电力系统脆弱性分析与安全防御研究

电力科技　２０１３年第２５期ｌ科技创新与应用　

电力系统的安全性及防治措施研究　

’　李永庆　

（黑龙江省电力有限公司牡丹江水力发电总厂，黑龙江牡丹江１５７００６）　

摘要：近些年来，世界上相继发生了多起尤为严重的停电事故，此类停电事故的起因通常是在电力系统中一个频繁发生的扰动　

所导致的。为了确保可靠的供电，大规模的电力系统就应当始终保持自身的完整性，同时还需要对更多可能发生的故障加以承　

受，只有这样才能够避免损失负荷，并且能够在可能出现的不利故障状况下，不导致广泛的、不可控的连锁反应式停电产生。文　

章针对我国电力系统管理及运行现状，详细的分析及研究了电力系统的安全性及其防治措施，希望有助于电力系统安全运行效　

率的提升。　

关键词：安全性；电力系统；防治；措施　

１前言　随着科学技术的不断进步以及社会经济的持续发展，人民的生　

活质量及水平随之得以大大提高，而人们对电力的依赖性及需求也　

变得越来越大，并且对稳定安全供电的要求大大增强。但是，正是因　为受到外部干扰以及电力系统自身因素的影响，电网事故屡屡出　

现，不仅使得电力企业遭受了不同程度的经济效益损失，同时给整　个社会及广大电力用户带来尤为严重的影响。自从二十世纪六十年　

代后，全球各国均先后出现过因电力系统不稳定而造成的停电事故　

和大面积停电，重大电力系统事故的出现，对社会的发展和经济的　

稳定构成了极大的威胁。所以，确保大规模互联电力系统稳定、经　济、安全的运行，是非常迫切而又重大的问题，应当尽快的予以解　

决。　

２电力系统的安全性问题　

所谓电力系统的安全性具体指的是电力系统在出现故障的情　况下，能够正常供电及保持稳定运行的风险程度。以往的电力系统　

安全性则指的是在故障发生的情况下，对电力系统自身所具备的动　态特性进行探究，主要包括系统的频率稳定性、电压稳定性、功角稳　

定性、热过载以及系统解列等。该类研究通常所针对的是单一故障，　

而往往大面积停电事故基本上均是复杂连锁事件的序列。　近年来，随着现代信息技术及通讯技术的发展，为了有效的保　

电力系统脆弱性与鲁棒性分析

引言：

电力系统是现代社会发展和生活运转的重要基础设施之一，其稳定性和可靠性直接关系到国家的经济发展和社会稳定。然而，随着能源需求的不断增长和电力系统规模的扩大，电力系统脆弱性的问题也越来越引起人们的关注。本文将探讨电力系统的脆弱性与鲁棒性，并针对不同因素进行分析与讨论。

一、电力系统脆弱性分析

1.1 脆弱性概念与特征

电力系统的脆弱性可以理解为系统在面临外部或内部干扰时，容易受到破坏或崩溃的程度。脆弱性的特征主要包括以下几个方面：

1) 复杂性：电力系统由复杂的网络结构和多种元件组成，其中包括发电机、变压器、线路等。这些元件之间的相互作用非常复杂，使得系统的脆弱性增加。

2) 不确定性：电力系统处于不断变化的环境中，面临各种外部因素的干扰，如天气、设备故障等。这些不确定因素会使得系统的脆弱性增加。

3) 敏感性：电力系统对外部扰动的敏感性较高，一旦遇到扰动，系统的稳定性容易受到影响，从而导致系统的脆弱性增加。

1.2 脆弱性影响因素

电力系统的脆弱性可以受到多种因素的影响，包括以下几个方面：

1) 网络拓扑结构：电力系统的网络拓扑结构直接影响系统的脆弱性。如果网络结构存在漏洞或节点集中分布，那么系统就更容易受到攻击或故障的影响。 2) 负荷分布不均：电力系统的负荷分布不均也是影响系统脆弱性的重要因素之一。当负荷集中在某些节点上时，一旦发生故障或突发情况，这些节点容易受到压力过大而导致系统崩溃。

3) 引入新能源：随着新能源的不断引入和风电、光电等分布式能源的发展，电力系统的脆弱性也相应增加。因为新能源的波动性和随机性会对系统的稳定性造成一定的影响。

二、电力系统鲁棒性分析

2.1 鲁棒性概念与特征

电力系统的鲁棒性是指系统在面临外部干扰或故障时，能够保持其稳定性和可靠性的能力。鲁棒性的特征主要包括以下几个方面：

1) 弹性：电力系统应具有适应外部变化的能力，当发生突发情况时，能够迅速回复到正常状态，从而保持系统的鲁棒性。

２００６年第１Ｏ期　（总第８８期）　

电力系统脆弱性的一种分析方法　

——蒙特卡罗模拟法　

贵阳市南供电局杨华昆［５５０００２］　

摘要通过对电力系统脆弱性分析总体思路的介绍，给出了脆弱性的定义，选用概率性的方法来评估系统在故　障下的风险程度，借鉴电力系统三道防线的概念，我们把系统的运行状态分为正常状态、紧急状态和极端紧急状态　三类，系统的脆弱值就是系统在可能的故障情况下发生第三类极端紧急状态的概率，在蒙特卡罗模拟的方法下，脆　弱值大小等于故障后系统发生第三类状态的模拟次数在总模拟次数中所占的比例　。在本文中系统处于第三类　状态的判定是通过考察系统的动态和静态切负荷总量是否大于门槛值以及系统暂态在采取了紧急控制措施后能　否达到稳定来确定。通过采用蒙特卡罗模拟法，分析系统找出薄弱环节，有助于准确把握系统的稳定性，对于各级　调度部门采取积极的防御性措施，有效防止事故的发生提供借鉴。　关键词蒙特卡罗模拟法电力系统脆弱性　

２００６年７月７日１８时ｌ８分２０秒，因５００　ｋＶ　青岩变２２０　ｋＶ岩筑工回２０１开关Ｂ相ｃＴ故障引起　

２２０　ｋＶ母差保护动作（跳　２主变２１２、岩湾工回　

２０３、岩筑工回２０１、岩南２０５开关），导致贵阳地区南　

部电网与５００　ｋＶ贵州主网解列。ｌ８时ｌ８分２０秒，　

贵阳电厂　８、　９机超速保护动作跳闸，ｌ８时ｌ８分　

３０秒贵阳电厂低频解列保厂用变装置动作跳贵筑　工回２０５、贵筑Ⅱ回２０９开关，厂用电消失，１１０　ｋＶ母　

线失压（损失负荷１３８　ＭＷ）。１８时ｌ８分３８秒，清镇　

电厂　５主变２２０　ｋＶ低频解列保厂用变装置动作　

跳　５变２１５开关，１１０　ｋＶ系统与主网解列，　５机频　

率、电压波动大、打闸停机，　５机炉厂用电消失，１１０　

ｋＶ、３５　ｋＶ母线失压（损失负荷９０　ＭＷ）。同时南部　电网低周保护动作，共造成贵阳市南供电局局８个　

１　ｌ０　ｋＶ变电站全站失压，６条１１０　ｋＶ线路、６条３５　

第１４卷第３期　２０１３年６月　信息工程大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｖｏ１．１４　Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．２０１３　

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－０６７３．２０１３．０３．０２０　

智能电网脆弱性分析及对策研究　

蔡　铭　，谢晓玲　，王雪畅　，颜　峻　

（１．７３６７７部队，江苏南京２１００１６；２．６９０５２部队，新疆乌鲁木齐８３００００　３．信息工程大学，河南郑州４５０００１）　

摘要：随着下一代智能电网的建立，复杂的控制网络系统将面对更多的安全威胁。在研究智能　电网安全问题的基础上，按照“从外到内，由表及里”思路，讨论了用电环节、调度环节、监控环　

节的脆弱性问题，重点分析了级联故障及危害。最后，针对上述问题提出了相应的对策建议。　

关键词：智能电网；脆弱性分析；级联故障　

中图分类号：ＴＰ３９３．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—０６７３（２０１３）０３－０３７６￣４　

Ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｓｍａｒｔ　Ｇｒｉｄ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ　

ＣＡＩ　Ｍｉｎｇ　，ＸＩＥ　Ｘｉａｏ—ｌｉｎｇ　，ＷＡＮＧ　Ｘｕｅ—ｃｈａｎｇ　，ＹＡＮ　Ｊｕｎ。　

（１．Ｕｎｉｔ　７３６７７，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００１６，Ｃｈｉｎａ；２．Ｕｎｉｔ　６９０５２，Ｗｕｌｕｍｕｑｉ　８３００００，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５０００１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｎｅｘｔ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｓｍａｒｔ　ｇｒｉｄ．ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｅｘｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｍｏｒｅ　ｃｙｂｅｒ　ｔｈｒｅａｔｓ．Ａｆｔｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｉｓｓｕｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｍａｒｔ　ｇｒｉｄ，ｖｕｌｎｅｒａ—