大停电

本报告首先介绍了国家风光储输示范工程的建设与投运情况，基于现场运行数据分析了储能在新能源联合发电运行中的支撑作用；然后以英国8·9大停电事故引出新能源主动支撑电网的必要性，进而介绍国网虚拟同步发电机示范工程建设方案与实施效果；最后分析了电网失电情况下风光储站内孤网环境的建立与现场实测效果。

极端事件导致大停电后，受损的交通道路会影响电网抢修车队前往故障线路区域的进度，从而延缓配电网恢复。为此，提出了一种结合损坏道路修复的配电网抢修恢复方法。首先，在分析不同受损道路对抢修车行驶影响的基础上，构建交通网抢修车约束。其次，考虑受损道路抢修对电网抢修的影响，以配电网失电量最小为目标，协调线路抢修和道路修复建立配电网抢修策略模型，并采用蚁群算法对所提模型进行求解。最后，以IEEE33节点配电网与一个12节点交通网相耦合的系统作为算例进行分析，仿真结果表明，所提方法切实有效提高了配电网抢修速度，减小了大停电后配电网负荷的失电量。所提方案更适用于灾害发生的实际情况，可为配电网灾后恢复提供参考。

智能变电站的二次回路呈现出的新的特征，原有直接可观、相互解耦、具体的二次接线将由不直接可见、相互高度耦合、抽象的网络数据流代替，并通过IEC61850-6中定义的变电站配置描述(SCL) 语言将全站所有的配置信息描述在系统配置描述(SCD) 文件中。由于传统硬电缆的二次回路不复存在，导致传统基于设备和回路的一系列设计、施工、运行、维护、检修等方面的做法和工具都不再适用，由各ICD汇总形成的全站SCD文件代替设计图纸成为调试、运维及改扩建的直接依据。SCD文件俗称变电站配置描述文件，它包含了整个变电站所有设备模型及工程配置信息，描述了所有IED的实例配置和通信参数、IED之间的通信配置以及变电站一次系统结构，以及信号联系信息，是变电站设备运行、日常运维、工程管理依赖的重要数据，是全站统一的数据源。 智能变电站技术决定了智能变电站的运维过程高度依赖于SCD文件。在变电站调试后期、运维检修、改扩建涉及SCD文件的修改和升级时，由于SCD文件存在不同应用类型信息耦合和设备间二次虚回路复杂关系配置等原因，很难界定SCD文件修改后的影响范围，客观上造成了“牵- -发而动全身”的现象。在调试阶段，SCD 文件哪怕只是修改局部信息往往造成重新全部调试，调试工作反复进行。改扩建阶段，由于新增或改建间隔，SCD文件必然要更改，由于改动风险不好确定，往往通过扩大停电范围或全站停电来调试和确认功能的正确性，才能投运。同时变电站日常运维管理中，由于SCD模型过于专业且不同业务配置信息混合在- .起，变电站运维管理或专业管理人员无法快速理解并找到所关注业务的信息，模型维护和管控只能依赖设备厂家或系统集成商进行，不利于变电站检修管理、专业管理和监督等工作。 为此，当对智能变电站进行改扩建以及运维检修时，需要进一步探讨高度集成的SCD文件的分解措施，提供隔离间隔配置信息改动影响范围的手段，降低SCD 文件应用的复杂度,针对SCD文件的变更影响的范围进行分析，能够更好的做好防护措施，同时减少不必要的大面积的停电和反复的调试工作。

项目属 及其自动化技术领域。近年来，国际上发生的绝大多数大停电事故都是由于输电线路过负荷被误判为故障，引发距离保护误切除非故障线路造成的，为了防止将线路过负荷误判为故障，国内外电网全部采用阻抗平面识别线路过负荷与故障，但是由于二者在阻抗平面上的特征相同，存在大面积混叠区，线路过负荷与故障无法被准确区分。这个困扰电力行业多年的世界性技术难题一直未得到有效解决，由此导致的大面积停电事故时有发生，其中包括美加“8.14”大停电、印度“7.30”、“7.31”、巴西“11.10”大停电等，经济损失修重，居民生活受到严重影响。 项目团队深入分析线路过负荷与故障的本质差异，采用全新视角，首创性地在电压平面上提取了二者的辩识参数，针对不同线路故障类型及潮流方向差异化处理，提出了利用电压特征的线路过负荷与故障识别原理，实现了线路过负荷与故障的精准识别。

近年来，随着我国农村经济社会的发展，农村住房大规模新建改造，老百姓的生活水平有了很大改善，加之农网改造升级、易地扶贫搬迁电力配套工程的大规模建设，房屋及电力配套设施建设要求越来越规范、美观、整洁。为同步提升电力工程规范、安全建设，降低10kV台架变高低压同杆运行风险，便于低压线路架设，方便低压T接支线、户表搭接，利于接地验电、线路维护检修等工作，结合配电网台架变、低压集束导线运行经验，优化设计低压下户线搭接及集束导线搭接方式，创新提出集束导线多功能分接箱的安装应用;同时充分汲取近年来电力行业10kV台架变高低压同杆进出线在低压线路检修运维中，造成人员高压触电死亡事故教训，有效降低台架变高低压同杆安全隐患，对台架变部分高低压同杆进行优化布局，把JP柜及低压出线改在低压杆一侧出线，将高低压有效分离，从规划、设计、施工源头降低人员触电风险。 对台架变高低压同杆进行优化布局，有效解决低压作业时扩大停电范围，降低触电风险，减小维护及检修风险，有效实现高低压隔离，降低风险效果明显，从源头上进行解决问题，是企业实现本质安全的有效途径。 集束导线低压分接箱箱体采用不锈钢制作并带锁具，具有防水、防盗、防腐、防潮功能，能有效解决线路分段、新用户搭接、相序识别、接地等问题，减少传统金具、设备使用，安装简单，运行维护方便，使用效果较好。 此项目荣获云南电网公司普洱供电局2018年度基建工程“优秀设计二等奖”、“优质工程二等奖”；代表普洱供电局参加云南电网公司优质工程评比，荣获“云南电网公司“2018年度基建优质工程二等奖”

本项目属于电气工程学科领域。电力系统是国家关键基础设施，其安全稳定运行不仅影响国民经济，而且直接关系国家安全。近年来，国内外先后发生了伊朗核电站、乌克兰电网、委内瑞拉电网遭受网络攻击导致大停电等多起电网安全事件。但是电力系统的高实时、高可靠、高业务连续性要求，使得现有信息安全监测技术难以适应我国大型互联电网安全的防护要求。 本项目在国家电网公司项目支持下，历经多年“产学研”联合攻关，攻克了电力系统网络安全实时监测与智能预警技术，自主研制了大规模企业级电力网络安全监测预警系列化装备，将我国电网网络安全防护提升为实时监测-事前预警防御水平，对保障电力系统的安全运行以及国家安全起到了重大作用. 项目获发明专利授权16项、软件著作权12项，发表SCI/EI论文32篇，出版专著1部，制定国家、企业标准5项，项目整体技术被院士专家鉴定为国际领先水平。项目开发了一系列自主可控的具有行业特点的监测工具和防护产品，项目成果通过国家公安部、国家软件测评中心等国家权威机构检测认证，已在湖南、江苏、浙江、天津、福建等省级电网推广应用，部分成果推广应用至能源、金融、石化、交通等16个行业193家单位.

极端事件导致大停电后，受损的交通道路会影响电网抢修车队前往故障线路区域的进度，从而延缓配电网恢复。为此，提出了一种结合损坏道路修复的配电网抢修恢复方法。首先，在分析不同受损道路对抢修车行驶影响的基础上，构建交通网抢修车约束。其次，考虑受损道路抢修对电网抢修的影响，以配电网失电量最小为目标，协调线路抢修和道路修复建立配电网抢修策略模型，并采用蚁群算法对所提模型进行求解。最后，以IEEE33节点配电网与一个12节点交通网相耦合的系统作为算例进行分析，仿真结果表明，所提方法切实有效提高了配电网抢修速度，减小了大停电后配电网负荷的失电量。所提方案更适用于灾害发生的实际情况，可为配电网灾后恢复提供参考。

电力网络安全是国家安全的重要组成部分，电力行业面临的“网络战”威胁异常严峻，国家主管部门面向电网的“护网行动”实战化攻防对抗要求不断升级，以应对类似委内瑞拉、乌克兰电网遭受网络攻击造成大停电等重大安全事件。电力企业作为关系国家能源和经济安全的行业，打造相应国际领先水平的网络安全检测技术与装备意义重大。 本项目在国网公司科技项目支持下，针对海量电力设备漏洞挖掘难度大、轻量安全检测技术缺乏的挑战，依托“产学研用”协同创新模式，创新提出了面向电力全环节的轻量无损网络安全检测技术。创新性提出了融合动态符号执行和so注入的电力终端漏洞智能检测方法，攻克了基于自动推理机的电力专用协议漏洞高效挖掘、电力系统漏洞轻量无损渗透验证技术，研制了业界领先的全环节红队漏洞检测工具。挖掘4367个首发漏洞，被国家和社会机构通报的漏洞数量下降70%，漏洞挖掘技术水平央企第一。项目成果率先在湖南电网应用，并在国网公司全面推广，为促进国网公司、电力行业网络安全检测技术提升起到了重大推进作用。 本项目获得授权国家发明专利7项、软件著作权7项，发表SCI/EI论文10余篇，出版专著1部。研制的相关产品获得国家公安部、国家软件测评中心等机构检测认证，已在国家电网公司及华电、陕煤等发电企业，以及交通运输、石化、燃气等其他重点行业推广应用，近三年新增销售额1.36亿元，经济和社会效益特别显著。 项目整体技术被鉴定为国际领先水平，成果在十九大、护网行动等重大活动保电工作中发挥关键作用，受到中央网信办、国资委、公安部、国家能源局等国家部委的表扬。项目助力国家电网公司获得央企网络安全大赛一等奖等国家级网络安全奖项12项。项目成果有效降低了因网络攻击造成大停电事件的风险，提升了电力行业网络安全自主创新能力和整体竞争力。

本项目属于电力系统管理及信息交换技术标准领域，解决了电网调度动态数据断面一致性问题，提高大电网的客可观性、可控性、可预测性。 广域相量测量系统（WAMS）为大型互联电力系统提供动态数据，实现 10 毫秒级电力系统动态在线监控，为电网分析和决策提供依据。建立电力系统时间同步及同步相量测量应用系列标准，统一电力系统动态运行的时间尺度，构建时间同步、空间广域的数据源，是WAMS 实现动态监控的基础。 该系列标准的应用显著提高了我国电网运行监控水平及事故分析能力，在国家电网、南方电网得以全面推广应用，社会效益和经济效益显著。基于该系列标准实现的 WAMS 在国家电力调度控制中心、中国南方电网电力调度控制中心，以及全国 30 多个省级调度中心投运，分别接入全国 6000 多座 220kV 及以上电压等级的变电站、500 多座电厂的机组、20 多座换流站、60 多座新能源电站的子站系统，成功地将复杂电力系统的监控从稳态延伸到动态，为分析决策提供了有力支撑，有效防止了类似于 2003 年美加“8.14 大停电”的电网事故，华东电网有限公司的 WAMS 在 2006 年抗击台风“桑美”及灾后支撑电网恢复过程中发挥了重要作用，每年为国家减少损失数百亿元。近三年，基于该系列标准研发的直接产品实现产值超过 42 亿元；该系列标准应用到电力自动化设备中，近 3 年实现产值超过 2600 亿。

本项目属电力系统及其自动化领域。 项目首次构建了涵盖多级调度的日前-日内-实时多时间尺度协调的电力系统安全防御体系，研发的电力交易安全限额计算与调度计划校核、电网安全稳定态势预估预控、多级调控中心协同联防联控、多措施多约束预防控制综合决策等功能在南方电网总调投入实际应用，极大提升了方式和调度控制人员对电网安全稳定问题的分析和控制能力，成果已推广应用至南方五省及华东、西南、西北等网省公司，有效支撑了清洁能源的跨区安全输送和可靠消纳，降低了大停电事故的发生概率，保障了大电网安全、稳定、经济运行。依托项目成果近三年新增销售额2.1亿元，成果应用取得经济效益超3.5亿元，社会、经济和生态效益显著。