电网的持续危急状态可能引发大停电,为了防止该情况的发生提出了监控配置要求。文献[21]对电网保护和安全监控三道防线的功能设置提出了如下新的全面要求：
第一道防线：平时对系统的状态进行诊断、发现不安全状态时实施状态调控的配套设施;发生故障时及时隔离故障的保护设施及需要启动的配套控制措施。
第二道防线：针对第一道防线可能出现的控制量不足或保护、控制不完全到位所导致的系统问题预设或追加的稳定控制;应对系统持续危急状态的监控配套措施。
第三道防线：针对前两道防线保护和控制不完全到位或控制量不足所导致的系统问题预设或追加的补救控制;应对系统极端危急状态的应急控制配套措施。
基于实时监测的稳态调控和应急控制,重点是防止由系统功率失衡引起的电网电压异常、电流过大和频率异常等问题,避免因发输电设备出现电压异常、电流过大或发电机组出现转速异常跳开而引发的连锁反应。
图4 新一代电网安全监控系统方案示意图
图5 新一代电网安全监控系统结构示意图
文献[26]提出建立如图4和图5所示的新一代电网安全监控系统,以提高大规模交直流混联电网的安全水平。
在电网规划设计网架的安全稳定性已通过严重故障集故障扰动校核的条件下,大停电事件仍会发生,这主要是由于在电力系统运行中电网网架被削弱的情况下,未能及时调整运行方式,从而导致电网状态逐步恶化并引发了连锁故障。显然,上述问题的关键在于电网运行安全防御系统配置和运行方式的调整。由于运行方式的问题以及运行安全防御体系的缺陷可以通过前述途径解决,因此在网架的规划设计阶段仅采用故障集校核网架方案鲁棒性的方式是合理的。
图1所示不同网架方案在安全性方面的差异,可通过建立如下用于特高压网架方案停电风险比较分析的表达式进行分析比较
式中：RT为电网停电风险度;P1i为发生第i个特大规模停电事件的概率;C1i为发生第i个特大规模停电事件的损失;P2j为发生第j个大规模停电事件的概率;C2j为发生第j个大规模停电事件的损失;P3k为发生第k个中小规模停电事件的概率;C3k为发生第k个中小规模停电事件的损失;L、M、N分别为在给定时间长度内可能发生大、中、小规模的事件总数。
对于规模较小的电网,可采用式(1)对各电网规划方案的系统停电风险进行定量计算分析。例如,文献[22]提出了一种针对整个规划水平年不同时段下多场景概率性定量风险的分析方法,该方法仅适用于小规模地区电网规划。但特大规模大同步电网过于复杂,不确定因素太多,而且特大规模停电的造成的损失也难以精确估计,因此该定量风险评估方法目前还不适用于特大规模电网规划方案。
由于故障在同步电网内部传播比传播到外部的异步电网更容易,因此一般说来,电网大停电的规模与同步电网的规模有关系,特大规模的同步电网有可能发生特大规模的大停电,而通过直流异步
相连的多个小同步电网同时发生停电的概率相对会小很多。基于上述分析,可以认为对于上述式(1)中的第一项风险值而言,图1大同步电网方案a的风险值较大。因此,就限制停电的规模的能力而言,各方案的排序恰与它们的功能排序相反,图1中方案c最强,其次是b,接下来是d,而方案a最弱。然而,如上一节所述,图1中受端电网与送端电网非同步方案（b、c、d）的受端电网比之大同步电网方案a更容易出现电力不足的情况,在此状态下,电网发生连锁故障的风险也比较大。
