2024-05-27-华北电力大学-2024极端天气对电力系统的影响及应对措施思考报告_39页_10mb

极端天气对电力系统的影响及应对措施思考

1. 极端天气对电力系统的影响

• 自然灾害的破坏力：

  • 台风灾害：如2021年台风“梅花”穿越我国多地，导致大量输电线路损坏、主干电网解列、用户长时间停电等。
  • 暴雨灾害：如郑州特大暴雨导致高压输电线路瘫痪，造成大规模停电。
  • 冰雪灾害：如2008年南方冰雪灾害，覆冰导致变电站停运、电力缺口巨大。

• 新能源设备的脆弱性：

  • 风电：冰雪天气影响叶片运行，内蒙古雪灾期间风电出力大幅削减，导致电力供应紧张。
  • 光伏：沙尘暴和大雪影响光伏板的出力，如欧洲日食期间光伏出力波动显著。

• 系统连锁反应：

  • 极端天气引发的电力系统故障可能引发次/超同步振荡、电压异常、故障电流冲击等问题，威胁系统稳定。

2. 电网运行安全风险

• 新能 源接入带来的挑战：

  • 新能源机组的存在降低了传统保护系统的可靠性，如电压异常升高压致风机脱网。
  • 分布式电源接入导致配网保护选择性与灵敏性矛盾，容易引发保护拒动或误动。

• 系统控制难度增加：

  • 交直流互联电网换相失败风险增加，故障后连锁反应频繁。
  • 传统继电保护系统难以应对电力电子设备的动态特性及系统运行方式的快速变化。

3. 风险理论及其在电力系统中的应用

• 风险评估：基于概率和统计的电力系统风险评估方法逐步发展，用于设备老化、系统稳定性、气候风险等评估。
• 预防性控制：通过预案制定、设备检修、系统运行调整等提前降低风险。
• 事后控制：采用“三道防线”控制策略，通过快速保护装置、紧急控制措施降低事故影响。

4. 极端天气下的预防性控制及应对策略

• 精准评估设备风险：

  • 极端天气下输电网线、塔基础稳定性、新能源设备疲劳、覆冰、沙尘暴对光伏影响等方面需进行精准预测。

• 加强N-K安全评估：

  • 构建科学的风险评估指标体系，制定分级响应策略：高风险区域提前采取预防分控，中低风险采取事后控制。

• 仿真与策略优化：

  • 通过实际电网和天气数据仿真验证，建立预防性解列、仿真反馈系统，提升对极端天气的预测与响应能力。

5. 研究与展望

• 极端天气频发已成为全球性问题，尤其对高比例新能源电力系统构成显著威胁。
• 建议加强微地形精细化天气预测、电网抗灾能力提升、应急响应机制完善等研究。

结语

极端天气已对电力系统的源、网、荷侧设备构成严重威胁，应加强预防性控制与应急响应能力建设，提升系统韧性，确保电力供应安全稳定。