世界首个电网安全防御系统江苏建成

<P>至今，世人不会忘记令人恐慌的美加大停电、莫斯科大停电……</P> <P>攻克大停电这一世界性难题，实现电网安全稳定实时控制及防御，是国际大电网安全稳定控制领域专家多年的梦想。而今，梦想在江苏成为现实。</P> <P>２００７年６月２０日９时５８分，随着“接入”、“启动”调度口令发出，我国自主研发的第一套“大停电”自动防控系统正式投运且运行平稳，江苏省电力公司总经理费圣英宣布：“江苏电网安全稳定实时预警及协调防御系统（ＥＡＣＣＳ）投入试运行成功。”</P> <P>１１月１１日，该系统通过了国家电网公司组织的项目验收。由中科院院士韩祯祥等电力专家组成的验收专家委员会认为，该项目大幅提升了电网防范大停电事故的能力，总体上达到国际领先水平，其中多项成果为国际首创。</P> <P>中国工程院院士薛禹胜认为，该系统的建成投用，标志着我国大电网安全稳定控制技术取得重大突破，填补了世界这一领域的空白，在世界电力发展史上写下了辉煌的一笔。</P> <P align=center><STRONG>果敢决策</STRONG></P> <P>江苏电网是国家电网系统最大的省级电网，全省发电装机总容量已达５３８１万千瓦。随着多元化电力市场的逐步形成，江苏电网的网络结构和运行方式日趋复杂，传统的以事前分析计算作为决策依据、以人工调度作为控制手段的安全控制模式已远远不能满足现代大电网的安全稳定运行要求。加之近年来受自然灾害的影响，电网发生严重故障的概率大大增加。仅２００５年一年，江苏电网就因大风等恶劣天气直接导致５００千伏、２２０千伏骨干线路故障跳闸４９次，占全年故障总数的４６．７％。</P> <P>虽然江苏电网在２００５年的“６•１４”风灾事故中，因工作人员丰富的调度经验成功躲过一劫，但费圣英总经理意识到，随着大电网的日益庞大和复杂，电网的传统安全控制技术和人工调度手段，在处理局部电网事故时表现出来的时滞性、粗放性和不确定性越发凸现，而由连锁故障、异地多点故障所导致的电网大面积崩溃，将给经济社会造成难以估量的损失。凭借高度的社会责任感，他果敢决策，江苏电力要勇于走自主创新之路，攻克大电网大面积停电防控技术这一世界性难题。</P> <P>很快，江苏省电力公司专门成立了江苏电网安全稳定实时预警及协调防御系统领导小组和工作小组，费圣英亲自担任领导小组组长、课题组组长。由此，电网安全稳定实时预警及协调防御系统的研发工作全面展开。</P> <P>国家电网公司领导对该项目给予了高度重视，将其列入２００７年重大科技创新项目，并多次听取项目进展情况汇报。２００６年９月１４日，国家电网公司在南京主持召开了项目技术方案评审，由国家电网调度中心、中国电科院、清华大学、东南大学、浙江大学等专家学者组成的评审组一致认为，该项目技术方案先进，在大电网稳定控制理论发展和实践方面有很强的指导意义。２００５年９月２９日，该系统正式通过项目可行性论证。２００７年年初，国家电网公司总经理刘振亚与费圣英签订了项目责任书，要求江苏公司确保在２００７年８月底前完成项目的全部研究开发工作，系统投入试运行。</P> <P align=center><STRONG>攻坚克难</STRONG></P> <P>对这一世界前沿性课题的研究与开发，费圣英高度重视，先后多次召开领导小组会议，直接参与项目可行性研究、方案论证、系统设计、工厂开发、现场实施等各主要环节的指挥协调。</P> <P>为了共同的目标，在项目的研究、开发和建设过程中，共有包括签订了技术合作协议的国家电网公司南京自动化研究院等３５个单位并肩作战。相关发电企业发扬精诚合作、团结治网的精神，按照项目实施的统一部署和控制方案要求，按计划配置了控制设备，组织现场实施，彭城电厂、扬州二厂服从系统调试总指挥部的安排，主动承担风险，安排机组进行了实际切停发电机组试验。苏州、无锡、常州市人民政府积极支持协调防御系统的建设，及时批准了系统联动切停地区负荷的方案，为项目的顺利实施奠定了基础。华东电网公司对项目实施、运行管理、技术方案完善等提出了许多指导性意见，主动帮助江苏公司安排好现场施工停电、运行管理规定制定、调度管理模式确定等工作，为项目的顺利实施和系统按计划投入试运行创造了条件。</P> <P>两年多来，江苏公司一批具有丰富实践经验的专家与合作单位科研人员分秒必争，将研发课题内容细化、落实到每个人、每一天。为强化系统的实用性，他们模拟了上万种事故形态，推演了数十万次电力运行方程，以电网可能出现的极限故障方式进行计算分析，确定控制方案和控制策略。</P> <P>不知经过了多少个不眠之夜，大电网的全网协调、分层控制、连锁故障和异地多点故障的自动协调控制等重大技术难题被逐一攻克，系统的控制体系逐步清晰和完善起来。</P> <P>２００７年初，该系统分散的模块陆续走出实验室，投入临时工厂进行验证。在该控制系统进入试验的短短十多天时间里，２０多名课题组人员吃住在现场：白天工作常常是忘记了休息，饿了吃方便面充饥；晚上则是工作到深夜１点多，人躺下了可仍在思索问题，突然茅塞顿开，起身接着干。在如此高强度的工作压力和负荷下，有的人累病了，但始终没有一人放弃。经过无数个不眠之夜的磨砺，世界首个电网安全协调防御系统于２００７年６月２０日在江苏建成。</P> <P align=center><STRONG>两大突破</STRONG></P> <P>据薛禹胜院士介绍，与传统的电网安全控制模式相比，这一协调防御系统实现了两大突破。</P> <P>一是从事先的离线分析，变为实时的在线分析，提高了电网安全控制的准确性。</P> <P>传统的电网安全控制模式是事先对可能出现的电网事故做出预设，并通过离线分析，计算出每一事故发生后可能导致的电网扰动，进而预先制定出事故处置调度方案，供调度人员在事故发生时参考。它无法做定量的分析，只能回答事故发生后、电网能否保持稳定，而不能回答电网离失去稳定还有多远。因此，无法实现对电网的精细化控制，往往只能粗放地通过过量切停发电机组、或过量切除负荷的方式，来确保电网安全，而过量的切机、切负荷，则进一步加大了事故的损失。</P> <P>江苏电网此次投入试运行的电网安全协调防御系统，彻底改变了离线分析的控制模式，将电网设立的１万多个重要数据采集点采集到的电网动态数据，实时传送到主系统的１６台中央处理器，由中央处理器对这些实时数据做出实时的在线分析。一旦有电网事故等紧急扰动情况发生，高速运行的中央处理器就能综合运算电网当时实际的运行数据，及时、准确地计算出处置方案。由此，实时的在线分析，为电网的精细化调度提供了强有力的技术和数据支撑。</P> <P>二是改变以人工调度为主要手段的电网安控模式，真正实现计算机系统对电网的智能化控制，提高了电网安全控制的及时性和准确性。</P> <P>随着电网规模的日益庞大，电网结构的日益复杂，电网的安全运行对人工调度方式提出了越来越多的挑战。江苏省电网调度中心每５分钟更新的实时电网运行资料就多达上万条，遇有电网紧急情况发生，即使是最优秀的调度员也只能在有限的时间内观察极有限的十几条、几十条核心资料就做出处置决策。</P> <P>而此次研发成功的协调防御系统，则是由主系统的中央处理器，对电网滚动更新的上万条数据进行实时在线分析，随时做出电网调度决策，并通过自动控制系统，直接发出并执行调度指令，从而实现了自动化技术真正替代人工调度、对电网执行闭环控制。</P> <P>据江苏省电力公司副总经理马苏龙介绍，江苏电网安全协调防御系统由２个控制主站、１０个控制子站、８个电厂切机执行站和２１个切负荷执行站组成，遇有电网紧急情况发生，自动控制系统能够直接切停发电机组容量９００万千瓦，切减用电负荷６００万千瓦，在控容量相当于江苏电网总容量的２５％。与传统的人工调度相比，电网安全协调防御系统的自动化控制，不仅把做出调度决策的参考数据从原来的十几条、几十条，猛增到上万条，而且把调度中心完成一个紧急状况处置的时间从原来的３～５分钟，缩短为０．１秒，电网安全控制的准确性和及时性都得到了质的飞跃。</P> <P>２００７年７月１１日，受飙线风灾害天气影响，江苏电网３条５００千伏线路相继跳闸；７月２５日，苏北地区飙线风灾害天气再次导致江苏电网１条５００千伏双线线路和３条２２０千伏线路相继故障跳闸，在故障发生过程中，ＥＡＣＣＳ系统均及时启动，正确判断，并成功进行了预警和处理。</P> <P> </P>