生变差，性能稳定，可有效避免定值漂移现象的发生。在数字保护抗干扰能力上，除了硬件采取抗干扰措施外，软件从算法上也可以改进一步，进行抗干扰处理，有效防止回路保护误动和拒动。同时，全数字保护的定值精度高，电流可以精确到毫安，时间可以精确到毫秒，这样定值连续可调，能够实现上下级配合，防止越级跳闸的发生。
2）保护的工作电源要放弃模拟电源而选择开关电源
开关电源有一个整流、逆变、再整流过程，输入端的干扰不会直接耦合传导到输出端。这样就可以有效地隔离干扰，由于有一个整流、逆变、再整流过程，输入端的电压不会像模拟电源一样，是一个线性变压过程，不管输入端电压如何变化，输出端电压是稳定的，故开关电源的输入范围较宽，一般可达到额定值±30%。3）完善保护配置
井下高开的电流保护一般只有短路和过载保护，定值整定时，也是按倍率整定的，过载延时时间一般也是以0.5S档位整定的，造成无法实现保护上下级配合。故在保护配置上，应增加一段过流保护，变为三段式过流保护，定值无级调整，用带延时的过流II段作后备保护，来实现上下级保护配合，防止越级跳闸的发生。4）改进漏电保护性能
目前，井下高压漏电保护，都是单一的零序电流比较型的，由于不平衡电流随负荷的增大而增大，造成定值无法整定，常常不误动就拒动。同时在高阻接地或有消弧线圈时，系统中的零序电源大小不定，保护中的漏电保护就可能失效，要么造成地面变电所越级跳闸，要么发展成为短路事故。
因此，一方面要对保护器中的漏电保护通过算法，动态滤掉不平衡电流，使得到的零序电流值真正是零序电流，并带有方向性，进一步避免零序保护误动；另一方面，要在采区变电所加上选择性漏电装置，在有消弧线圈时，或在高阻接地时，保护器上的漏电保护不起作用时，能把接地回路选出。
5）增加事故记录和故障录波功能
事件记录和故障记录波，有利于事后分析故障，定位故障，减少故障查找与排除时间，减少停电时间。（2）失压的改进实现
1）把失压脱扣线圈去掉，增加失压脱扣的延时值。而在失压线圈回路中增加除能电容，使失压脱扣有一个失压延时，以躲过电压波动为准，一般为0.5S，该时间为电容放电时间T=RC其中R为失压线圈的电阻，C为电容的容量。
4、运行效果
大面积停电恢复 篇5
关键词：备用电源,备用电源自动投入装置,功能扩展
0 引言
近年来,某地区电网曾出现过几次大面积停电事故,给安全可靠供电和优质服务带来严重影响。虽然,每次事故都有其具体的偶然因素,但是,除了电网结构上的欠缺、运行方式的不合理外,变电站备自投功能的局限性也是未能防止事故发生的原因之一。针对供电区域的具体网络接线,经过全面深入的思考,对传统的备自投装置功能进行扩展,并已应用到实际电网中,本文对此项工作进行全面总结。
1 需要澄清的几个观点
(1)人们普遍认为,在系统中变电站按双变压器配置后出现全站停电的可能性极小。然而,事实证明,这种看法是不全面的。其一,当一台变压器检修或其他特殊运行方式时,若出现主供电源线路或变压器故障,势必造成全站停电;其二,在恶劣气候条件下,超高压母线多处故障时,也会造成超高压变电站的中压系统全部失电,从而引起大面积停电。尽管上述现象极少发生,但由于影响范围太大,也是反事故措施中明确严禁发生的事故。
(2)主供电源线路按双回线路配置后,变电站出现全站停电的可能性小,因而在审核设计方案时取消了备自投装置[1],这也是不妥的。目前,由于线路通道的限制,同杆(塔)架设的双回线路很多,而这种架线方式将会越来越普遍,在恶劣气候、地理条件或人为盗窃塔材时,势必会出现双回线路电源全停的事故,所以应考虑装设备自投装置。
(3)不能只从一个变电站和一条线路的局部去思考线路或变电站失电时的措施,要站在全网(或全厂)的角度考虑较大范围失电时可以应对的措施。这样,才会在电网出现稀有运行方式的停电事故时,依靠全网自动装置的配合动作,尽可能地减小事故停电范围,自然也减小了停电对用户造成的经济损失及社会影响。
2 备自投装置功能的扩展
除保留原有备自投装置的基本功能(线路、分段备自投等)外,进行了3个方面的功能扩展。
2.1 双回路电源变电站的备自投功能
常规的备自投方式只考虑了单一线路供电的接线方式,对正常双回路供电的变电站,要实现备用电源自投,在动作判据上,需相应增加一条线路的判据条件及跳闸出口回路,但仍可以保留双回路供电两条线路互为备用的备自投方式。这里只对正常双回路供电方式的备自投给予说明。该类型变电站简化接线示意图见图1。
(1)正常运行方式:线路1和线路2正常双回路供电,1DL、2DL开关合,线路3为备用电源,4DL热备用。
(2)备自投装置充电条件:1) 1DL、2DL、3DL在合后位置,4DL热备用;2) U1、U2有电压,UX1、UX2有电压或I1、I2有电流;3)UX3有电压;装置经15 s后充电完成。
(3)备自投装置放电条件:1) 1DL、2DL、3DL任一开关在分位,4DL合位;2)U1、U2任一无电压,UX1、UX2任一无电压或I1、I2任一无电流,UX3无电压;3)手跳1DL、2DL或3DL;4)其他外部闭锁条件(含装置退出运行等)。
(4)备自投动作条件及过程(充电已完成):U1、U2均无电压,I1、I2均无电流,UX3有电压,延时跳开1DL和2DL,确认1DL和2DL均跳开后,合4DL。
2.2 备自投的远方投切功能
目前,安装普通备自投装置,一条110 kV线路只能作为线路两端其中一个变电站的备用电源,另一端的变电站无法利用该线路作为备用电源。为了使一条线路能同时作为线路两端变电站的备用电源,更大地发挥备用电源线路的作用,可借助于电力系统已大量敷设的光纤通道,在两站间传递和交换信息。备自投远方启动方式的变电站其简化接线示意图见图2。当备用线路开关在乙变电站热备用而甲变电站失电的情况下,备自投先跳开主供电源开关并确认已经跳开后,向乙变电站发出远方启动(求助)信号;乙变电站的备自投装置在收到远方启动信号后,再对该线路电源做进一步的判断,当判断该线路确已无电时,便可以确定该线路无电的原因是由于甲变电站全站失电所引起。由于已收到甲变电站的远方信号,说明甲变电站已经将其主供电源断开,并且本站热备用开关所在母线有电压。此时乙变电站备自投可直接合上热备用开关,实现了本站向对端变电站提供电源,也就是说,一条线路可以同时为线路两端的两个变电站做备用电源。
(1)正常运行方式:甲变电站由线路1供电,线路2带空线路为乙变电站提供备用电源;乙变电站由线路3主供电,5DL、6DL合,线路2为备用电源,4DL热备用。
(2)甲变电站备自投装置的充电条件:1) 1DL、2DL、3DL在合后位置;2)U1、U2有电压,I1有电流,UX2有电压;装置经15 s后充电完成。
(3)甲变电站备自投装置放电条件:1) 1DL、2DL、3DL任一开关分位;2)任一无电压,I1无电流或UX2无电压;3)手跳1DL、2DL或3DL;4)其他外部闭锁条件(含装置退出运行等)。
(4)甲变电站备自投动作条件及过程(充电已完成):U1、U2均无电压,I1无电流,UX2无电压,延时跳开1DL,确认1DL跳开后,发远方求助信号。
(5)乙变电站备自投装置的充电条件:1) 5DL、6DL在合后位置,4DL热备用;2)U3、U4有电压,I4有电流,UX3有电压;装置经15 s后充电完成。
(6)乙变电站备自投装置放电条件:1)5DL、6DL任一开关分位,4DL合位;2) U3、U4任一无电压,I4无电流或UX4无电压;3)手跳5DL、6DL或手合4DL;4)其他外部闭锁条件(含装置退出运行等)。
(7)乙变电站备自投动作条件及过程(充电已完成):U3、U4均有电压,I4有电流,UX4有电压,收到甲变电站远方信号,以小延时合上4DL开关。
2.3 备自投向上一级变电站的反送电功能
对于大型枢纽变电站,所带的110 kV线路很多,由于特殊天气或其他原因造成全站110 kV母线失压,将是电力系统的灾难,如果不快速采取必要的措施,将造成大面积停电事故。利用大型枢纽变电站的失压判别装置,并远方启动下一级变电站(一个或两个)的备自投装置,使之向上一级变电站反送电,将化解危机,有效地防止大面积停电事故的发生。备自投向上一级变电站反送电的接线示意图见图3。
图3中,甲变电站为330 kV区域枢纽变电站;乙变电站为110 kV变电站,备用电源来自乙网;丙变电站为110 kV变电站,备用电源来自丙网。1101、1102开关为330 kV甲变电站的1号、2号主变压器中压侧开关,110 kV正常为双母线并列运行。当运行中双母线全部失压时,甲变电站备自投装置判定110 kVⅠ母、Ⅱ母失去电压,同时1101、1102开关无电流。此时装置首先切除1 101、1 102、1100开关,同时根据线路供电性质及负荷情况联切部分线路负荷。在判定1101、1102、1100开关确已跳开后,装置向下一级乙、丙变电站的备自投装置发出远方召唤信号。此时乙、丙变电站按照远方备自投功能实现向甲变电站反送电的任务,使甲变电站的母线迅速得到电源,避免了全站失压停电事故。运行方式也可以只用乙、丙变电站的其中一个作为备用电源,此时分段开关不跳开,只向一个变电站发出信号即可。
以下仅以一个变电站备用,对动作过程予以说明[2]。
(1)甲变电站正常运行方式:1101、1 102开关合位,分别带110 kVⅠ、Ⅱ段母线;1100开关合位,110 kVⅠ、Ⅱ段母线并列运行。
(2)甲变电站备自投装置充电条件:1) 1 101、1102开关为合后位置;2) U1、U2有电压,I1或I2有电流;装置经15 s后充电完成。
(3)甲变电站备自投装置放电条件:1) 1101、1 102开关均分位;2) U1、U2均无电压,I1、I2均无电流;3)手跳1101和1102开关;4)其他外部闭锁条件(含装置退出运行等)。
(4)甲变电站备自投动作条件及过程(充电已完成):U1、U2均无电压,I1、I2均无电流,小延时跳开1 101、1102(若两路开关远方备用,应跳开分段开关1100),同时根据方式安排跳开有关线路开关(例如1DL、4DL)。确认1101、1102跳开后,向乙变电站发远方召唤信号。
(5)乙变电站正常运行方式及备自投动作过程和远方备自投的乙变电站相同,此处不在赘述。
需要说明的是,此处所指的下一级变电站并不要求必须是相邻近的110 kV变电站,可以是正常由330 kV变电站供电但具备从另一电源获得备用电源的较远变电站。
3 结语
南瑞继保公司根据我们提出的原理与要求并结合设计方案,制造了改进型的备自投装置,已投入运行一年多,运行状态良好。根据使用情况有以下结论。
(1)信息系统充分利用。利用光纤通信将系统稳定控制装置的负荷联切原理与远方备自投技术结合起来,作为防止区域性大面积停电的反事故措施是实用的、可靠的。
(2)实时供电安全保障。目前,备自投装置只使用在单回线路供电的变电站。随着电网建设的发展,双回线路供电越来越多,为了提高供电可靠性,应在双回线路供电的变电站也装设备自投装置。
(3)备自投装置充分利用。随着通信技术的发展,应将原先只适用于一个变电站的备自投原理,应用在区域网间,进而保证一个区域供电网的供电可靠性。更应建立供电区域网间互为备自投,从而使备自投的应用范围更加广泛,防止区域性大面积停电事故。
参考文献
[1]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护规定汇编[M].北京:中国电力出版社,2004.
大面积停电恢复 篇6
2009年12月24日下午14时08分, 陕北地区一煤矿发生了一起全矿停电事故, 导致全矿停电6小时32分。该煤矿设计能力1.50Mt/a, 为低瓦斯矿井, 位于陕西神木县的最北部, 处在陕蒙边界附近。属西北Ⅲ区气象条件, 地面沙丘连绵, 波状起伏, 相对高差较小, 秋冬季干旱风沙大。
1煤矿供电系统概况
该矿地面35kV变电站, 位于地面工业广场北部, 变电站分上下两层, 全户内布置。二台S9-6300kVA/35/10kV主变、10kV系统KYN28-12开关柜及主控室设在一层, 35kV系统KYN60A-40.5开关柜设在二层。变电站担负全矿井上下生产用电和生活用电, 总用电负荷6090.48kW。其中井下负荷包括4台主排水泵、1个综采工作面、3个掘进工作面和大巷运输皮带等, 地面负荷包括2台185kW/10kV主通风机、4台采暖蒸汽锅炉、主斜井运输皮带、地面生产系统、污水处理站、行政生活区用电等。变电站采用综合自动化监测控制, SVG动态无功补偿装置, 补偿后功率因数为0.96。变电站进线35kV电源采用双回路钢芯铝绞线LGJ-95架空线路供电, 一路引自前石畔110kV变电站, 线路长度6.276km, 另一路引自石圪台35KV变电站, 线路长度5.123km。全部采用铁塔架设, 线路经过地区地形复杂, 沟壑较多。两路35kV架空进线通过穿墙套管引入变电站二层户内的两台高压进线柜, 35kV系统采用单母线分段供电方式, 供电系统见图1。两路进线北邻沙坡, 南邻变电站, 处于工业广场的风道位置。
2事故情况介绍
当天下午, 突然刮起一阵强风, 正在运行的35kV架空线路 (前石畔线) 三相A、B、C和备用回路的石圪台架空线路C相突然断线, 地面35kV变电站全站失压, 造成全矿停电。经全力抢修, 到当晚20时40分全矿恢复正常供电。事故造成全矿井停电6小时32分。
3事故经过
2009年12月24日14时左右, 天气突变, 该煤矿地面工业广场突然刮起一阵强风。此时35kV变电站值班员从控制室终端显示屏上发现35kV高压系统突然失压, 便立即汇报矿调度室, 与此同时另一值班员迅速到35kV高压室检查, 发现处于备用状态的35kV石圪台线进线柜是同一问题, 便随即对35kV架空进线检查, 发现两回架空线路均在入户穿墙套管处断裂, 断裂部位见图2。值班员向供电局调度进行了电话汇报。矿长立即启动《煤矿大面积停电专项应急预案》, 按照预案规定的发生紧急停电情况时的处理程序和措施, 组织所有井下人员迅速升井, 机电科组织相关人员进行事故抢修。两回35k V架空线路停电后, 抢修人员作完安全措施 (验电、放电、挂接地线、悬挂安全警示牌) 后, 经过更换穿墙套管瓷瓶和穿芯母排, 重新固定线端, 进行电气试验合格后, 于20时40分全矿恢复正常供电。此次突发性的停电事故造成全矿井停电6小时32分。
4事故原因分析
经对现场情况及所损坏的穿墙套管和穿芯母排检查, 穿芯母排与架空线螺栓连接处均紧固可靠, 未有松动现象, 断裂处均为穿芯母排同一部位, 见图2。事故分析认为:35kV架空线路设计时没有充分考虑强风情况下的风载荷对架空线路的影响, 穿墙套管穿芯母排的选择机械强度不够。事发当日刮起的强风引起35kV进户线来回摆动, 导致穿墙套管的穿芯母排 (铜排40×4) 在与架空线螺栓连接处反复弯曲, 疲劳断裂, 造成全矿井停电。
5防范措施
1) 设计单位应根据当地的气象条件, 严格按照标准规范进行设计;
2) 将双回路35KV架空线路现用穿墙套管内的穿芯铜排 (40×4) 更换为加强型的穿芯铜排 (40×8) , 以增强其机械强度和抗弯曲性能, 提高线路抗风载荷的能力;
3) 增强人为的防风意识, 如变电站应选择合理的地理位置, 考虑设置防风屏障等。
6结论
由于煤矿所处的地理位置和外界强风、暴雨、雷电等自然因素的影响, 决定了煤矿发生大面积停电事故是不可避免的。在煤矿生产中, 如何应对煤矿电网大面积停电事故, 做好停电事故应急处置的组织协调, 编制有针对性的煤矿大面积停电事故应急预案, 保证停电事故发生时及时、迅速、有效地开展事故应急救援工作, 加强对大面积停电事故的控制, 及时采取有效措施, 控制和减小停电事故的影响, 提高处置突发停电事故的应变能力, 最大限度的降低事故危害程度和减少停电时间, 保障人员安全和矿井安全, 在事故后尽快恢复正常的生产秩序, 是煤矿安全管理和机电管理的一项重要工作。
摘要：煤矿供电采用双回路供电线路, 以保证供电的连续性和可靠性。正常情况下双回供电线路采用分列运行方式, 一回路运行时另一回路带电备用。当工作回路发生故障中断供电时, 备用回路应能立即投入运行。但在煤矿生产过程中, 由于极端的气候异常会导致双回路同时停电。本文通过强风引起煤矿双回路同时停电事故的原因分析, 提出了预防同类大面积停电事故的措施。
关键词：风载荷,全矿停电,原因分析,防范措施
参考文献
[1]国家安全生产监督管理总局, 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社, 2011.
[2]AQ/T9002-2006.生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则.