電網(wǎng)n-1問題

1、正常運(yùn)行方式下的電力系統(tǒng)中任一元件（如線路、發(fā)電機(jī)、變壓器等）無故障或因故障斷開，電力系統(tǒng)應(yīng)能保持穩(wěn)定運(yùn)行和正常供電，其他元件不過負(fù)荷，電壓和頻率均在允許范圍內(nèi)。這通常稱為N－1原則。N1原則用于電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析(單一元件無故障斷開)，或動(dòng)態(tài)安全分析(單一元件故障后斷開的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析)。當(dāng)發(fā)電廠僅有一回送出線路時(shí)，送出線路故障可能導(dǎo)致失去一臺以上發(fā)電機(jī)組，此種情況也按N－1原則考慮。電網(wǎng)規(guī)劃及運(yùn)行中電網(wǎng)規(guī)劃及運(yùn)行中N1準(zhǔn)則應(yīng)用

2、與設(shè)備的相關(guān)性問題準(zhǔn)則應(yīng)用與設(shè)備的相關(guān)性問題近年來，隨著電網(wǎng)的不斷壯大，對電網(wǎng)穩(wěn)定性及設(shè)備可靠性的要求越來越高，電網(wǎng)穩(wěn)定導(dǎo)則和有關(guān)電網(wǎng)規(guī)?jiǎng)澖ㄔO(shè)的技術(shù)導(dǎo)則對電網(wǎng)安全運(yùn)行的N1準(zhǔn)則均提出了不同要求。然而，由于規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行及經(jīng)營等不同部門、相關(guān)技術(shù)人員對這一準(zhǔn)則的理解和認(rèn)識不同，供電可靠性與電價(jià)未形成有效的利益互動(dòng)關(guān)系，造成電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行中不可避免地產(chǎn)生先天性安全隱患，對電網(wǎng)的長遠(yuǎn)發(fā)展也造成了不利影響。因此，有必要澄清對N1準(zhǔn)則

3、的一些錯(cuò)誤認(rèn)識，提高電網(wǎng)投資效益和安全性、可靠性，在確保電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展的前提下，穩(wěn)步提高供電可靠性。1N1準(zhǔn)則的本質(zhì)準(zhǔn)則的本質(zhì)按照電網(wǎng)穩(wěn)定導(dǎo)則有關(guān)定義，N1準(zhǔn)則是指正常運(yùn)行方式下電力系統(tǒng)中任意一元件(如線路、發(fā)電機(jī)、變壓器等)無故障或因故障斷開后，電力系統(tǒng)應(yīng)能保持穩(wěn)定運(yùn)行和正常供電，其他元件不過負(fù)荷，電壓和頻率均在允許范圍內(nèi)。N1準(zhǔn)則用于單一元件無故障斷開條件下電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析，或單一元件故障斷開后的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析即動(dòng)態(tài)安全分

4、析。當(dāng)發(fā)電廠僅有一回送出線路時(shí)，送出線路故障可能導(dǎo)致失去一臺以上發(fā)電機(jī)組，此種情況也按N1原則考慮。由此可見，N1準(zhǔn)則包含兩層含義：一是保證電網(wǎng)的穩(wěn)定二是保證用戶得到符合質(zhì)量要求的連續(xù)供電。從目前情況看，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定由于涉及整個(gè)電網(wǎng)安全，無論在資金投入、運(yùn)行方式還是技術(shù)措施上均得到足夠的重視，但在保證用戶特別是邊遠(yuǎn)地區(qū)用戶連續(xù)供電方面仍存在認(rèn)識上的不足，造成局部電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行長期處于被動(dòng)局面。2N1與系統(tǒng)穩(wěn)定性要求與系統(tǒng)穩(wěn)定性要求電力系

5、統(tǒng)穩(wěn)定分為靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定。電力系統(tǒng)中單一元件無故障斷開后，直接影響其靜態(tài)穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定，使正常輸變電能力受到限制，其中以發(fā)電機(jī)組和輸電線路停運(yùn)較為明顯，尤其是單電源線路或單臺主變壓器供電的變電站，當(dāng)線路或變壓器停電檢修時(shí)，影響最直接電力系統(tǒng)中單一元件故障斷開后，直接影響其暫態(tài)穩(wěn)這里所說的發(fā)電設(shè)備指鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、升壓變壓器及發(fā)電輔機(jī)設(shè)備。由于發(fā)電生產(chǎn)的特殊性，除老式母管制小機(jī)組及部分輔機(jī)外，四大發(fā)電設(shè)備中任

6、一設(shè)備發(fā)生N1狀況，就意味著整個(gè)機(jī)組系統(tǒng)出N1=0，即完全喪失發(fā)電能力。由于電源點(diǎn)和電網(wǎng)布局原因，也可能造成局部輸電網(wǎng)斷面穩(wěn)定問題。4.2輸電設(shè)備輸電線路，包括電纜是電力傳輸?shù)耐ǖ溃菢?gòu)成電網(wǎng)的最重要的單元。從設(shè)備自身看，其特點(diǎn)是：①靈活性、主動(dòng)性大。輸電線路是由電力設(shè)計(jì)部門設(shè)計(jì)、施工安裝部門“制造”的設(shè)備，每一條線路均有自己的地域特點(diǎn)，改造完善相對方便。②受外界環(huán)境影響大。由于線路設(shè)備基本上全部暴露在空氣中，易受風(fēng)、雨雪、雷電、污穢

7、影響，外力破壞故障多。③相對而言，線路設(shè)備故障、缺陷較直觀，易于被運(yùn)行人員掌握，但要完全杜絕故障，從經(jīng)濟(jì)上考慮并不可行。④線路設(shè)備多數(shù)檢修維護(hù)工作可實(shí)現(xiàn)帶電作業(yè)，比其他電氣設(shè)備有明顯優(yōu)勢。由于線路設(shè)備具有以上特點(diǎn)，當(dāng)其發(fā)生N1準(zhǔn)則中定義的各種狀況時(shí)，其影響是不同的：①瞬時(shí)性故障。輸電線路多數(shù)故障屬于瞬時(shí)性故障，以雷擊為最多，一般而言對系統(tǒng)穩(wěn)定和用戶供電不會產(chǎn)生明顯影響。②永久性故障，即造成重合閘不成功的故障。多由外力破壞、風(fēng)偏或污閃引

8、起，這類故障一般為短時(shí)故障，多數(shù)在數(shù)小時(shí)內(nèi)可試送成功。③倒塔斷線故障。這是線路故障最嚴(yán)重的情況，由于環(huán)境及地域的不同，其恢復(fù)供電周期一般在十幾小時(shí)到十幾天之間。此外，由于電網(wǎng)運(yùn)行方式、保護(hù)配置及線路在電網(wǎng)中的重要性不同，線路故障的后果也大相庭徑，從國內(nèi)外多年的經(jīng)驗(yàn)來看，引起電網(wǎng)穩(wěn)定破壞造成大面積停電事故的起始原因多數(shù)是輸電線路永久故障或線路大面積污閃跳閘。4.3變電設(shè)備變電設(shè)備包括高壓一次設(shè)備和直流、保護(hù)等二次設(shè)備。變電一次設(shè)備有以下特

9、點(diǎn)：①設(shè)備種類繁多，按作用類型分有變壓器類、開關(guān)類、測量變換類、補(bǔ)償類及絕緣支撐類，其中心是電力變壓器②設(shè)備“既成性”強(qiáng)，絕大多數(shù)變電設(shè)備均由專業(yè)化制造廠生產(chǎn)，電網(wǎng)運(yùn)行單位難以完全掌握設(shè)備全部細(xì)節(jié)，備品配件儲備困難③檢修工藝要求高，檢修周期限制嚴(yán)格，對檢修現(xiàn)場要求高④設(shè)備內(nèi)部狀況不直觀，難以準(zhǔn)確掌握設(shè)備狀態(tài)，設(shè)備缺陷的預(yù)知性處理仍處于探索階段⑤由于空間限制，難以開展帶電作業(yè)⑥設(shè)備故障后恢復(fù)供電周期較長，部分設(shè)備在現(xiàn)場不具備修復(fù)條件，必須

10、返廠，故障修復(fù)費(fèi)用高⑦由于變電站性質(zhì)決定了變電設(shè)備故障或停電檢修往往直接影響本區(qū)域正常供電，社會影響較大。二次設(shè)備有以下特點(diǎn)：①設(shè)備元件基本上工作在低電壓、小電流條件下，易受到變電站電磁場干擾和影響②與一次設(shè)備各單元互相關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，邏輯關(guān)系復(fù)雜，易造成誤動(dòng)、拒動(dòng)③二次設(shè)備隨技術(shù)發(fā)展其變化較一次設(shè)備更新?lián)Q代快得多，不同廠家元件互換性差，備品配件種類繁多，給維護(hù)、改造帶來諸多困難④二次設(shè)備不僅在本變電站內(nèi)關(guān)聯(lián)配合，還要在變電站間配合，涉及的