電力系統安全穩定導則1111目次前言 II1范圍 1規范性引用文件 1術語和定義 14保證電力系統安全穩定運行的基本要求 4總體要求 4電網結構 5電源結構 6無功平衡及補償 6對機網協調及廠網協調的要求 7防止電力系統崩潰 7電力系統全停后的恢復 75電力系統的安全穩定標準 8電力系統的靜態穩定儲備標準 8電力系統承受大擾動能力的安全穩定標準 8特殊情況要求 96電力系統安全穩定計算分析 9安全穩定計算分析的任務與要求 9電力系統靜態安全分析 10電力系統靜態穩定的計算分析 10電力系統暫態穩定的計算分析 電力系統動態穩定的計算分析 電力系統電壓穩定的計算分析 電力系統頻率穩定的計算分析 12電力系統短路電流的計算分析 127電力系統安全穩定工作的管理 12附錄A電力系統穩定性分類 14 I電力系統安全穩定導則范圍算方法。本導則適用于電壓等級為220kV及以上的電力系統。220kV以下的電力系統（含分布式電源）可參照執行。規范性引用文件凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。國務院令第115號電網調度管理條例國務院令第599號電力安全事故應急處置和調查處理條例GB/T31464電網運行準則DL755-2001電力系統安全穩定導則GB/Txxxxx電力系統技術導則DL/T1648發電廠及變電站輔機變頻器高低電壓穿越技術規范DL/T1870電力系統網源協調技術規范術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1電力系統安全性powersystemsecurity（個特性表征：a）電力系統能承受住故障擾動引起的暫態過程并過渡到一個可接受的運行工況；b）在新的運行工況下，各種約束條件得到滿足。[DL755-2001A1]3.2電力系統安全分析powersystemsecurityanalysis究電力系統在從事故前的靜態過渡到事故后的另一個靜態的暫態過程中保持穩定的能力。PAGE10PAGE10PAGEPAGE3GBXXXXX—XXXX[DL755-2001A1]3.3電力系統穩定性powersystemstability3大類。[DL755-2001A2]3.3.1功角穩定rotoranglestability穩定、暫態穩定、動態穩定。3.3.2靜態穩定steady-statestability電力系統受到小擾動后，不發生非周期性失步，自動恢復到起始運行狀態的能力。[DL755-2001A2.1]3.3.3暫態穩定transientstability通常指保持第一、第二搖擺不失步的功角穩定。[DL755-2001A2.2]3.3.4動態穩定dynamicstability電力系統受到小的或大的干擾后，在自動調節和控制裝置的作用下，保持長過程的運行穩定性的能力。[DL755-2001A2.3]3.3.5電壓穩定voltagestability電力系統受到小的或大的擾動后，系統電壓能夠保持或恢復到允許的范圍內，不發生電壓崩潰的能力。[DL755-2001A2.4]3.3.6頻率穩定frequencystability許的范圍內、不發生頻率崩潰的能力。3.4電磁暫態過程electromagnetictransient子裝置及靈活交流輸電系統、高壓直流輸電中的快速暫態和非正弦的準穩態過程等。3.5機電暫態過程electromechanicaltransient擾穩定性能，包括功角穩定、電壓穩定和頻率穩定，主要考慮幾個周波到數十秒的過程。3.6中長期動態過程mid-longtermdynamic制、負荷頻率控制等都會對其產生影響。3.7N-1原則N-1principle（系統應能保持穩定運行和正常供電，其他元件不過負荷，電壓和頻率均在允許范圍內。這通常稱為－1原則。N-1原則用于電力系統靜態安全分析（單一元件無故障斷開），或動態安全分析（單一元件故障后斷開的電力系統穩定性分析）。當發電廠僅有一回送出線路時，送出線路故障可能導致失去一臺以上發電機組，此種情況也按N－1原則考慮。[DL755-2001A3]3.8直流多饋入短路比multi-infeedshort-circuitratio換流母線的短路容量與考慮其他直流回路影響后的等值直流功率的比值。3.9電力系統穩定仿真工具powersystemstabilitysimulationtools電磁暫態仿真工具是用數值計算的方法對電力系統中從微秒至數秒之間的電磁暫態過程進行仿真模擬，建模時需要考慮常規直流、柔性直流等設備的詳細電磁暫態模型。GBXXXXX—XXXXFACTSPSS等元件機電暫態模型。電磁-機電暫態混合仿真工具把大規模電力系統分為需要進行電磁暫態仿真的子系統和僅進行機電暫態仿真的子系統，分別進行電磁暫態仿真和機電暫態仿真的交接，以提高機電暫態程序的仿真精度。到幾十分鐘，甚至幾小時，建模時需要考慮鍋爐、汽機、機組過勵保護等時間常數大的元件模型。3.10樞紐變電站pivotalsubstation通常指330kV及以上電壓等級的變電站，不包括單回線路供電的330kV終端變電站。對電網安全運行影響重大的220kV變電站是否為樞紐變電站，由電網結構確定。[DL755-2001A4]3.11重要負荷（用戶）importantload(consumer)（用戶成人員傷亡等。可根據有關規定和各電力系統具體情況確定。[DL755-2001A5]3.12系統間聯絡線interconnectionline系統間聯絡線一般指省電網間或大區電網間的輸電線路。大區電網是幾個省電網互聯形成的電網。[DL755-2001A6]3.13受端系統receiver-endsystem平衡。保證電力系統安全穩定運行的基本要求總體要求功潮流時，均不應發生自發振蕩。GB/Txxxxx求，合理的電網結構和電源結構應滿足如下基本要求：能夠滿足各種運行方式下潮流變化的需要，具有一定的靈活性，并能適應系統發展的要求；荷和電壓允許偏差的要求；應有較大的抗擾動能力，并滿足本導則中規定的有關各項安全穩定標準；滿足分層和分區原則；合理控制系統短路電流；交、直流協調發展；合理配置不同類型電源的裝機比例。（（故障后的暫態穩定和其它元件不超過規定事故過負荷能力的要求。115599號的相關要求。（高一級電壓電網的穩定運行。電網結構受端系統的建設應從以下方面加強受端系統安全穩定水平：加強受端系統內部最高一級電壓的網絡聯系；加強受端系統的電壓支持和運行的靈活性；受端系統應接有足夠容量的常規電廠和動態無功調節裝置；樞紐變電站的規模要同受端系統的規模相適應；受端系統發電廠運行方式改變，不應影響正常受電能力；對于多直流饋入受端系統，應優化直流落點，完善近區網架，提高系統對直流的支撐能力。電源接入最高一級電壓電網。例可結合受端系統的具體條件來決定。GBXXXXX—XXXX電網分層分區平衡的區域，并經聯絡線與相鄰區域相連。分區電網應盡可能簡化，以有效限制短路電流和簡化繼電保護的配置。電力系統間的互聯電力系統采用交流或直流方式互聯應進行技術經濟比較。交流聯絡線的電壓等級宜與主網最高一級電壓等級相一致。故過負荷能力的規定。在聯絡線因故障斷開后，要保持各自系統的安全穩定運行。穩定運行，并可轉送規定的最大電力。對交流弱聯網方案，應詳細研究對電網安全穩定的影響，經技術經濟論證合理后方可采用。電源結構量、有功和無功支撐。具體比例可結合系統的具體條件來決定。為提高新能源消納水平，應加強系統調節能力建設，充分挖掘常規電源（火電、水電、核電等（等動態無功調節裝置。無功平衡及補償能滿足規定的要求。（或電壓長距離線路或多級變壓器傳送無功功率，330kV及以上等級線路的充電功率應基本上予以補償。發電機或調相機應帶自動調節勵磁（包括強行勵磁）運行，并保持其運行的穩定性。（包括發電機失磁備用容量。對機網協調及廠網協調的要求（STATCOM等電源設備裝置的配置和整定等必須與電力系統相協調，保證其性能滿足電力系統穩定運行的要求。DL/T1648相關要求。過磁通）（PSS）應與對應的發變組保護定值相配合。（存在超低頻頻率振蕩風險的電網，電網內水電機組調速系統應具備相應的控制措施。寬頻振蕩的風電場及光伏電站應采取相應的預警和抑制措施。運行工況下的電壓控制要求。的電壓和頻率穿越能力。防止電力系統崩潰（幾個部分，防止系統長時間不能拉入同步或造成系統頻率和電壓崩潰，擴大事故。因失去廠用電導致全廠停電。發生電壓崩潰。電力系統全停后的恢復部系統幫助恢復供電的可能性。當不可能時，應很快投入系統黑起動方案。1～2機組，并合理分布。GBXXXXX—XXXX系統全停后的恢復方案(包括黑啟動方案殊要求。或延誤系統恢復。電力系統的安全穩定標準電力系統的靜態穩定儲備標準在正常運行方式下，電力系統按功角判據計算的靜態穩定儲備系數（Kp）應滿足按無功電壓判據計算的靜態穩定儲備系數（Kv）10%～15％。在事故后運行方式和特殊運行方式下，Kp10％，Kv8％。相應措施：a）如發生穩定破壞但不影響主系統的穩定運行時，允許只按正常靜態穩定儲備送電；b）在事故后運行方式下，允許只按事故后靜態穩定儲備送電。電力系統承受大擾動能力的安全穩定標準電力系統承受大擾動能力的安全穩定標準分為三級：第一級標準：保持穩定運行和電網的正常供電；第二級標準：保持穩定運行，但允許損失部分負荷；第三級標準：當系統不能保持穩定運行時，必須防止系統崩潰并盡量減少負荷損失。第一級安全穩定標準：不發生連鎖跳閘：任何線路單相瞬時接地故障重合成功；c）同級電壓的雙回或多回線和環網，任一回線三相故障斷開不重合；d）任一發電機跳閘或失磁；e）f）任一大負荷突然變化；g）h）直流輸電線路單極閉鎖或短路故障；i）特高壓直流輸電線路單換流器故障。單回高一級電壓線路故障或無故障斷開，必要時可采用切機或快速降低發電機組出力的措施。第二級安全穩定標準持穩定運行，必要時允許采取切機和切負荷、直流緊急功率控制、主動解列等穩定控制措施：單回線單相永久性故障重合不成功及無故障三相斷開不重合；任一段母線故障；同桿并架雙回線的異名兩相同時發生單相接地故障重合不成功，雙回線三相同時跳開；直流輸電線路雙極閉鎖或短路故障。基于線路出線走廊實際地形限制，在變電站或發電廠出線、進線合計不超過20基之內，且不超過該線路全長10%的情況下，可不按同桿并架校核。第三級安全穩定標準//（包括廠用電電力系統應盡快恢復正常運行：故障時開關拒動；故障時繼電保護、自動裝置誤動或拒動；d）e）特殊情況要求在電力系統中出現高一級電壓的初期，發生線路（變壓器）當發生線路（變壓器）三相短路故障時，允許采取切機和切負荷措施，保證電力系統的穩定運行。任一線路、母線主保護停運時，發生單相永久接地故障，應采取措施保證電力系統的穩定運行。失敗沖擊超過系統承受能力時，運行中可以采取閉鎖直流等臨時穩定控制措施。電力系統安全穩定計算分析安全穩定計算分析的任務與要求GBXXXXX—XXXX提出保證系統安全穩定運行的控制策略和提高系統穩定水平的措施。（安全穩定最不利的情況進行安全穩定校驗。最大或最小負荷、最小開機和抽水蓄能運行工況等可能出現的運行方式；式；嚴重的方式。數。要的等值簡化，應保證等值簡化前后的系統潮流一致，動態特性基本一致。電力系統靜態安全分析N-1行方式是否滿足安全運行要求。電力系統靜態穩定的計算分析率極限，檢驗在給定方式下的穩定儲備。對于大電源送出線，跨大區或省網間聯絡線，網絡中的薄弱斷面等需要進行靜態穩定分析。靜態穩定判據為：或

dPd0 (1)dQdV0 (2)式中：P、Q——分別為線路傳輸的有功和無功功率；δ、V——分別為發電機的功角和端電壓。相應的靜態穩定儲備系數為：PPK Pj100%PPzK UzUc100%

(3)(4)UVUc式中：Pj、Pz——分別為線路的極限和正常傳輸功率；Uz、Uc——分別為母線的正常和臨界電壓。電力系統暫態穩定的計算分析護和自動裝置以及各種措施提出相應的要求。暫態穩定計算的條件如下：應考慮在最不利地點發生金屬性短路故障；（態電勢恒定的模型）；繼電保護、重合閘和有關自動裝置的動作狀態和時間，應結合實際情況考慮；考慮負荷特性。一或第二個振蕩周期不失步，作同步的衰減振蕩，系統中樞點電壓逐漸恢復。定性影響較大，可采用電磁-機電暫態混合仿真進行校核。電力系統動態穩定的計算分析電力系統有下列情況時，應作長過程的動態穩定分析：系統中有大容量水輪發電機和汽輪發電機經較弱聯系并列運行；采用快速勵磁調節系統及快關氣門等自動調節措施；有大功率周期性沖擊負荷；d）e）呈衰減振蕩狀態，電壓和頻率能恢復到允許的范圍內。性。電力系統電壓穩定的計算分析電力系統中經較弱聯系向受端系統供電或受端系統無功電源不足時，應進行電壓穩定性校驗。（GBXXXXX—XXXX恒定電流的方法按比例增加負荷（dPdV0dQdV0表示，從而估計當前運行點的電壓穩定裕度。壓下降，平均值持續低于限定值。應區別由功角振蕩或失穩造成的電壓嚴重降低和振蕩。壓器的分接頭動作特性、發電機定子和轉子過流和低勵限制、發電機強勵動作特性等。采用中長期動態仿真。電力系統頻率穩定的計算分析頻率穩定計算采用機電暫態仿真程序，考慮負荷頻率特性、新能源高頻或低頻脫網特性等。電力系統短路電流的計算分析分別考慮三相短路故障和單相接地故障，短路應考慮金屬性短路。短路電流安全校核的判據是母線短路電流水平不超過其開關的遮斷能力。電力系統安全穩定工作的管理景系統的穩定性能，在確定輸電線的送電能力時，應計算其穩定水平，并留有一定裕度。關安全穩定措施及故障切除時間等進行校核，必要時應提出改進措施。設備投入系統運行時，相應的繼電保護、安全自動裝置和穩定技術措施應同步投入運行。電力系統規劃設計相關工作。電力系統事故仿真分析提供依據。需的技術資料和參數，如發電機、變壓器、勵磁調節器和電力系統穩定器(PSS)荷、直流、FACTS審核。/有功等（與電力系統安全穩定相關）控制系統實測模型和參數。GB/T31464、DL/T1870試驗等網源協調管理工作。GBXXXXX—XXXX附錄A電力系統穩定性分類根據電力系統失穩的物理特性、受擾動的大小以及研究穩定問題應考慮的設備、過程和時間框架，電力系統穩定可分為功角穩定、電壓穩定和頻率穩定3大類以及若干子類。電力系統穩定性分類如圖電力系統穩定性功角穩定頻率穩定電力系統穩定性功角穩定頻率穩定電壓穩定小擾動功角穩定大擾動功角穩定小擾動電壓穩定大擾動電壓穩定非周期周期性失第一、二擺周期性失穩短期過程性失穩穩（小擾動失穩（暫態（大擾動動短期過程長期過程（暫態電長期過程（靜態穩定動態穩定）穩定）態穩定）壓穩定）圖A.1電力系統穩定性分類功角穩定rotoranglestabili