目前国内外电网安全控制技术研究主要集中在坚强智能电网安全防御体系、电网安全稳定控制基础理论、电网协调优化控制技术、大电网应急与恢复控制技术、电网智能充裕度分析与辅助决策、电网运行风险在线评估与防控决策等6项关键技术方向。电网安全控制技术的研究为构建智能电网综合安全防御体系奠定了坚实的理论基础，为大规模交直流混联电网的安全稳定运行提供了理论依据，提高了大电网抵御极端外部灾害及大面积停电事故的能力，显著提升了大电网对新能源的接纳能力。
1坚强智能电网安全防御体系
国外方面，欧美发达国家对于电网安全防御体系方面的研究比较有代表性的是由美国电力系统战略性结构防御系统（Strategic Power Infrastructure Defense System，SPID）和法国EDF电力公司的协调防御计划（Coordinated Defense Plan）等。研究的热点包括：在线监测技术，智能决策技术，协调控制技术，恢复控制技术，电网管理以及标准政策法规等。目前的研究缺少整体考虑和系统性研究，尚未形成电力系统的广域全局协调控制，面对非预想的连锁突发事故，现有的电网安全防御体系明显不足，国外典型的大停电事故及演化发展过程充分证明了这一点。在大电网安全控制相关标准体系方面，国外比较健全，基本上可以分为IEC系列标准和IEEE系列标准两大类，这两大类标准涵盖和涉及范围都很广，分类也很详细。
国内方面，我国正在建设世界上电压等级最高、规模最大的交直流混联电力系统。由于电网结构复杂、运行方式变化多、故障连锁反应影响面大，电网安全稳定控制问题的复杂程度大大增加，对构建安全可靠的电力系统综合防御体系带来巨大挑战。国内高等院校主要在大电网安全防御体系的基础研究方面开展了大量研究工作。公司启动了对坚强智能电网安全防御体系的研究，目前已开展的坚强智能电网安全防御体系研究包括：坚强智能电网安全稳定控制防御体系的需求分析研究，坚强智能电网安全稳定控制防御体系的结构和主要功能研究，坚强智能电网安全稳定控制防御体系的高级应用功能研究，新型三道防线中各类控制措施的协调配合方式和实施方法研究，以及电力系统安全相关导则及标准适用性分析等方面的研究等。
总体来看，公司目前已在坚强智能电网安全防御体系研究方面开展了大量工作，提出了智能安全防御体系的总体框架和实施方案，提出了智能安全防御体系各个组成部分的协调配合方案，进一步改善了我国电网三道防线措施的协调配合，全面建成了坚强智能电网安全防御体系，有力支撑了电网安全稳定运行。在坚强智能电网安全防御体系研究方面已处于国际领先水平。
2电网安全稳定控制基础理论
国外方面，欧美发达国家对于安全稳定控制基础理论方面的研究主要有直流输电和广域测量等方面。研究的热点包括：直流抵御换相失败技术，直流馈入弱受端系统电压稳定控制技术，基于PMU的失步控制技术等。这些研究从单个环节和局部问题出发，侧重于解决电网当前阶段面临的关键技术问题，缺少对安全稳定控制基础理论的整体考虑和系统性研究。
国内方面，我国特高压交直流电网的快速发展，使得未来区域内部省网之间、区域电网之间、交直流电网之间的相互影响、相互作用将明显增强，电网安全稳定控制问题的复杂程度增大，对电网调度控制和安全稳定运行带来巨大挑战。国内高等院校主要在交直流相互影响和广域信息控制方面开展了大量理论研究工作，包括多馈入直流系统评价指标、直流换相失败机理、用WAMS测得的系统状态变量运行轨迹辨识系统的稳定状态和失稳模式等。南方电网结合其五省区的电网运行特点，在直流故障对交流系统的冲击、SVC/STATCOM提升电压稳定性、多种源协调运行控制技术、新能源发电参与电力市场的机制等方面开展了大量理论研究。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆公司目前已开展的电网安全稳定控制基础理论研究包括：基于响应的电力系统失稳模式判别理论研究，负阻尼低频振荡与强迫功率振荡辨别原理和扰动源定位研究，联络线随机功率波动理论及抑制技术研究，电网扰动冲击与振荡传播机理研究，抵御换相失败的直流系统基础理论研究，以及连锁故障形成机理等方面的基础研究等。总体来看，公司目前已在电网安全稳定控制理论方面开展了大量研究工作，有力支撑了电网安全稳定运行，在电网安全稳定控制理论研究方面已处于国际领先水平。
3电网协调优化控制技术
国外方面，欧美发达国家对于电网协调优化控制技术方面的研究主要有基于WAMS广域测量信息的控制、智能优化协调控制等方面。美国西北的WAMS系统目前实现了系统的动态扰动监视，包括实时连续测量监视和事件记录，现在正在开发WAMS的第二代相量数据集中器，以提高整个系统的实时性。法国电力公司制定了一个通过量测电压相角防止系统失步的计划，即将PMU量测到的电压相量信息，用于确定如何解列和切负荷。日本应用同步相量测量技术开发在线动态监测系统，估计发电机的阻尼系数和固有角频率，提高系统的控制效果。但是这些研究多拘泥于某种特定稳定问题的控制技术研究，并无法形成电力系统的广域全局协调控制。
国内方面，对于电网协调优化控制技术方面的研究主要包括：广域信息控制、智能优化控制、多FACTS协调控制等方面。WAMS系统已经在东北、华北、华东、华南等地都有了区域性的应用，对电网的安全稳定运行发挥了重要作用。不仅可以用于功角稳定检测，还可以记录复杂的系统扰动过程，同时具备运行状态的实时在线监测和记录，以及系统运行的长期稳态数据记录等功能。国内高等院校在广域信息控制方面研究较多，利用WAMS测得的系统状态变量运行轨迹，辨识系统的稳定状态和失稳模式，并实施相应控制，但是研究偏重于理论方面，在实践应用方面受限于研究条件。多FACTS协调控制方面提出了分析多个多控制功能FACTS控制器的交互影响的新方法，研究了FACTS装置之间的协调控制问题，提出了新型多目标智能协调优化控制算法。浙江大学在多FACTS控制器交互影响分析及协调控制方面较早开展过一些研究，取得的成果有效促进了后续研究。
4大电网应急与恢复控制技术
国外方面，提出了基于电网宏观结构的静态模型、基于元件级联失效型模型、基于电网动态特性的模型等连锁故障模型。国外学者统计研究了北美电力系统的大停电事故数据，发现了停电规模与频率之间满足幂律特性，并应用自组织临界理论对连锁故障及大停电进行了大量研究。电网停电后的恢复控制是国外关注的热点之一，加拿大、美国等研究了自适应的黑启动策略，提出建立自适应恢复控制及黑启动计划。国外对自然灾害应急控制的研究正在逐步发展，已经报道的关于自然灾害条件下电网运行控制研究往往使用定性的方法，研究成果大多是原则性、框架性、经验性的。
国内方面，在连锁故障及大停电防御方面提出了一系列分析电网连锁故障的演化过程和防御机制的连锁故障模型，通过分析我国电网事故统计研究了我国电网的自组织临界性。国内在互联电网黑启动及恢复控制方面研究了许多方法，并结合计算机、相量测量、多代理等先进技术，探索适合互联电网的黑启动及恢复策略。国内关于自然灾害应急控制的研究还处于稳步发展阶段，在抵御自然灾害的大电网应急与恢复控制方面已有较为完善的防御框架。国内高等院校在连锁故障及大停电防御研究方面贡献了很大力量，基于复杂系统理论提出了一系列连锁故障模型研究自组织临界性，基于复杂网络理论提出了一系列电网脆弱性评估方法辨识薄弱环节，同时在事故链搜索、连锁故障预警及阻断方面也取得了大量的研究成果。黑启动及恢复控制、自然灾害应急控制属于较新的研究方向，高校和南网开展的相关研究还不多。
参考文献：
[1]侯建兰，刘育权，谢小荣，叶萌，孙英云，王珂，张尧. 一种量化评估暂态电压稳定性的指标与方法[J]. 电力自动化设备. 2015（10）
[2]刘育权，华煌圣，李力，王莉，刘金生. 多层次的广域保护控制体系架构研究与实践[J]. 电力系统保护与控制. 2015（05）
[3]王旭冉，郭庆来，孙宏斌，王彬，张明晔，张伯明.考虑快速动态无功补偿的二级电压控制[J]. 电力系统自动化. 2015（02）
论文作者:贺鹏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/23
标签：电网论文; 稳定论文; 体系论文; 智能论文; 系统论文; 提出了论文; 技术论文; 《电力设备》2019年第12期论文;