劉凱　王棟

摘要：本文將對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并探討了一些輔助決策，希望通過(guò)這些研究可以提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性、安全性，降低運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而提高電力企業(yè)的發(fā)電效率，減少工作人員的工作量，幫助我國(guó)的電力行業(yè)平穩(wěn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)運(yùn)行;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;輔助決策;探討

引言

伴隨科技的發(fā)展進(jìn)步，電力體系規(guī)模逐漸擴(kuò)增，電網(wǎng)構(gòu)造變得逐漸繁雜，在電網(wǎng)運(yùn)行措施編排工作方面需處理的信息數(shù)目大量增加。因?yàn)槿狈ο鄳?yīng)運(yùn)行措施輔助編排的相關(guān)工具，我國(guó)的電網(wǎng)運(yùn)行措施調(diào)整和編排工作依靠人工實(shí)施匯總和剖析，所以工作量增加時(shí)所編排得到的運(yùn)行措施存在一定風(fēng)險(xiǎn)。因此，本文提出了一類電網(wǎng)的運(yùn)行措施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的輔助決策體系，方便對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行措施薄弱流程實(shí)施相關(guān)預(yù)判，并對(duì)事故實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)定級(jí)，給出相應(yīng)的事故恢復(fù)處置預(yù)案。

1.電網(wǎng)運(yùn)行方式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的內(nèi)涵

對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，首先要識(shí)別其存在的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，主要包括警戒狀態(tài)、安全狀態(tài)、恢復(fù)狀態(tài)、緊急狀態(tài)共4種，電力企業(yè)的管理人員可以根據(jù)這4中風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，進(jìn)而識(shí)別出潛在的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，并及時(shí)地采取相應(yīng)的解決措施，避免發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。此外，電力企業(yè)可以對(duì)工作人員進(jìn)行分類，進(jìn)行專崗專職管理，提高工作效率，降低風(fēng)險(xiǎn)隱患，從而確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行。本文將會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題進(jìn)行論述。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作流程

2.1系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)和工作流程

關(guān)鍵功能模塊包含風(fēng)險(xiǎn)方面評(píng)估、運(yùn)行方式的模擬檢驗(yàn)、輔助決策以及恢復(fù)供電的方案等[1]。啟動(dòng)系統(tǒng)后，能夠選取系統(tǒng)工作的方式，涵蓋了模擬校驗(yàn)和在線評(píng)估，且模擬校驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)﹂_關(guān)分合的狀態(tài)和電網(wǎng)各個(gè)運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置，在線評(píng)估為經(jīng)過(guò)和SCADA體系數(shù)據(jù)接口得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。加載運(yùn)行方式后，能夠?qū)ΜF(xiàn)在運(yùn)行的方式實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，依照系統(tǒng)制定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)制度來(lái)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施定級(jí)，找到失電地區(qū)恢復(fù)供電所需的路徑，然后輸出相關(guān)的輔助決策數(shù)據(jù)。

2.2建立風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)制度體系

考慮電網(wǎng)運(yùn)行方面的相關(guān)特點(diǎn)，單一風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)不可以對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)能力完全評(píng)估。為更直觀地體現(xiàn)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，需科學(xué)地對(duì)風(fēng)險(xiǎn)水平實(shí)施量化分級(jí)工作，最后建立一套與電網(wǎng)運(yùn)行相適應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)制度。具體地，依照電網(wǎng)現(xiàn)實(shí)運(yùn)行狀況，參考國(guó)家電網(wǎng)單位安全事故的調(diào)查條例，提取得到電壓等級(jí)、負(fù)荷的百分比以及關(guān)鍵用戶的數(shù)目等多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)原因，依照各風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)限值完成風(fēng)險(xiǎn)定級(jí)。調(diào)度運(yùn)行工作人員能夠依照體系評(píng)估得到事故風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，從而確定事故進(jìn)行處理緊急的程度。例如，某個(gè)開關(guān)問(wèn)題導(dǎo)致某個(gè)220kV變電站全停定義為三級(jí)風(fēng)險(xiǎn);若因?yàn)殚_關(guān)問(wèn)題引發(fā)的失電負(fù)荷占據(jù)到區(qū)域電網(wǎng)總負(fù)荷的20%～40%，定義成四級(jí)風(fēng)險(xiǎn)。

3.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及運(yùn)行方式

3.1確定檢修設(shè)備及過(guò)載方案

電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)模擬斷開檢修設(shè)備，基于電網(wǎng)拓?fù)溆?jì)算結(jié)果根據(jù)接線方式、設(shè)備限值等參數(shù)，將檢修造成失電的變電站/負(fù)荷進(jìn)行轉(zhuǎn)移，文獻(xiàn)提出了針對(duì)過(guò)載不同的處理辦法。系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算得出盡量多的方案，按照方案優(yōu)劣程度進(jìn)行排序，根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，從眾多方案中選擇一套最合適或者通過(guò)修改得到一套新方案。

3.2主變壓器檢修

如果檢修設(shè)備是變壓器，電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)將檢修變壓器模擬退出運(yùn)行，然后基于當(dāng)前電網(wǎng)狀態(tài)、負(fù)荷進(jìn)行潮流計(jì)算，以此來(lái)判斷與該檢修變壓器并行的變壓器是否過(guò)載〔2〕，如果變壓器過(guò)載，則系統(tǒng)將提供過(guò)載方案，即將過(guò)載的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)中的其他電源點(diǎn)〔3〕。對(duì)于系統(tǒng)計(jì)算出的每個(gè)過(guò)載方案，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)都會(huì)進(jìn)行潮流計(jì)算，比如檢修220kV兩臺(tái)并列運(yùn)行變壓器中的一臺(tái)，如果檢修1號(hào)主變壓器，則電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)會(huì)計(jì)算2號(hào)主變壓器是否過(guò)載，如果過(guò)載，則根據(jù)過(guò)載量將一部分負(fù)荷進(jìn)行轉(zhuǎn)移以消除過(guò)載現(xiàn)象。

3.3確定薄弱設(shè)備

電網(wǎng)出現(xiàn)變壓器、線路、母線等主要電氣設(shè)備單獨(dú)運(yùn)行時(shí)。如上例中，如果兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，檢修1號(hào)主變壓器，薄弱設(shè)備就是2號(hào)主變壓器;如果并列運(yùn)行主變壓器臺(tái)數(shù)多于兩臺(tái)且只檢修其中一臺(tái)，則系統(tǒng)無(wú)薄弱設(shè)備。

3.4確定轉(zhuǎn)移方案

根據(jù)檢修設(shè)備對(duì)應(yīng)的過(guò)載方案以及系統(tǒng)計(jì)算當(dāng)前電網(wǎng)的薄弱設(shè)備，電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)會(huì)確定對(duì)應(yīng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案。負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案的計(jì)算是基于過(guò)載方案，同時(shí)模擬將薄弱設(shè)備退出運(yùn)行，然后計(jì)算搜索失電負(fù)荷新的供電路徑，找到新電源點(diǎn)，計(jì)算原則需保證電網(wǎng)最終風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)控制在3星級(jí)及以下。

3.5恢復(fù)供電的方案

體系設(shè)計(jì)關(guān)鍵的目的不僅是對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行措施風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施簡(jiǎn)單評(píng)估，更關(guān)鍵的是合理控制評(píng)估得到的風(fēng)險(xiǎn)，還有在問(wèn)題發(fā)生后供電恢復(fù)的措施。體系在電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告基礎(chǔ)上，以電網(wǎng)運(yùn)行拓?fù)錁?gòu)造為基礎(chǔ)，采取網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方式，經(jīng)過(guò)相關(guān)比對(duì)剖析，選取最優(yōu)恢復(fù)的供電路徑。假定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估只要轉(zhuǎn)化成問(wèn)題，該系統(tǒng)會(huì)快速對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的措施實(shí)施網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，定位失電地區(qū)，對(duì)失電地區(qū)實(shí)施電網(wǎng)重構(gòu)，對(duì)相關(guān)開關(guān)或是相應(yīng)主變進(jìn)行模擬工作，判斷是否能夠?qū)崿F(xiàn)失電地區(qū)供電。應(yīng)用這個(gè)方式搜索得到對(duì)應(yīng)的恢復(fù)供電全部路徑，再對(duì)這些路徑實(shí)施逐條剖析，經(jīng)最優(yōu)路徑選取確定最優(yōu)恢復(fù)供電路徑。

3.6輔助決策

體系輔助決策輸出關(guān)鍵涵蓋3方面內(nèi)容，分別是風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控、風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告以及恢復(fù)供電措施方案[3]。第一，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施。對(duì)于不同情況和不同風(fēng)險(xiǎn)，依照電網(wǎng)運(yùn)行狀況和專家經(jīng)驗(yàn)，制定得到不同風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施方案。第二，風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告。例如，選擇一個(gè)開關(guān)裝置并對(duì)它實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，會(huì)輸出多個(gè)開關(guān)問(wèn)題后引發(fā)的停電區(qū)域、停電的負(fù)荷占到總負(fù)荷百分比以及停電中關(guān)鍵用戶，同時(shí)得到風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。第三，恢復(fù)供電措施。風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告界面上點(diǎn)擊恢復(fù)供電措施按鈕，會(huì)輸出問(wèn)題發(fā)生后對(duì)應(yīng)恢復(fù)供電的解決措施?；謴?fù)供電措施為最優(yōu)恢復(fù)的供電路徑選取進(jìn)程和結(jié)果。

結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)今社會(huì)發(fā)展越來(lái)越快，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性的要求越來(lái)越高，加大對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)和管理力度，以期電能可以更好地服務(wù)于人類社會(huì)，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。而傳統(tǒng)的電網(wǎng)運(yùn)行方式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方式已經(jīng)無(wú)法滿足電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)要求，因此，推行新的電網(wǎng)運(yùn)行方式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模式已經(jīng)成為當(dāng)前必然選擇。雖然現(xiàn)行的電網(wǎng)運(yùn)行方式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估仍存在一些潛在的風(fēng)險(xiǎn)，只要采取針對(duì)性的解決方案，相信電網(wǎng)運(yùn)行方式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在將來(lái)一定會(huì)取得重大進(jìn)展的。

參考文獻(xiàn)

[1]曾衛(wèi)國(guó).電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策探究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（24）.

[2]黃劍峰，魏美蘭.基于大運(yùn)行體系電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2014（28）.