四、关于大停电与电网规模
大面积停电与电网规模没有必然联系
自1965年以来全球发生了20余次电网重大停电事故,从大停电发生区域来看,停电事故与同步电网的规模之间并没有必然联系。如英国电网2003年发生大停电事故,但其系统装机规模仅为8037万千瓦;巴西南部~东南部~中西部电网2009年发生大停电事故,但其系统装机容量仅为7000万千瓦左右,上述两个电网的规模均小于我国华东、华北、华中或南方任一区域电网的规模。
虽然我国电压等级提高,联网规模不断扩大,但电网事故率却快速下降。电网稳定事故由上世纪70年代的年均19次下降到1997年的年均2次,1997年以来没有发生过全网崩溃性事故。其主要原因包括:
(1)贯彻“电力系统安全稳定导则”,实行统一管理、统一规划、统一调度;
(2)电网快速发展,主网架不断完善,装备水平不断提升;
(3)仿真能力不断提高,电网控制技术不断进步。
我国电网稳定事故统计
大同步电网的安全稳定性能
电网规模较小时,相对较小的扰动可能引发电网事故,进而发展为全网大停电事故。如马来西亚、印尼等大停电事故等。而对于大规模同步电网,抗扰动能力增强,系统安全稳定性明显提高,发生全网性停电事故的概率小,主要表现在如下几个方面:
(1)受端系统形成坚强的电网结构以后,在受端电网主网内基本不存在功角稳定问题;
(2)系统频率稳定性得到改善,为大机组和大直流的安全运行提供了良好的环境。
(3)在结构坚强的受端电网内主要是电压稳定问题,法国、日本东京和美国等大停电事故都说明了这一点,目前对于电压稳定问题国际上已开展了大量研究工作,提出了一系列防范措施和对策,包括发电机无功出力的合理利用、合理配置无功电压控制系统和无功补偿装置、配置低电压切负荷措施等等。
实践证明这些措施是有效的,例如日本东京电网1987年7月23日电压崩溃事故发生后,研究和采取了一系列提高电压稳定性的措施,此后未再发生此类事故。
(4)对于大规模同步电网送端系统及其输电通道发生的故障,也可以通过合理配置切机、交/直流输电系统协调控制等措施来保证系统的安全稳定性。
因此,结构合理的大电网在统一协调控制的基础上,通过区域间事故情况下紧急功率支援和配置安全稳定三道防线,能够遏制事故的发展,或将事故控制在较小的范围内,降低事故可能造成的影响,避免全网性大停电事故。前苏联电网是同步大电网安全运行的典范,在1991年前苏联解体前,其统一电力系统没有发生全网性的大停电事故。