n-1原则

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判定电力系统安全性的准则

本词条由全国电网运行与控制标准化技术委员会审核。

n-1原则，又称为单一故障安全检验法则，它是从电网安全运行的角度提出的一项技术要求。

正常运行方式下的电力系统中任一元件（如线路、发电机、变压器、直流单极等）无故障或因故障断开，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，其他元件不过负荷，电压和频率均在允许范围内。^[1]

中文名: n-1原则
外文名: N-1 criterion

又称: 单一故障安全准则
目的: 保证电网的稳定
性质: 判定电力系统安全性的一种准则

检验原则

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电力系统设计规程规定，网络设计必须满足一定的安全运行要求。比较常见的网络安全运行要求就是满足检验，即在全部条线路中任意开断一条后，系统的各项运行指标仍能满足给定的要求。

企体欠在网络规划形成网络结构的初期，最重要的原则就是网络上不出现过负荷，即网络能够满足安全输送电力的要求，为此我们应进行逐条线路开断后的过负荷校验。当任意一条线路断开后能够引起系统其它线路出现过负荷或系统解列时，说明网络没有满足 N-1 检验。在这种情况下，必须应用某种电网规划方法进行网络扩展，直到满足 N-1 检验为止。

实际上，在电网规划中， N-1 检验原则既是对各种规划方法形成的规划方案进行评估的一个技术判据，同时它也是一个简单的规划方法。检验原则常常与启发式方法联合使用，如果不考虑经济因素影响，任何规划方案能够通过 N-1 检验，即可以证明它在技术上具有一定的可行性。

当对全部线路进行检验 N-1 时，网络要进行多次断线分析，计算工作量很大良润嚷。

实际上，网络中往往有一些线路开断后并不引起过负荷。因此我们可根据各线路开断后引起系统过负荷的可能性进行故障排序，然后按照排序序列依次对可能性大的线路进行校验。当校验到某条线路开断后不引起过负荷时，则排在其后面的线路就可以不再进行计算，从而可以显著地减少计算量。这个过程也称为故障选择。国内外以及出现了不少故障排序方法，这些方法评判系统事故的标准各不相同。

如何描述线路过负荷程度,这里仅介绍一种以是否引起系统过负荷为标准的故障排序方法。

为了综合反映系统的过负荷情况，定义标量函数　PI(Performance Index) 作为系统行为指标，即

计算公式

(5-47)

式中 Pl —线路 l 的有功潮流；

—线路 l 的传洪拔输容量的上限；

al —支路 L 中的并联线路数；

wl —线路 l 的权系数，如主干线,联络线等,该系数可用来反映故障的影响；

L —网乃乐渗络支路数。

由式（5-47）可以看出，当系统中没有过负荷时，之比小于1，PI 指标较小。当系统中有过负荷时，过负荷线路的之比大于1，正的指数项将使指标变大。

n-1原则图册(1张)

因此 PI这个指标可以概括地反映系统安全性。为了突出地反映过负荷的情拒符凝况，甚至可以用高次指数项她踏代替式中的平方项。

通过分析PI 指标对各线路导纳变化的灵敏度就可以反映出相应线路故障对系统安全性的影响。当线路k 故障时，PI 指标的变化夜糠耻付量可用下式表示为:

计算公式

(只愚付5-48)

其中，为线路 k 的导纳。的值越大,PI 值增加越多，说明线路k 故障引起过负荷的可能性越大。

n-1原则图册(1张)

此外，还有最大供电能力指标、最大线路流指标等,详细内容可参见有关文献介绍。

含义

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N-1准则包含两层含义：一是保证电网的稳定；二是保证用户得到符合质量要求的连续供电。保证电网的稳定由于涉及整个电网安全，无论在资金投入、运行方式还是技术措施上均得到足够的重视，但在保证用户特别是边远地区用户连续供电方面仍存在认识上的不足，造成局部电网生产运行长期处于被动局面。

应用

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N-1准则用于单一元件无故障断开条件下电力系统静态安全分析，或单一元件故障断开后的电力系统稳定性分析即动态安全分析。当发电厂仅有一回送出线路时，送出线路故障可能导致失去一台以上发电机组，此种情况也按N-1原则考虑。当这一准则不能满足时，则要考虑采用增加发电机或输电线路等措施。

比较

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N-1原则与可靠性分析相比较,它的计算简便,不需搜集元件停运率等大量原始数据，是一种极为简便的安全检查准则，在欧美一些电力公司得到了广泛应用。但对“独立元件”的定义不尽相同，如有的公司规定为一输电元件（线路或变压器）和一发电机组，或者两台发电机组。中国某些电力部门在电网规划中也采用了N－1原则，一般规定一个独立元件为一台发电机组，或一条输电线路，或一台变压器。判断线路是否过负荷，通常使用线路发热条件的载流量极限值。