关于电网运行安全风险在线评估的评述陈刚

关于电网运行安全风险在线评估的评述陈刚

陈刚

（包头供电局内蒙古包头市014030）

摘要：电力行业快速发展的过程中，为了进一步提升自身的供电能力与质量，以满足社会当前所提出的较高用电需求，并提高自身的经济效益与竞争实力，逐渐加大了对电网的建设与投入力度。而在智能化电网下，电网规模的扩大以及输送管控自动化的实现，促使电网运行效率与供电能力大幅度提升，但是在较高的运行效率下，相应的运行安全风险隐患问题随之凸显。

关键词：电网运行；安全风险；在线评估；评述；研究；

随着现代社会的不断发展，人们生活水平的不断提高，电力系统在人们的日常生活中也得到了很大的应用，尤其是在工业化日益发展的今天，电网规模逐渐扩大并且电力设备也逐步升级，电网运行方面的安全问题也逐步受到人们重视，对电同运行风险进行在线评估。

一、概述

电网运行的安全稳定受到政府、产业界和学术界的特别关注。通过系统分析、在线安全管理、系统保护、安全防御体系、恢复计划等技术手段，在预防停电事故发生、减少停电影响范围和快速恢复供电方面取得了显著成效。然而，大面积停电事故仍时有发生，因而驾驭电网运行的能力还需提升。国内外的电网运行控制标准通常都以确定的N-I/N-K后电网安全稳定作为约束安排运行方式/制定安全稳定控制措施。目前在线安全稳定综合防御系统大多以此为依据确定预想故障集，对于保证电网安全稳定运行发挥了极为重要的作用。然而，一方面，随着风电等新能源机组大规模接入，电网运行状态的不确定性增加和可预测性降低；另一方面，电网中各类扰动发生的概率存在时空差异，且与电网运行工况及外部自然环境和设备状态等因素密切相关。同时，电网运行的经济性越来越重要。

二、评估内涵

在工程界，主要通过R＝{＜Si.pi，xi＞}这一公式对风险进行定义。在该式中，R为风险，Si为有害场景，pi为场景出现的概率，xi为场景出现后所造成的后果。通过该式也能够看出，要对电网运行安全风险在线评估的内涵进行评述，就需要从场景、危害和概率三方面入手。

1.当电网在运行过程中出现运行安全风险时，所可能造成的危害主要有三方面：①能量的损失。电网运行的主要目的就是给企业和人们提供电源能量，而如果电网运行出现问题，第一危害就是会造成能量的不必要损失。②经济的损失。当今社会，无论是企业生产、办公，还是人们的日常生活，都离不开电能的支持，而如果因为电网运行出现问题导致电能供应不上，就会造成较为严重的经济损失；同时，对于供电企业自身而言，其也会因为电能的损失和设备的损坏等造成直接的经济损失。③影响电网运行的稳定性。当电网在运行中出现安全风险之后，在短时间内电网运行的稳定性就会受到影响，其不仅会增加电网内部线路和设备的负荷，也会影响企业生产和办公用电的稳定性。

2.场景，场景的出现主要分为三种：①电网元件不存在问题，但是在运行过程中，在运行工况过渡中出现问题，影响电网运行的安全性和稳定性；②元件稳定，但电网整体运行中却出现负荷过大的问题，进而导致电网运行的稳定性和安全性得不到有效保障；③电网中元件出现问题，进而导致整个电网运行出现问题。

3.概率，电网运行安全风险出现的概率存在着不确定性，其主要原因是其风险发生的概率与可能出现问题的场景息息相关，其主要分为三种情况：①运行方式出现故障时发生的概率；②在对风电等新能源进行应用的过程中，机组运行或负荷出现问题，导致电网运行风险的出现；③电网本身的运行不存在问题，但是由于运行中受到了外界自然因素的影响，比如风雨雷电天气和线路挂冰破损等，进而影响整个电网的运行稳定性。在对电网运行安全风险进行在线评估的过程中，就需要以这三方面为主要评估依据，通过查看历史电网运行问题记录、详细分析电网内设备运行数据等方式，对电网运行安全性进行综合评估。

三、电网运行安全风险在线评估的特点

电网运行安全风险在线评估具有以下特点。

1.考虑的时间尺度短。只有几分钟至几小时，是与电网规划阶段风险评估的最大区别。

2.候选场景集动态变化。要根据电网运行方式、自然环境和设备状态，动态调整候选场景，场景选取更具针对性。尤其是，间歇式新能源发电大规模并网后，显著增加了运行方式的不确定性。

3.故障概率模型时变性。引发故障的主要外因不断变化，考虑的时间范围小，因而外部自然环境和设备状态成为故障概率建模的主要因素，而基于历史统计信息的故障概率模型不再占主导地位。

4.不确定性因素的时空特性。在不同的电网范围内，影响电网运行安全的不确定性因素有区别，不确定性内容和程度随时间变化。

5.风险指标的工程化要求高。调度运行人员对存在的安全风险要快速作出响应，含义应明确、清晰、易懂，指标变化能够准确、真实、直接反映电网运行安全风险程度。

6.分析计算量大。进行风险评估的安全稳定分析，不仅增加故障概率建模和风险评估等环节，而且可能针对多个运行方式。

7.分析计算量动态变化显著。在线评估的场景数目和预想故障集要根据不确定性因素的动态变化情况进行在线调整，由此引起分析计算量大幅变化。

8.计算效率要求高。风险评估分析计算量大，在线评估要求时效性强。

四、在线评估所需要解决的问题

1.在在线评估过程中，为了能够确保最终评估结果的准确性和科学性，需要对多方面的因素和指标进行综合考虑。因此，为了能够获取最准确的评估结果，就需要采取一定的约束条件，对不必要的影响因素进行约束，而最有效的方式，就是合理选择风险指标。在评估过程中，评估人员应该对所有风险指标进行筛选，在综合考虑具体应用场景、危害和发生概率三方面的因素后，屏蔽掉对评估没有影响的风险指标，而直接选取决定评估结果的风险指标。只有通过这种方式，才能够为风险评估提供最科学、准确的理论基础，使整个评估过程中保持足够高的准确性。

2.在对电网运行安全风险进行在线评估的过程中，电网的运行方式、供电企业的发电力、电网历史运行中所出现的故障情况等都会对评估结果造成影响，尤其是在当前电网大规模进行并网的情况下，这种影响因素变得越来越复杂。因此，为了能够有效降低这些因素对评估结果的影响，就需要拥有高效的风险场景动态生成和初选流程，即：①对所有场景进行评估，但不需要所有场景都详细研究，只需要通过初选来确定危害场景即可；②初选过后，由于每个场景在电网的不同运行阶段，又有不同的影响，所以需要拥有高效的风险场景动态生成功能，再次对场景风险进行评估；③经过前两轮评估之后，为了确保评估结果的高效性，还应该进行后续评估，确定评估结果的准确性。

3.制订合理的概率时变模型，在在线评估过程中，故障概率是影响评估结果准确性的主要因素之一。因此，为了能够提高评估结果的准确性，就需要制订合理的故障概率时变模型。通过故障概率时变模型，可以对电网运行中所存在的安全风险问题进行详细分析，同时通过该模型分析出的结果，还可以有针对性地制订相应的解决和控制措施，将其风险控制在最低范围内。

4.对风险值进行合理计算，通过风险公式R＝{＜Si.pi，xi＞}对风险进行评估的过程中，第一步工作就是对风险发生场景进行确定，第二步，也是最重要的一步就是对风险值进行计算。风险值计算的准确性直接关系到最终评估结果的准确性，但是即使在同一场景下，在不同阶段和不同分支下，其风险概率也不同。因此，为了确保风险值的准确性，就需要对其进行合理计算。

在电网运行中，应该通过在线评估对其安全风险进行评估，并通过合理选择风险指标、构建故障概率时变模型和计算风险值等方式提高其评估的准确性，进而有针对性地对电网运行风险进行控制，提高电网运行的稳定性和安全性。

参考文献：

［1］张威.论电网运行安全风险的在线评估.2016.

［2］李勇.关于电网运行安全风险在线评估的评述.2015.