巴基斯坦“2023.1.23”大停电事故分析及启示

2023年1月23日,巴基斯坦电网发生大停电事故,损失负荷11356MW,持续时间接近22h,引发广泛关注。该文首先介绍巴基斯坦电力系统的电源、电网及负荷概况;然后,梳理此次大停电事故的各阶段发展过程,从网架结构、运行方式、涉网保护、防御措施、事故恢复、重要用户6个方面分析大停电事故的直接和间接原因;最后结合中国电力系统特点及面临的新形势,提出保障大电网安全稳定运行、防止大面积停电的相关措施建议。

基于斯皮尔曼相关系数和系统惯量的中国电网停电事故趋势预测

在能源形势紧张和绿色发展的背景下,全球范围内的新能源发电规模在不断扩大。然而近年来国外发生的几起大规模停电事故说明了新能源的广泛接入给电力系统的安全运行带来了新的挑战。与此同时,中国提出“3060”双碳目标和建设以新能源为主的新型电力系统目标,使得电网中新能源装机发展迅猛,导致电力系统惯量水平下降,电网运行的风险水平进一步提高。为更好地认识电网的停电事故和惯量水平之间的关系,该文分析中国电网年均停电事故损失负荷与系统惯性常数之间的相关性。首先,基于斯皮尔曼相关系数对中国电网年均停电事故损失负荷绝对值和相对值与系统惯性常数进行相关性分析。其次,分析随着时间推移,中国电网年均停电事故损失负荷与系统惯性常数两者相关性的变化情况。然后,在宏观层面,预测中国电网未来年均停电事故损失负荷的发展趋势。

巴西“8.15”大停电事故分析及启示

2023年8月15日,巴西电网发生大面积停电事故,巴西国家互联电网解列为北部、东北部、东南部/中西部/南部电网3个部分,共损失负荷约23368MW,最长停电时间约6h,对人民生产生活造成严重影响。该文首先介绍巴西电力系统的电源、电网及负荷概况;然后,梳理此次大停电事故的各阶段发展过程,分析事故的直接原因以及电网结构、电源支撑、技术防线、安全管控等方面存在的深层次问题;最后,结合我国电力系统实际,提出清洁低碳转型形势下保障电网安全稳定运行的相关措施建议。

美加“8.14”大停电事故初步分析以及应吸取的教训

介绍了美加“8?4”大停电事故的发生、发展及恢复过程,从电网结构、设备、调度运行、保护控制、管理体制、厂网协调、系统计算和试验研究等方面分析了事故发生的原因,指出了从美加大停电事故中应吸取的教训,并提出了保证我国电网安全稳定运行应做好的工作。

2003年国际若干停电事故思考

2003年夏秋,国际范围内连续发生了若干大停电事故,引起了国际社会的广泛关注。最近, 各国有关方面已公布了最新的事故调查和分析报告。文中主要介绍意大利大停电、瑞典-丹麦大 停电以及美加大停电事故的分析调查结论,并探讨应对措施。

广义极值理论在大停电事故损失负荷预测中的应用

近年来随着区域电网的互联升级,大停电事故的风险随之增加。对停电风险进行预测,具有重要的现实意义。文中应用广义极值分布模型来预测电网停电事故损失负荷。首先,通过对1981至2012年全国电网停电事故损失负荷数据的分析,证明了损失负荷数据不适合直接作为极值分析的样本;然后采用相对值法对停电事故损失数据进行处理,以消除电网规模变化对数据分析的影响,给出了广义极值下的预测模型;最后,以1997至2012年的相对值数据对未来全国电网的事故概率及损失负荷情况进行了预测,进而推算出各区域电网对应的事故损失负荷预测值,并通过实际事故数据验证了所述方法的可行性。

广州配电网故障停电事故的自组织临界特征

利用配电网可靠性的统计数据研究配电网停电事故的自组织临界(SOC)特性能为提高配电网运行水平、改善供电可靠性提供理论依据。因此,在广州市10 k V配电网可靠性统计数据的基础上,选取了故障停电事故的停电时户数和停电持续时间为分析对象;然后,利用最小二乘法,在双对数坐标系下,对分析对象的标度和频度的关系进行线性拟合,通过F检验,校核标度、频度的线性相关关系,初步验证了10 k V配电网故障停电事故的SOC特性;最后,给出了SOC特性对配电网运行的指导意义。

美国西部电力系统1996年8月10日大停电事故

本文简要地介绍了美国西部电力系统１９９６年８月１０日大停电事故的过程、事故后的有关动态以及事故给人们的几点启示。为了更好地了解事故，本文还对美国西部电力系统作了简要介绍。

大停电事故后的系统网架恢复

建立了系统从树状网络恢复到环状网络过程的数学模型,并开发了相应的算法,求取线路最佳的投入次序问题。优化算法的目标函数是系统在各接线状态下可恢复负荷量最大、发电机的出力调整量最小。算法采用逆向搜索策略,即先投入所有待恢复线路和负荷,然后再依次断开直至系统初始状态。每次断开线路后,都调用最优潮流算法求负荷、发电机出力调节量,但负荷量只减不增,这样已恢复的负荷不会因为线路潮流或线路合闸角越限再次切除。提出并讨论了2种线路开断策略,分析了仿真计算结果,提出一种改进策略。以NewEngland-39节点和IEEE-30节点为算例验证了所提算法在不同初始条件下的效果。

从乌克兰停电事故看电力信息系统安全问题

在1年之内,2015-12-23和2016-12-18,乌克兰电网系统遭受了两起由黑客入侵而引发的严重停电事故,其中,前一起被认为是世界上首起公开的针对电网基础设施的网络信息攻击事件。回顾了2015年停电事故的全过程,推演分析网络攻击的手法和效果,并归纳了网络攻击的通用框架。在2020年初步建设智能电网背景下,考虑到中国电网的信息安全系统也面临严峻的威胁和挑战,提出了包括从信息化战争视角提高对网络安全的思想重视水平、重审物理隔离、协同平衡系统安全与信息开放的几点思考,以及开展有效的安全演习、推进核心设备国产化等关于构建坚强的信息安全防御体系的几点建议。

中国电网停电事故统计与自组织临界性特征

通过中国东北、西北、华中、南方及全国电网在1981年～2002年间重大停电事故的时间序列,基于分形的思想,构建了停电事故的损失负荷数与频度的关系模型。经计算表明,停电事故的自组织临界特性是客观存在的,而分形的幂律值则是一个依赖于标度的不同而相对变化的数值。通过在同一标度-频度下比较还发现,东北与西北电网的幂律值相近,华中与南方电网的幂律值相近,这说明了两局网向临界状态演化的过程有相似之处。

基于相对值法的区域电网停电事故自组织特性分析

考虑到电网的规模处于不断增长的过程中,给出了用电网总装机容量对损失负荷取相对值,来分析电网停电事故自组织临界特性的方法。通过对东北、西北电网1981—2002年和1981—2010年2个时间段内停电事故数据相对值的分析,不同历史时段的大规模停电事故服从幂律分布,进一步证明了中国区域电网具有自组织临界性的典型特征。该方法用于事故损失数据处理后,排除了电网随时间生长对自组织临界特性的影响因素,便于以事故损失数据对电网危险程度进行分级,同时还可以对不同规模的电网事故数据进行横向比较,得出的宏观结果可以供电网的调度运行及规划部门参考。

我国电力系统停电事故自组织临界性的研究

基于自组织临界性及分形的思想,通过分析1981—2002年我国电网重大停电事故,揭示了我国电网停电事故的自组织临界性特征,并构建了全国电网及东北、华中和西北区域电网停电事故的标度-频度模型。通过研究如何用沙堆模型来描述电力系统的自组织临界性,提出了先建立各网省局等规模稍小电网的实时动态沙堆模型从而形成一个沙堆群的模型来模拟整个全国电网的设想。

“3.21”北京电网220kV草桥变电站停电事故调查分析

介绍了2008年3月21日北京电网220kV草桥变电站停电事故的发生经过,对事故相关的电力设备配置及运行情况进行了详细调查与分析,得出结论:气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear,GIS)电缆终端气室内GIS本体与电缆连接处安装不当从而引发绝缘破坏是导致本次事故的主要原因;鉴于高压开关设备在电网中的重要作用,现场安装是确保其整机性能的重要环节,对该环节应采取严格的质量控制。最后提出了避免该类事故发生的相关建议和整改措施。

电网停电事故的自组织临界性及其极值分析

对复杂电力系统灾变以及电网发生连锁性大停电事故机理的研究表明,自组织临界性是电网停电事故的特征。极值理论主要以极值为研究对象,传统上被用来预测海啸、地震、洪水等自然灾害。文中将极值理论应用于电网停电事故的自组织临界性的研究中,在电网停电事故的标度—频度幂律分布特征下,证明了停电事故发生规模的极值分布为极限收敛于Ⅰ型渐近分布。利用计算公式以东北及西北电网的停电事故为例,进行了初步的计算分析。

美国得州2021年极寒天气停电事故分析及启示

2021年2月8日至20日,美国得克萨斯州经历了由极寒天气诱发的停电事故,这也是美国近10年内发生的第4次因极端低温天气引起的停电事故。事故期间,负荷轮停持续时间最长达到4天,峰值达到20 GW,超450万得克萨斯州居民遭遇停电。事故造成的直接和间接的经济损失高达800~1300亿美元。美国联邦能源管制委员会(FERC)、北美电力可靠性委员会(NERC)及区域电力可靠性组织于2021年11月16日公开了此次事故的调查报告,分析了此次停电事故的主要原因,并对发电企业、调度机构等多方提出了全面、详尽的建议。文中结合该事故调查报告,总结了事故的概况及发展过程,分析并梳理了事故的成因及核心建议,最后分析了事故对中国电力行业的启示。

对于美国西部电力系统1996年7月2日大停电事故的初步认识

美国西部电力系统（ＷＳＣＣ）在安全运行多年后，近期连续发生大面积停电事故（１９９４年１２月１４日，１９９６年７月２日，１９９６年８月１０日等）［１］，其中以１９９６年７月２日发生的事故涉及面为最广，停电后果最严重，遂引起广泛注意。本文根据一些初步资料，介绍这次事故的概况、初步分析和对其的认识，以供进一步了解和讨论。

用复杂网络理论分析电网连锁性大停电事故机理

针对世界上连续发生的电网连锁性大停电事故,论述了长期以来采用的还原法的思想方法已不完全适应对电网整体动态特性的研究。简述了复杂网络的基本概念;综述了应用复杂网络理论,对美国和中国电网大停电事故的部分数据统计分析的结果。发现电力系统的无标度特性:大停电的规模与出现的概率具有幂律特征,而电网的自组织临界性是发生连锁性大停电事故的内在动力。提出建立实时动态的全国沙堆模型,为预测大停电事故提供实时信息和应用复杂网络的控制理论对电网关键节点进行保护和控制,以缓解大停电事故发生的设想。