桂前進(jìn)++黃向前

摘要：各種原因的設(shè)備停運(yùn)，會使電網(wǎng)的運(yùn)行拓?fù)浒l(fā)生變化，從而影響到電網(wǎng)的供電能力和故障承受能力。文章根據(jù)電力生產(chǎn)的特點(diǎn)，將設(shè)備停運(yùn)劃分為4大集合，然后利用集合運(yùn)算及邏輯判斷的知識提出一種基于計(jì)算機(jī)輔助分析的設(shè)備停運(yùn)判別方法，接著在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了反映停電風(fēng)險(xiǎn)大小的電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評估模型，最后就電網(wǎng)預(yù)警定級體系的建設(shè)進(jìn)行闡述，并佐以計(jì)算實(shí)例。文章的目的是希望為提高電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析和管控水平而拋磚引玉，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供高效智能化決策和快速反應(yīng)能力支撐。

關(guān)鍵詞：設(shè)備停運(yùn)；電網(wǎng)預(yù)警；N-1；

中圖分類號 ： TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

因計(jì)劃檢修、電網(wǎng)改造、突發(fā)故障等原因，電網(wǎng)中的供配電設(shè)施會經(jīng)常出現(xiàn)停運(yùn)。雖然我們的電網(wǎng)規(guī)劃至少滿足“N-1”，但這不等于設(shè)備停運(yùn)不會給電網(wǎng)運(yùn)行帶來風(fēng)險(xiǎn)。文章欲通過分析設(shè)備停運(yùn)情況，找出電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)并確定風(fēng)險(xiǎn)級別，實(shí)現(xiàn)未雨綢繆。

1 設(shè)備停運(yùn)與電網(wǎng)穩(wěn)定的關(guān)系

當(dāng)前的電網(wǎng)建設(shè)基本基于“N-1”準(zhǔn)則，該準(zhǔn)則下的電網(wǎng)穩(wěn)定性分析：

⑴以變電站為例。雙變布置的110kV變電站低壓側(cè)分列運(yùn)行（通過母分備自投保證“N-1”）。當(dāng)1#變檢修時(shí)，其所帶負(fù)荷將倒到2#變。這時(shí)，若有突發(fā)事件導(dǎo)致2#變跳閘，則全所將失電，造成電網(wǎng)穩(wěn)定性的極大下降。

⑵以線路為例?！笆掷帧本€路中的其中一回進(jìn)行局部檢修，其未檢修部分的負(fù)荷將通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)由對側(cè)線路轉(zhuǎn)供，這時(shí)運(yùn)行段任一點(diǎn)發(fā)生故障，將在實(shí)際上造成兩回“手拉手”線路全停。

綜上，設(shè)備停運(yùn)必然造成電網(wǎng)的可靠性下降，必然使電網(wǎng)出現(xiàn)運(yùn)行薄弱點(diǎn)。對于這些薄弱點(diǎn)，我們要通過科學(xué)的方法加以排查，并給出薄弱程度，以引起關(guān)注。

2 設(shè)備停運(yùn)的分析方法

2.1 設(shè)備停運(yùn)的類型概述

就當(dāng)前來說，設(shè)備停運(yùn)不外乎兩大類：①計(jì)劃停運(yùn)；②故障停運(yùn)。其中，計(jì)劃停運(yùn)是為了檢修帶缺陷設(shè)備，或者配合電網(wǎng)改造，其在本質(zhì)上是可預(yù)知的，但受環(huán)境等因素影響，實(shí)際開完工時(shí)間可能與批準(zhǔn)時(shí)間不吻合，使得電網(wǎng)分析不精確。而故障停運(yùn)完全是不可預(yù)知的，需結(jié)合遙信、遙測及保護(hù)動作的綜合分析才能排查。為了實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)事前預(yù)控、事后快速響應(yīng)，就需要借助計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)分析網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備停運(yùn)的情況，以及時(shí)形成應(yīng)對性措施。

2.2基于計(jì)算機(jī)輔助的設(shè)備停運(yùn)快速分析

實(shí)施步驟（按先后順序）：

⑴從EMS系統(tǒng)獲取電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如拓?fù)洹⑦b測、遙信等）和保護(hù)遙信 （變位、告警等）；從電力OMS系統(tǒng)獲取未來時(shí)段的計(jì)劃檢修工作票數(shù)據(jù)。

⑵基于第一步驟中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過圖論遍歷算法，統(tǒng)計(jì)出電網(wǎng)設(shè)備相連聯(lián)通鏈路數(shù)。遍歷規(guī)則：以某一主設(shè)備（指母線、發(fā)電機(jī)、主變和線路，下同）開始，其他主設(shè)備終止，遇到開關(guān)、刀閘設(shè)備則以其遙信狀態(tài)為閉合作為繼續(xù)遍歷條件，否則終止。

⑶提取聯(lián)通鏈路數(shù)為0的電網(wǎng)設(shè)備，構(gòu)建集合W停運(yùn)設(shè)備；結(jié)合遙測，從W停運(yùn)設(shè)備中選擇一部分設(shè)備構(gòu)成W可疑停運(yùn)設(shè)備（要求是其遙測數(shù)據(jù)大于某一設(shè)定限值）。

⑷分析設(shè)備停運(yùn)原因。具體為：①從檢修工作票數(shù)據(jù)中解析出檢修設(shè)備集合，記作W設(shè)備檢修。②基于保護(hù)動作信息，構(gòu)建故障跳閘停運(yùn)設(shè)備集合，記作W故障跳閘。③在①、②基礎(chǔ)上，對W停運(yùn)設(shè)備、W可疑停運(yùn)設(shè)備進(jìn)行綜合判斷，分析設(shè)備停運(yùn)的具體原因：若設(shè)備在W停運(yùn)設(shè)備和W設(shè)備檢修中，則設(shè)備停運(yùn)原因是檢修；若設(shè)備在W停運(yùn)設(shè)備中，不在W設(shè)備檢修中，但在W故障跳閘中，則設(shè)備停運(yùn)原因是故障跳閘；若設(shè)備在W可疑停運(yùn)設(shè)備和W設(shè)備檢修中，則設(shè)備停運(yùn)原因是設(shè)備檢修；若設(shè)備在W可疑停運(yùn)設(shè)備中，不在W設(shè)備檢修中，但在W故障跳閘中，設(shè)備停運(yùn)原因是故障跳閘；若設(shè)備在W停運(yùn)設(shè)備或W可疑停運(yùn)設(shè)備中，不在W設(shè)備檢修中，也不在W故障跳閘中，則設(shè)備停運(yùn)原因?yàn)閿?shù)據(jù)異常。

3 電網(wǎng)預(yù)警體系建設(shè)

3.1電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評估模型構(gòu)建

作為電網(wǎng)運(yùn)行和調(diào)控，僅僅掌握設(shè)備停運(yùn)原因是不夠的，還必須了解在特定停運(yùn)情況下的電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)程度，以便制定預(yù)案，提前做好準(zhǔn)備。為此，文章建立以下模型。

⑴定義停電風(fēng)險(xiǎn)。

（1）

上式中，為與相關(guān)停運(yùn)設(shè)備有關(guān)的有功負(fù)荷，為各有功負(fù)荷的價(jià)值系數(shù)（反映其重要程度），為各有功負(fù)荷的停電概率。

⑵計(jì)算各種潛在因素（如外力破壞、繼保誤動、設(shè)備老化等）綜合作用下，各有功負(fù)荷停電的概率，即式（1）中的。

（2）

上式中：為負(fù)荷不停電概率，為為供應(yīng)負(fù)荷的第個(gè)電力設(shè)備的停運(yùn)概率（設(shè)與負(fù)荷有關(guān)的電力設(shè)備組合為）。

⑶設(shè)計(jì)總體流程。主要包含電網(wǎng)初始化、特定設(shè)備停運(yùn)概率計(jì)算、電網(wǎng)拓?fù)涓?、最小損失切負(fù)荷計(jì)算等步驟。

3.2預(yù)警級別定級

參考國網(wǎng)公司有關(guān)規(guī)定，電網(wǎng)預(yù)警級別按停電風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的大小來劃分，具體為特別重大（停電風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)在40%以上）、重大（20%～40%）、較大（10%～20%）和一般（10%以下）4個(gè)級別。對于配電網(wǎng)的預(yù)警定級，可參照以下流程：①，計(jì)算停電概率1情況下特定待評價(jià)區(qū)域的停電總損失；②，采用上一小節(jié)所述方法，對待評價(jià)區(qū)域進(jìn)行停電風(fēng)險(xiǎn)評估；③，將②的計(jì)算值除以①的計(jì)算值，得到停電風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，再對照預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，確定出預(yù)警級別。

3.3計(jì)算實(shí)例

文章以文獻(xiàn)[3]中IEEE43節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為例（限于篇幅，拓?fù)浜蛥?shù)不再列示），假設(shè)待評估區(qū)域?yàn)楣?jié)點(diǎn)21、24、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、40、42所包圍的區(qū)域。計(jì)算得到該區(qū)域在“33-38”線路停運(yùn)的情況下的停電風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為11.77%，即處于較大風(fēng)險(xiǎn)范圍。因此，應(yīng)在確知“33-38”線路停運(yùn)后，加強(qiáng)被評價(jià)區(qū)域電網(wǎng)的巡線力度，同時(shí)做好搶修準(zhǔn)備，并通知沿線客戶做好應(yīng)急預(yù)案等。

4 結(jié)語

設(shè)備停運(yùn)不可避免，但我們應(yīng)構(gòu)建先進(jìn)的數(shù)學(xué)模型來評估電網(wǎng)承受的風(fēng)險(xiǎn)，并以量化的方式確定預(yù)警級別。這一方面方便運(yùn)維部門采取針對性措施，另一方面也能提升供電服務(wù)的質(zhì)量，應(yīng)予以推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 李 銳.基于停電風(fēng)險(xiǎn)評估的城市配電網(wǎng)應(yīng)急預(yù)警方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2010.（2）：38-39.

[2] 蘇海峰.考慮多種影響因素的配電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評估[J]，電測與儀表，2014.（3）：48-50

[3] 王興剛.電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評估方法[J]，云南電力技術(shù)，2013.（9）：173-174