极端外部灾害中的停电防御系统构思（二）任务与展望

2008年的罕见冰灾暴露了电力系统规划方面的缺陷，也透视了目前停电防御系统在广域信息、仿真分析、决策支持这3个核心功能上的不足。为了有效应对极端外部环境引发的巨型停电灾难，提出停电防御系统至少应增加的功能，包括:将气象和地质等非电气信息引入防御系统，分析相应的风险并及时预警;将在线预评估功能从针对固定的故障集，提升到跟踪外部环境，动态识别高风险的潜在相继故障，进行风险评估及风险管理;支持恢复控制的自适应优化决策，代替离线制定的少量预案。从而使预防控制、紧急控制、校正控制和恢复控制能更有效地协调处置极端外部灾害引发的复杂故障场景和停电模式。     

时空协调的大停电防御框架:（一）从孤立防线到综合防御

由3篇论文组成的系列文章为现代电力系统设计了自适应时空优化的停电防御框架。论证了防御由相继事件演化为大停电灾难而应该具备的核心功能，包括广域测量与数据挖掘、在线稳定量化分析和控制、多道防线的优化和协调。作为第1篇，剖析了大停电的演化规律，探讨现代互联电网稳定性的特点及面临的挑战；评述了稳定分析、三道防线及恢复控制技术的现状和发展方向；提出将监控和数据采集（SCADA）系统扩展为动态SCADA（DSCADA）系统，将能量管理系统（EMS）扩展为动态EMS（DEMS）。     

电网连锁故障演化机理与博弈预防

连锁反应故障是导致大停电的重要原因。回顾了2003年以来世界范围内3次较为严重的连锁故障造成的大停电事故，通过对连锁故障发展过程的总结，得出了连锁反应故障的演化规律与一般特征。在此基础上，对连锁反应故障的机理进行了分析。文中将博弈思想应用于连锁故障的预防，将电网出现的扰动作为对弈中的进攻方，系统被动的调整作为被动的防御，提出连锁故障的对弈防御策略，一旦电网发生扰动则系统做相应调整，类似于对弈过程二人的交替走步。机理分析表明，这种调整削弱了元件间的关联作用，将系统运行点向远离临界状态的方向移动，因此可有效预防连锁故障。     

电网大停电自动防控技术通过验收

2007年11月11日，国家电网公司重大科技创新项目——大电网安全稳定实时预警及协调防御系统（EACCS）在南京通过验收。专家称，该系统在预警、防止大面积停电事故和控制故障损失方面达到国际领先水平。     

IEEE PES 2004会议电网安全问题综述及防止大面积停电事故建议

概述了IEEE PES 2004会议上有关大面积停电及其防御措施的最新研究成果和动向，并提出了研究和防止我国大面积停电措施的建议。     

综合防御由偶然故障演化为电力灾难——北美“8·14”大停电的警示

电业界在技术层面上思考过1996年的北美西部大停电，又在经济层面上反思过2000年的加州电力危机，却没有充分认识到在电力市场环境下电力系统发生更大停电灾难的可能性，也未能在2003年北美东部“8·14”大停电的演化长过程中予以制止。其中，在思维方式上的教训为：应该在统一的框架下，有机地结合电力体制、市场运营、监管规则、规划设计、仿真分析、信息工程、调度运行、控制技术、科技投入和人才培训等因素进行反思。用仿真重现相继停电的全过程固然必要，但更重要的问题是：①人们分别有22 min，9 min，5 min，29 min的时间来阻止第2，3，4，5个相继开断，为什么却无作为地听任其发展为系统振荡？②为什么大范围的停电竟然长达29 h？这些案例是我国电力工业界的极好教材。“8·14”大停电，既暴露了电力市场对电力系统稳定性的负面影响，又反映了互联电网相继开断的严重后果。技术方面的教训包括必须完善并协调各级信息系统，提高在线安全稳定的量化分析及控制决策能力，研究针对各种灾变的防御控制计划，协调预防控制和紧急控制，采用自适应的系统保护装置以及电力系统和电力市场的动态仿真器等。     

2021年全球典型极端降雨灾害事件对比及综合防御

气候变化导致极端降雨过程频繁出现，严重危害生命、财产及生态环境安全，影响社会经济健康发展。对比分析不同区域极端降雨及其致灾过程案例，对于提高综合风险防御与应对能力具有一定意义。以2021年7月份发生在中国、欧洲、日本、印度等地的典型极端降雨事件为基础，通过情景复盘、归因分析、比较分析，探究极端降雨致灾特点。结果表明：极端降雨具有过程骤然性、落区局地性和雨强极值性等特征，极端降雨灾害具有隐患零存整现、破坏性能量集聚爆发、邻近空间链式致灾等特点。建议从基于自然水流系统的国土空间规划优化、提高防御工程标准和规范预警响应行动等方面提升综合防御能力。研究成果可为科学高效防御城市极端降雨灾害提供参考。     

2022年重庆市历史罕见干旱防御实践与思考

为提升极端干旱防御能力，进一步完善防灾减灾体系，以2022年重庆市历史罕见干旱防御实践作为切入点，分析回顾受旱原因，梳理干旱防御过程中存在的问题与不足，总结极端高温干旱有效应对方法。提炼出坚持党政统筹领导、做好节水优先、提升四预能力、强化水源保障、提升供水能力、健全体制机制等应对极端高温天气经验启示。研究成果可为今后或其他地区干旱灾害防御提供经验借鉴。     

配电网系统恢复专家系统

本文提出了一个用于配电网系统恢复的专家系统，它能在配电网故障停电后，为调度人员提供合理安全恢复方案。在恢复过程中运用了分区规划、分区调整和负荷转移等手段，力求最大限度地恢复对停电域的供电；当无法全部恢复时，优先考虑恢复重要用户的供电。同时本系统能保证恢复后的配电网满足运行约束条件，并能够向运行人员提示恢复操作的步骤。该专家系统采用了黑板结构、知识库分层、混合知识表达等技术，用C语言实施该系统，并对其进行了测试和评价。     

长江流域2022“汛期反枯”现象警示与对策

2022年7—10月，长江流域发生历史罕见“汛期反枯”极端现象，值得警示。建议深入学习贯彻落实习近平生态文明思想、“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路，根据水旱灾害统筹防御要求，从主动适应气候变化和提高水旱灾害防御韧性角度，建立长江流域水旱灾害统筹防御协调机制，系统强化防汛抗旱工程体系和流域治理能力非工程措施，进一步完善长江流域水安全保障体系，加强气候变化环境下长江流域水—粮食—生态—能源—航运安全战略研究，全力保障长江经济带高质量发展。     

广西电网“十三五”在线安全防御系统相关问题探讨

为了加强电网安全稳定运行掌控能力,实现电网分析及控制完成从离线到在线、从定性到定量、从局部孤立到全局协调的转变,笔者提出了广西电网在线安全防御体系的总体目标和系统框架;围绕安全稳定综合评估和预警、预防控制辅助决策、紧急状态下校正控制辅助决策、多级调控互动协调和联防联控、安自离线策略在线校核等方面分析了功能要求,最终确定了系统实施方案.     

基于隐性故障模型和风险理论的关键线路辨识

在大规模电网中，由简单故障触发的电力系统连锁故障常常会引起大停电的灾难性后果。为了研究复杂电网连锁故障的传播机理，同时找出对连锁故障产生重要影响的关键线路，文中基于模拟连锁故障的隐性故障模型和风险理论，提出了复杂电力系统的线路故障风险评估方法，并辨识出了对系统大停电产生重要影响的一系列关键线路。模型考虑了线路过负荷保护、隐性故障、控制策略及系统运行等参数，对IEEE 118节点系统仿真结果表明，在重负荷状态运行下只对辨识出的少量关键线路加以改善，就可以使系统停电概率大幅减小，特别是大停电概率;在临界状态运行下改善少量关键线路，则可以使系统脱离临界状态，避免大停电发生。     

大电网安全可靠运行4级梯度预警预控方法

采取系统、综合、在时间轴上延伸扩展的防御措施是避免大规模停电事故发生的重要途径之一。现有的预警和预防性控制系统大都集中关注于电网运行在线、实时、动态的安全稳定分析和事故防范措施，然而从电网运行生产的全过程出发能更好地实现综合防御的思想。提出一种4级梯度预警预控方法，即运用系统工程的思想在电网运行生产过程的4个重要环节，针对各自的特点开展预警分析和预防性协调控制。以此方法建立的预警预控系统的核心内容是周计划、日计划、操作前和实时4个时间递进环节上的安全稳定分析和有针对性的控制措施。介绍了大电网安全可靠运行4级梯度预警预控系统在河南电网的具体设计实施和关键技术。     

关于可中断负荷参与系统备用的评述

讨论可中断负荷（IL）市场的经济补偿模型及报价清算规则，指出参与系统备用服务的IL市场与发电侧备用市场之间的协调对于发电充裕性的重要性。将IL的市场引导方式分为2类，即用户接受停电概率换取的折扣电价补偿与在实际停电后按合约赔偿。两者都可按竞价的市场方式运作，并都在容量事故发生后实施负荷的中断。但前者对应于日常的低代价，且像支付发电侧备用的容量费那样，与停电是否实际发生无关;而后者则对应于小概率的高代价，且像支付发电侧备用的电量费那样，只有在实际停电后才支付。两者的经济特性不同，故具有协调空间。强调以量化指标统一反映系统备用的充裕水平与风险代价，兼顾发电备用的经济性和可靠性。     

白龟山水库遥测系统北斗卫星信道建设

针对河南省白龟山水库水情自动测报系统的现状,提出以短信和北斗卫星2种信道同时作为系统主信道的升级改造方案,极大地增强系统的稳定可靠性和抵抗自然灾害能力,解决在连续阴雨天气、交流电停电、网络中断等极端条件下系统不能独立正常运行的问题。其在利用北斗通信信道方面作出的成功探索,对其它水情自动测报系统的建设有很好的借鉴意义。     

构建大电网安全防御体系——欧洲大停电事故的分析及思考

欧洲电网2006年11月4日大面积停电事故起源于德国电网内一条线路的停运。文中简要介绍了线路停运前系统的运行状态及事故的发展过程，多方面分析了产生事故的原因，指出了欧洲电网暴露的问题，总结了经验和教训，探讨了构建大电网安全防御体系的几个方面。     

回报社会是企业的社会责任——访湖南华中电力建设开发集团有限公司董事长夏伟

2009年6月，在湖南省浏阳市召开的全省山洪灾害防御工作会议期间，一场山洪灾害防御演习引起了大家的关注，演习现场应用了一套先进的自动监测预警系统，当雨量达到预警值时，系统通过GPRS传输方式及时将最新数据发送到有关部门，并将信息发送到有关责任人手机、固定电话以及报警的高音喇叭，提醒注意防范。与传统的人工敲锣报警等方法相比，新技术功能强大，反应迅速，防御效果更加明显。     

福建与华东电网互联安全稳定控制方案

由于福建与华东电网互联系统的弱联特性，使故障情况下福建电网存在严重的频率、电压和功角稳定隐患，为防止系统大面积停电或系统崩溃事故，提出了福建与华东电网互联后安全稳定控制系统配置研究方案和功能要求。     

基于注入法的小电流接地系统故障定位新方法

介绍了基于“S注入法”的小电流接地系统单相接地故障选线定位保护。当故障停电后，该保护就存在绝缘恢复和定位困难的问题。为此提出了一种定位新方法。该方法通过向停电后的接地线路故障相外加恒定直流高压，再注入交流信号，并根据所注交流信号的消失点准确地判定故障位置。基于新方法的故障定位装置运行很成功。     

辽宁抚顺市防御“2010．7．30＂暴雨过程分析

2010年汛期,抚顺地区受极端天气系统影响连续发生了多次暴雨洪水,历史罕见。从降雨特性、洪水过程及灾害防御等方面分析了“2010．7．30”暴雨洪水过程,通过灾情分析,总结了工程措施和非工程措施在防御洪水灾害中的作用,为进一步了解流域水文特性和有效防御洪水灾害提供参考。