国内电力系统紧急减负荷现状分析
国内电力系统紧急减负荷现状分析
范东君1,吴兴扬2
（1．河海大学商学院，江苏南京,211100 ；2．河海大学能源与电气学院，江苏南京,211100）
摘要：内电力系统紧急减负荷为调研对象，对国内电力系统安全稳定准则概况进行了调研综合分析。从国内第二道防线中的安控减负荷以及第三道防线中的低频减负荷、低压减负荷等三个方面，对国内紧急减负荷现状进行了阐述与分析。最后对我国特高压交直流电网的紧急减负荷提出了建议。
关键词：紧急减负荷；安全稳定准则；安控切负荷；低频减负荷；低压减负荷
0 引言
美- 加“8·14”、意大利“9·28”及西欧“11·4”等大停电
事故之后，世界各大互联电网和多个国家均对可靠的电力供应
提出了越来越高的要求。任何一次大停电都可能带来巨额的经
济损失，严重影响人们的日常生活和生命安全。紧急减负荷作为
国内电力系统紧急控制措施的重要组成部分，是保证互联电网
安全稳定运行的一种经济、有效的方法。国内紧急减负荷措施包
括第二道防线中安控减负荷以及第三道防线中低频/ 低压减负
荷。本文从国内电力系统安全稳定准则这一中心层面出发，对安
控减负荷、低频减负荷、低压减负荷分别进行分析。
1 国内电力系统安全稳定准则
我国在借鉴国外针对大事故制订的安全准则的同时，结合
自身的实际情况，制订了相关技术管理规范。这些技术管理规范
详尽地阐述了安控装置切负荷的作用、安控系统的控制策略；
自动低频减负荷装置配置整定的基本要求、整定计算的基本内
容和目的、基本假定和方法；自动低压减负荷的基本原则、自动
低压减负荷装置的配置与整定；调度负荷控制措施等。不同于
其他导则，2011 年9 月出台的599 号令，它以法律的形式规范
了对电力安全事故的调查处理，加强了对电力安全事故的应急
处置工作，明确了以电网减供负荷量或停电用户数等作为主要
评定指标的事故等级划分标准。599 号令出台后，电力企业更
加重视事前的风险分析与评估，文献[3] 提出了稳控策略过程
中利用风险评估对控制措施进行评价筛选的方法，具体阐述了
599 号令中相关规定对于稳控切负荷策略的影响及应对办法。
2 国内安控切负荷应用现状
国内安控切负荷主要解决如下问题：1. 暂态稳定问题；
2. 热稳定问题；3. 电网频率和电压稳定问题；4. 静态稳定问题。
国内目前在有关搜索临界切负荷量的最小切负荷控制的研究已
经取得了很多成果。目前计算最小切负荷的方法有直流潮流计
算方法、用于电网规划的计及发电机出力调整的区间最小切负
荷法等。目前国内的切负荷量分配原则大致可以分为以下几种：
寻找最优组合切除原则；按功率大小切除原则；按轮次不同优
先级的执行站负荷依次切除原则等。安控切负荷控制策略表的
形成方案有3 种：a) “离线预决策，实时匹配”b)“在线预决策，
实时匹配” c) 在线实时计算出控制措施和控制量。国内大都认
为“在线预决策”控制方式是目前比较可行的稳定控制方式，通
过“事故 预想、实时匹配”的技术实现电力系统自适应、优化和
协调的稳定控制，相比传统的离线控制策略表的控制方式具有
优越性，但由于可靠性等原因获得实际应用的尚不多见。
随着1000kV 交流、±800kV 直流乃至±1000kV 直流工程
的建设投运，中国将形成特大规模特高压交直流混联电网[8]。
高压直流输电系统在电力系统大功率潮流输送、大区电网互联
中得到广泛应用。如何利用改变直流系统的输送功率来减少切
负荷量，将故障对地区电网的影响降到最低，是目前较为关注的
问题。
3 国内低频减负荷应用现状
在电力系统发生事故出现较大的有功功率缺额时，系统频
率将会降低到不允许程度，从而破坏系统的安全稳定运行，这
时，必须借助其它控制措施才能保证系统的安全稳定运行，这
时，必须借助其它控制措施才能保证系统的安全稳定运行。为了
保证电网安全和对重要用户的供电，启用低频减负荷控制，有选
择地切除部分负荷成为系统稳定控制的必要和最后选择。不能
解决频率控制的问题，新能源的普及应用将会受到限制，将制约
我国智能电网的发展。
电力系统的自动低频减负荷方案，应由系统调度部门负责
制定并监督其执行，调度部门应定期及当系统调节有重大变动
时，对其进行重新审定。为了积累经验，应做好每次重大有功功
率缺额事件或事故后的分析总结工作。各级供电部门应负责按
方案要求具体实施。
目前国内的低频减负荷装置通常采用单机集中带负荷的简
化模型进行静态分析，即根据装置安装节点处频率的下降情况
分轮次有选择性动作，逐级减负荷，以适应各种故障造成的不同
功率缺额。这些装置大都采用了频率、电压独立配置。分别用于
反映电力系统中出现的有功缺额或无功不足，基本上都采用了
基本轮+ 特殊轮的配置模式。除短路或异常闭锁判据略有差异
之外，动作判据基本相同。
我国各地区的定值整定方案由于各地区低频减负荷装置和
负荷水平等因素的影响，差别较大。从文献[12] 可知，2009 年
时全国互联系统中各大区电网及新加入联网的省网仍按照联网
以前孤立网运行时的低频减负荷方案运行，且各电网低频减负
荷方案差别较大。
4 国内低压减负荷应用现状
相比于国外，低压减负荷在国内电力系统中得到了更为广
泛的应用和研究。在配置低压减负荷措施时，必须考虑与系统中
已有的自动低压/ 振荡解列、低频减负荷等措施的协调配合。低
压减负荷配置的参数选择，需根据系统的不同情况和系统需要
进行综合协调，择优选取。
目前我国许多地区均在使用低压减负荷措施，如福建、宁夏
和甘肃等地。华东四省一市2009 年已开始在部分站点加装低压
减负荷，其中江苏的该类装置主要集中在无功相对缺乏的苏南
地区，其他各省市也已在部分地区试点加装了部分低压减负荷
装置。不过，在低压减负荷装置安装地点的选择、具体的定值整
定以及低频减负荷的协调配合方面，均存在改进和深入研究的
必要。
随着基于全球定位系统（GPS）的PMU 的逐步推广和WAMS 的
形成、扩展等面积法则的日益发展与实用化以及计算机并行处
理技术的发展，将为互联电网的稳定运行监视、电网性能动态监
视、协调保护提供更有效的手段。因此，研究新一代UFLS/UVLS
控制装置，使其朝着实时性、在线化、智能化以及对大型电力系
统实施更可靠更快速的控制势在必行。
5 关于我国电力系统紧急减负荷的建议
随着我国特高压交直流互联电网的建设与发展，为进一步
提高特高压同步电网的安全性，对我国电力系统安全稳定控制
系统提出了更高的要求。对于我国电力系统紧急减负荷的建议：
a. 特高压交直流电网的负荷中心电网的受电容量很大，一
旦与系统的联络线因严重事故跳开，在第三道防线动作前，该孤
网有可能无法保持稳定，安控减负荷装置需先动作切除一部分
负荷。
b. 特高压大区电网间联络线较为坚强，输电备用容量较
大，发生有功功率缺额后各大区电网可以通过特高压联络线提
供足够的有功功率支援，因此低频减负荷措施必须全网统一配
置。
c. 低压减负荷措施定值整定需根据特高压交直流电网自
身的特点进行整定，并且根据电网实际情况对受端电网及中间
输电通道电网安排低压减负荷措施。
d. 大力发展基于PMU 和WAMS 的新一代低频减负荷、低压
减负荷控制装置，满足特高压交直流电网对其实时性、在线化、
智能化及可靠快速控制的要求。
