电力系统安全性理论是对电力系统受扰动后的演变过程、客观规律和风险的认知、仿真、分析、评估以及应对方法和技术的总结,是电力系统基本理论的核心部分。其中,涉及的电力系统功角稳定性和频率安全性理论部分相对成熟。但从多年来发生的许多大规模停电事件看,电力系统状态恶化过程、系统电压安全性等方面的问题对停电风险一直有很大的影响,而这方面的相关理论以及评估和应对的方法、技术等,还不够成熟,亟需发展完善。
由于电力系统的复杂性,对其受扰动后演变的长过程进行精确的仿真是非常困难的,对上述长过程的某些阶段的仿真难免存在一定的局限性。虽然对部分工程应用而言,随着仿真技术的进步,电力系统仿真的精确度和有效性是可以接受的,并在许多方面得到实际应用,但在电力系统安全防御方面,还需进一步发展完善实时安全监控技术,与基于仿真的安全评估和预警技术形成互补。本书在论述了电力系统的复杂性以及详细地介绍了电力系统长过程仿真和安全评估技术的新进展后,也分析了基于仿真分析的安全防御的局限性,并讨论如何进一步完善现有的安全防御体系。
从1965至2012年发生的大量的停电事件看,大规模停电事件发生率过高主要是由于在电力系统断断续续地出现“N-k”相继故障的过程中,因安全监控系统存在缺陷,没有及时发现系统关键的脆弱点,从而未能采取相应的应急补救措施导致的。而更上一层的原因则是电力系统安全性理论尤其是电压安全性理论存在不足。因此,本书侧重分析了电力系统状态逐步恶化过程的关键影响因素,从各种元件的特性以及相互影响过程讨论大规模电压崩溃的机理,讨论如何设置和完善安全监控系统,如何在电网状态恶化之初及时发现问题和采取措施,以降低由相继故障发展成大规模停电的风险。本书通过现场实验结果和实际大停电事故录波曲线,观察电力系统电压崩溃现象,然后基于实际的物理现象和公认的物理基本原理,检验和分析关于电力系统电压崩溃现象的机理解释,力求对现有的机理解释补充完善。
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