基于智能电网调度技术支持系统的电网运行安全风险在线防控

基于智能电网调度技术支持系统的电网运行安全风险在线防控

王全文

广东电网有限责任公司梅州供电局广东梅州514021

摘要：随着可再生能源的快速发展，大量随机性、间歇式的风电和光伏接入电网，电网运行方式的不确定性显著增加；受外部环境和电力设备健康状态的影响，电网故障的情况难以避免，对电力系统安全稳定运行造成冲击。因此，迫切需要通过提升实时在线分析工具的技术水平，有效防控电网运行安全风险。本文分析了智能电网调度技术支持系统的电网运行安全风险在线防控。

关键词：智能电网调度技术支持系统；电网安全风险；在线防控

对于电能，其是我国经济发展的重要能源支柱，是保证我国人民正常工作生活的能源之一，因此如何提高当前我国电网供电的稳定性是保证我国经济发展的重要举措。这对我国的经济发展来说具有非常大的限制，特别是电网的超负荷运行等问题，对电网的安全运行造成了较大的影响。

一、概述

1电网安全风险评估

（1）基于危害辨识的风险量化电网安全风险评估的难点在于：一是引发风险的故障因素多、类型复杂，且电力系统故障具有自组织临界特性，特征离散性强；二是故障后果包括损失负荷、电压异常、频率异常、过载、失去稳定性、解列等多个方面，量化计算困难；三是风险量化本质上是电力系统运行安全域的量化，目前缺少快速、实用的计算方法；四是电网运行始终存在基准风险，而方式变化又导致基于问题的风险，风险评估必须能综合解决这两种问题。电网在风险评估中采取了危害辨识的方法，即分析影响电力系统安全稳定性和供电可靠性的特定事件（或状态），将风险值取为各种故障方式下潜在危害的最大值。即：，式中，VＲ为目标的风险值，Hi为分析集中第i项危害的危害值。

（2）危害后果的量化评估。按照层次分析法的思想，电网危害后果主要表现在损失负荷、电压异常、频率异常、过载、失去稳定性、解列等6个方面，危害后果值为电网在此6个维度下的范数。即：，考虑上述6个维度量化的实际困难，实际中采用一种构造－插值方法量化危害后果。实际生产中，电网危害后果最直接体现在政府以及各电网企业制定的电力安全事故等级界定上。基于此，采用隶属度概念构造定义电网危害后果边界集合的C矩阵，即，对危害后果全集进行划分，在子集边界处给定边界危害后果值ci1、ci2，基于各ci1、ci2，形成C矩阵。实际危害的后果值Ci在C矩阵中插值求取。

2.电网运行安全风险在线控制辅助决策。针对电网运行安全风险不可接受的情况，在可调控的措施范围内，识别出性价比高的控制措施，使电网故障导致的电网运行安全风险在可接受范围内，或降低风险水平，实现电网运行安全风险的在线控制辅助决策支持。与安全稳定在线控制辅助决策比较，电网运行安全风险在线控制辅助决策的特点是：约束条件不再是安全稳定裕度满足要求，而是风险值在可接受范围；控制效果不再是安全稳定裕度增大，而是风险值降低；衡量控制措施性能优劣的不再是控制代价对安全稳定裕度变化的灵敏度，而是控制代价对风险值变化的灵敏度。

二、智能电网调度技术支持系统分析

1.气象监测分析功能。以气象部门等外部数据源为基础，结合电力自动气象站信息，对电网安全运行有影响的灾害性天气进行监视，完成电网有关的气象分析和预警，向电网实时监控与智能告警应用提供预警信息，包括灾害性天气、区域电网故障预警信息等。气象数据包括天气现象（晴、阴、雨、雪、雷等），气温、气压、风速、风向、降水量、湿度等；电力自动气象站采集的信息应包括气温、气压、风速、风向、降水量、湿度等，其中气温、湿度、风速、风向、气压降水量采集周期1min，电线积冰采集周期4min；气象灾害信息包括灾害性天气（台风、暴雨、冰雪、雷电、大风、大雾、沙尘暴、高温、低温等）的有关要素实测值和预报值，灾害性天气预警信息的采集周期是1h。能显示台风源地，逐时次地对台风的中心位置、移向、移速以及强度变化进行跟踪监视，能逐时次展示台风7级、10级风圈范围。

2.一体化风险管理。由于电网风险分析与防控工作涉及的人员多、范围广，风险管理必须在网、省、地各级生产单位间协同开展，方可确保工作效果。将风险管理工作在网、省、地生产单位间一体化、协调开展：一是当一项工作同时引发不同等级电网、不同地域电网的安全风险时，受影响的所有等级、地域的电网均需进行风险评估，并协同制定风险预控方案；存在冲突的，由上级单位协调确定解决方案。二是当风险需要由不同电压等级电网、不同地域电网配合开展防控时，各单位间须协调一致后，由存在风险的电网组织制定风险预警与预控任务书，其他相关单位转发风险预警与预控任务书，并协助落实风险控制措施。

三、电网运行安全风险在线防控

风险控制主要通过降低潜在危害发生概率、切断后果事件序列等手段进行实现。减少故障的措施主要包括：

1.针对危害因素，生产技术部门制定需进行重点运维的设备和现场作业管理要求，下发运行维护单位执行。设备运行维护单位加强重点设备的运行维护，落实现场作业安全管理。

2.安全监察部门对风险控制的实施过程进行监督。降低危害后果的措施主要包括：一是调度机构优化电网运行方式、调整三道防线设置、做好故障恢复预案等。二是市场营销部门执行需求侧错（避）峰、计划用电，会同重要用户做好保供电措施。安全监察部门做好事故后应急处置工作准备。三是计划部门对程度较高的目标风险进行规划分析，以改善电网结构。

3.通过上述措施，电网安全风险控制被用于准确、高效的指导生产工作，并实现了如下目标：一是超前控制。风险管理的核心即体现为超前辨识和超前控制，风险控制措施与要求随同风险预警一并发布，相关单位提前部署风险控制措施的落实。二是针对性控制。所做的控制工作均针对危害辨识的主要因素实施，具体问题的针对性强。三是联合控制。风险控制过程实现了电网企业的生产、基建、营销横向协同，网、省、地纵向贯通，电网企业与政府及其他企业间内外联动，控制措施的落实效果好。四是闭环控制。目标风险相应的检修或试验工作必须在风险控制措施确认得到落实后方可开展。并且，在目标风险解除后，对风险辨识、预警、控制的全过程进行总结，形成闭环改进过程。五是更好兼顾安全性与经济性。风险控制措施的落实需要投入相应的人力、物力资源，电网企业在风险防控过程中不可能无限制投入各种资源。通过风险评估可以找到对运行电网威胁最大的潜在危害，然后实施针对性控制，可大大降低风险控制的成本智能电网调度技术支持系统为实现电网运行安全风险在线防控，在基础平台、基础信息和分析决策支持功能方面提供了良好的基础，它可作为智能电网调度技术支持系统中实时监控与预警类应用中的一个应用。充分利用在线安全稳定分析与调度运行辅助决策应用的成果，针对风险在线防控的特征与要求，进行关键技术创新，能够取得电网运行安全风险在线防控工程应用的突破。

参考文献：

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