三华特高压同步电网是我国电网发展必然选择
时间:2019-02-09 17:07:11 来源:杏耀娱乐 作者:匿名


2012年7月30日和31日,印度有两次大规模的电网停电事故。为了深刻吸收印度停电的教训,国家电网公司反复分析事故原因,认真研究了印度电力部发布的事故调查报告,并派高级专家访问印度电力监管局委员会,国家电力调度中心及相关传输公司。 。从电力体制改革,调度管理和市场运作等方面,公司与相关人员进行了探讨和交流。基本上,找出了停电的原因,深入分析了印度电力管理系统和市场机制等深层次问题,得到了重要的启示。

一,印度电力工业的基本情况

印度的土地面积约为298万平方公里,人口为12.1亿,是世界上发展最快的发展中国家之一。

(1)电网装机容量,负荷和能量分配

目前,印度电网总装机容量约2亿千瓦,煤电核电装机容量1.17亿千瓦,占装机总装机容量的58.46%;水,气,新能源装机容量8300万千瓦,占总装机容量的41.54%。 。其中,北方电网的装机容量和负荷约占总装机容量和总负荷的27%和40%。印度的电力和能源资源主要分布在北部,东北部和东部,主要负荷中心集中在北部,南部和西部。因此,印度电网的输电方向由东电西,南电北,南北发送。

印度的电力设施相对较旧,长期供电不足。峰值电力短缺超过10%,停电频繁。目前,印度农村只有84%的村庄实现了电气化,只有44%的家庭拥有电力,25%的人口仍无法获得电力。

(二)印度电网和规模

印度电网由国家电网(由跨区域电网和州际公路北,西,南,东,东北五个区域电网组成)和29个国家级电网组成。印度国家电网的主电网主要是400千伏,这些地区通过400千伏交流和直流线路以及一些220千伏线路相互连接。南方电网通过500 kV高压直流输电系统与东部和西部地区电网异步互联。(3)电源管理系统

印度独立后,通过了联邦制和议会制,各州相对独立。印度的电力管理系统也分为中央(包括区域)和州级。中央电力管理部门(电力部和中央电力监管委员会)与州政府电力管理部门没有纵向管理关系,责任相对独立。

为了加快电力开发和提高运营效率,印度于1998年开始实施三个独立的输电,输电和配电的电力市场改革。在中央一级,印度国家电网公司,火电公司和水电公司附属与中央政府成立。在每个州内,建立了隶属于州政府的输配电公司,负责该州内输配电网的建设和运营。印度国家电网公司负责国家电网的建设和运营。与州输电和配电公司没有资产关系或直接管理关系。这是两个平等的法律主体。目前,在传输,输送和分配的独立运作的基础上,它对私人投资者完全开放。在发电领域,私人投资已达到其发电量的35%。在电力市场运营方面,跨区域,跨境电力购买和频率挂钩电力线偏差规划交易机制已实施,长期交易合同占89%,计划交易偏差占3%等短期交易占8%。

(4)印度电力调度管理系统

印度实施四级调度管理,包括国家电力调度中心,区域电力调度中心,国家电力调度中心,以及该州各地区的配电调度中心。只有各级电力调度中心之间的调度业务关系在上下层之间没有直接的管理关系。 。

2010年10月,印度国家电网公司将职能部门的国家调整和五区调整分开,并注册其全资电力系统调度运营公司。国家调整和区域调整负责跨区域,国家间主电网及相关电厂的电力调度,并运行相应的调度服务(接收调度费)。国有输电公司和当地配电公司由各自管辖范围内的配电公司负责。

二是影响两大停电和直接原因

(1)大停电损耗负荷和影响范围

2012年7月30日凌晨2点33分,由于距离保护的三级作用,从西向北电网的400千伏重载线路开始跳闸。在连续10次接触后,北方地区电网和大型网络由于频率崩溃而解开并崩溃。事故前北方电网负荷为3600万千瓦,事故后损失约为3567万千瓦,影响9个州和3.7亿人。所有电力在7月30日16:00之前恢复。7月31日12时58分,从西向北电网传输的两条220千伏跨区重载联络线(每条约300,000千瓦)连续跳闸。在13:00,第一次旅行发生在前一天的事故开始时。由于距离保护三级动作,400 kV重载线路再次跳闸。在连续分离三条69连接线后,由于功角,频率和电压不稳定,北,东,东北三个相互连接的区域电网坍塌。西部电网与北部和东部电网断开连接,以避免停电。事故发生前,北部,东部和东北地区的电网负荷约为4835万千瓦,事故后的损失约为4800万千瓦。停电影响了23个州和6.7亿人。大部分北部,东部和东北部地区在大约5小时,8小时和2小时内恢复供电。

(2)停电事故的直接原因

印度电力部发布的事故调查报告指出了两次大停电的直接原因:

1.大量的交换线路被暂停,严重削弱了北部和西部的跨区域电网结构。在7月30日和31日发生事故之前,只有一条400千伏和两条220千伏的连接线在北部和西部横截面传输部分运行。北部,西部和东部地区的电网之间和附近的传输部分有多达52条接触线,其中75%用于系统电压调节。由于北部和西部地区传输部分的网格结构严重弱化,在第一线路跳闸之前,网格已经处于不安全状态。

2.北方电网中的一些州利用计划的交易机制大量过度计划的电力消耗,导致严重削弱的北部和西部横截面输电线路的重型运行。为了扩大跨境和跨区域电力交易市场,印度实施了与计划电力交易机制的频率挂钩联线偏离,允许每个市场实体偏离规定频率内的计划购买和销售电力频带(49.5至50.2 Hz),无额外标记。在两次事故之前,电网频率分别为49.68 Hz和49.84 Hz,均在指定范围内。北方电网的电力短缺相对严重。四个州使用ABT机制同时使用大量电力,导致北部和西部地区之间唯一的传输部分。 400kV线路的功率达到145万千瓦,两端的电压也大大降低,增加了系统不稳定的风险。3.为了降低北部和西部地区输电部分的功率,北方和西部电网调度中心发布了北方电网减少电力的调度指令,并对相关部门进行了减少。西部电网发电厂。指令的输出,但它们没有得到有效实施。

4.这两起事故都是由相同的重型400 kV连接线从保护三级动作跳闸引起的,导致相关线路过载,电源振荡和跳闸导致系统不稳定。虽然这条400千伏线路的功率达到145万千瓦,但尚未达到该线路所允许的最大电流容量限制(765千伏降压,四条分裂线路),并且在这种情况下三段的距离保护是不合理的。由于继电保护不采用振荡阻断技术,大量线路跳闸,进一步加剧了电网的不稳定性。防止北部,东部和东北部电网电网频率崩溃的自动低频减载方案没有发挥应有的作用,因为它没有到位。

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第三,分析印度停电的深层问题

在印度电力事故调查委员会发布的事故调查报告中,仅分析了电力系统运行和管理的原因,并没有分析系统和机制中存在的问题,而是提出了问题。措施,希望全面评估和改进印度的电力法,交易规则和调度管理。从上述措施和建议中不难看出,印度电网如此严重的大规模停电事业仍存在一些根深蒂固的问题。分析如下:

(1)长期严重供电短缺直接影响电网的安全运行

长期电力短缺的直接后果,一是电网透支,低频运行;二,旧设备安全可靠性差;第三,缺乏电网控制手段,增加了不稳定的风险。主要原因是电力发展机制不完善,电价结构不合理,管理松散,效率低(输配电损失高达30%)。结果,政府拥有的头发,输配电公司普遍亏损,电力发展缓慢。

(2)弱电网结构不能满足跨区域输电要求

首先,有大量的高低压电磁环网,主网结构薄弱,安全稳定程度低。印度国家电网的主电网主要是400千伏,400/220千伏电磁环网是常见的。目前,约有51%的电力通过高低压电磁环网传输到各州,容易造成稳定的损坏。其次,国家电网的最高电压水平仅为400 kV,与其传输范围和传输容量不匹配。印度东电西与南店北的传输距离超过500公里。 7月30日电力低谷期间的输电量为568万千瓦。由于传输线的低电压电平,损耗急剧增加,电压急剧下降。导致网格进入不安全状态。第三,缺乏无功补偿和缺乏压力调节意味着在低压期间电源线控制电压被拉低,这进一步削弱了电网结构。在停电事故之前,29条400 kV线路受到压力控制和拉动,导致跨区域电网不符合“N-1”稳定性要求。(3)电力管理系统松动不利于电网安全控制

由于联邦制,中央和地方政府与中央政府和地方政府之间没有直接的管理关系。电网企业,电力调度中心,发电公司,各级配电公司都是平等的市场主体,围绕各自的目标经营自己的企业。在电网严重缺电的情况下,或者在电网发生事故的情况下,每个企业首先考虑企业自身的利益,州政府不可避免地维护国家的利益。作为市场的主要参与者之一,负责大型电网安全运行的国家电力调度中心缺乏对国家级调度中心和相关电力公司的充分约束力,以及派遣调度指令难以实施,进一步削弱了电网的安全管理和控制能力。

(4)电力调度管理松散,难以实施严格的统一调度

松散的电力管理系统导致电力调度管理松散,无法实施严格的统一调度。首先,调度中心不能实现电网运行方式,设备大修,低频减载等安全自动装置的统一管理。各方必须进行谈判和确定,并确保难以实施确保电网安全的措施。其次,与电网安全相关的继电保护值由设备管理单元设定,不能综合考虑电网安全要求,降低可靠性。第三,缺乏严格的设备停运审批流程,缺乏实时动态模拟计算工具。稳定性限制未及时修改,并且网格安全性失控。第四,调度自身的能力不符合市场条件下的电网运行要求。

(5)在电力市场化过程中忽视电网安全管理

首先,印度电网的频率联络线的实施偏离了计划的交易机制,并没有建立有效的输电容量安全检查机制,这很容易导致电网失控。第二,在国家调整的公司运作(包括区域调整)后,营业收入直接来自调度服务对象,难以实施严格的调度管理。第三,各级电力监管机构的收入也来自监管目标。实施严格的监督管理,主要依靠各种市场主体的自律。可以看出,在市场化改革的过程中,印度没有对确保电网安全和电力调度能力建设的体制机制给予足够的重视。(6)缺乏问责制和整改机制不能及时消除各种隐患

为了确保市场运作秩序和电网安全,印度在2003年及以后颁布了电费,电网运行指南和电力法规的规定,规定了对各类违法行为的经济处罚,但还没有人受到惩罚。两次大停电的调查早已结束,原因和责任都很明确。但是,任何单位和个人都没有责任或被视为有纠正措施的计划,而且可能与以前相同。用户严重盗窃电力,未采取严格的调查措施。如果有法律,执法不严,违法违法,不及时消除各种隐患。

四,启示和建议

中国和印度都是能源消耗大的发展中国家。它们都具有能源资源和能源消耗逆向分布的特点。它们都具有长距离大规模传输需求,并且电网的组成非常相似。然而,松散的电力管理体制,激进的市场化改革模式和由印度国家和政体决定的落后的电力基础设施与中国有很大不同。因此,研究印度停电的经验教训,认真总结中国电力改革和发展的成功经验,具有重要意义。

(1)充分发挥中国独特的制度优势,确保电网安全可靠运行

长期以来,中国一直在实施垂直整合的电力管理系统,在确保电网安全方面发挥着重要作用。这是联邦制不能做到的。改革开放以来,为促进电力工业的快速发展,电力投资体制改革,“政企分开”管理体制改革和市场化改革。 “分离网络和工厂”已陆续开展。 。在此前的权力改革中,“网格垂直管理与调度整合”的系统优势一直保持不变,“分裂”的激进改革模式尚未被采用。因此,虽然改革促进了电力的快速发展,但电网事故急剧下降,安全水平显着提高。中国电力改革和发展的成功实践证明,“电网和调度一体化的垂直管理”符合电力系统固有的特殊规律,对于确保电网安全至关重要,必须坚持不懈。(2)坚持统一规划,协调发展电网和供电,确保电力安全可靠供电

首先,要坚持经济适度发展,电网发展适度发展,资源开发利用,环境保护协调发展的基本规律。其次,要坚持电网管理“四统一”的原则,即统一规划,统一建设,统一调度,统一管理。强大合理的电网结构,完善可靠的控制和保护,自动化系统和严格的科学管理是确保电网安全的三个必要条件。三者必须通过严格的“四统一”管理来实施;加快特高压电网的发展。随着中国的大型水电,风电和火电基地继续向西南和西北延伸,距离中东部负荷中心(超过2000公里)越来越远,如何确保这些大型能源基地的力量是完全交付和安全消费,世界上没有现成的经验。传统的国内发电初期本地发电方式和直流网络调整不足,不能满足长距离,大功率传输和安全消耗的要求。

为此,在成功完成特高压交直流示范项目的基础上,国家电网公司科学地证明了依靠特高压直流技术实现远距离,大功率,高效率的传输,依靠UHV交流电网确保安全性和可靠性。 “三华”特高压交直流电网建设计划。该方案可确保西南和西北能源基地特高压直流输电的安全可靠消耗,并确保山西,陕西,蒙西和西盟能源基地的煤,电,风电力直接与“三华”相连。高压同步电网消耗,大大缓解了东部地区的交通压力和环保压力;它能够承受事故,高安全性和良好的经济效益,无法与任何其他异步解决方案相媲美,并辅以高度自动化现代监控系统和严格科学管理的实施可确保不会出现与印度类似的停电事故。这是中国电网发展的必然选择,应加快发展。四是进一步理顺电价体系,建立煤电。联系价格机制,规范输配电价格机制,确保电力健康发展。(3)坚持《电力系统安全稳定导则》建立健全“三道防线”

《电力系统安全稳定导则》是从国内外电力系统的长期安全运行经验中提取的电力系统规划建设和安全运行的强制性标准。它在中国电网运行的发展和运行中发挥着很好的作用。 “三道防线”在防止电网大规模停电方面发挥了重要作用。应不断修订和完善《电力系统安全稳定导则》,进一步加强电力系统“三道防线”的安全稳定,从技术上保证电网不会出现大规模停电。

(4)完善电力应急管理,完善社会应急机制

中国的社会和经济活动远比印度更依赖电力。迫切需要不断完善全社会的电力应急机制,提高公众的应急响应能力;制定强制性管理规定,要求重要电力客户合理配置应急电源,紧急自助能力;定期开展多部门应急演练,不断提高应急响应的实战能力。

(作者是国家电网公司的总工程师)