基于电网安全约束的调度计划与停电检修计划优化

基于电网安全约束的调度计划与停电检修计划优化

韩军峰、李莉萍、谢秀君、杨翼霞、杨翠飞

（云南电网有限责任公司红河供电局，云南 蒙自，661199）

摘要：电网安全约束是电力系统运行中的重要问题，优化调度计划和停电检修计划对于提高电网运行效率、减少电力损耗和成本，以及提高电力系统的可靠性和稳定性具有重要意义。然而，传统的调度计划和停电检修计划制定方法存在一定的局限性，需要进一步改进和优化。基于此，本文主要研究基于电网安全约束的调度计划与停电检修计划的优化方法，以期提高电网的运行效果。

关键词：电网安全约束；调度计划；停电检修

引言：随着电力系统规模的不断扩大和电力负荷的不断增加，电网安全约束成为电力系统运行中的重要问题。传统的调度计划和停电检修计划制定方法往往无法充分考虑电网的供需平衡、最小化停电范围和时间、提高设备可靠性以及考虑安全与稳定性等因素。因此，优化调度计划和停电检修计划的制定策略势在必行。

1. 电网安全约束概述

电网安全约束是指为确保电力系统的安全和稳定运行而应遵守的一系列规定和限制条件。这些约束涵盖了多个方面，包括短路电流、潮流和电压、直流多馈入短路比、静态安全、暂态稳定、动态稳定、静态电压稳定、暂态电压稳定、频率稳定、过电压及谐波振荡、三道防线适应性以及电力安全事故（事件）风险等。主要几点如下，在短路电流方面，通过合理分配和设置保护装置，能够控制和限制电网中的短路电流，防止短路故障对整个系统造成灾难性影响；在潮流和电压方面，对其进行合理管理，确保其在可接受范围内，能够维持正常的电能传输和供电质量，避免因过载或电压失调而引发问题；直流多馈入短路比约束是指在直流输电系统中，需要根据系统容量和稳定性要求，对多馈入电磁短路电流进行合理控制，保证直流系统的安全运行；静态安全主要关注电力系统在正常运行条件下，各个节点电压和设备负载等参数是否在合理范围内，以及是否满足电力系统运行的基本要求。保持良好的静态安全是电网稳定运行的基础；暂态稳定是指电网在发生大幅度变化的外部或内部扰动时，能够快速恢复到稳定状态的能力。通过合理设置机电设备和控制系统，提高电力系统的暂态稳定性，可有效防止因突发故障引起的系统崩溃；动态稳定涉及电力系统在长期运行中所面临的低频振荡和动态不稳定问题。采取合理的措施，如应用动态稳定控制技术和调度策略，能够提高电力系统的动态稳定性，确保其对外界干扰具有一定的抗干扰能力；静态电压稳定与暂态电压稳定是保障电力系统供电质量的重要约束条件。电力系统需要保持稳定的电压水平，以满足用户的需求，并防止过高或过低的电压对设备和用户造成损害；在频率稳定方面，通过恰当的负荷调节和发电机组控制策略，可以有效维持电网的频率稳定，避免频率异常引发的故障[1]。

2. 优化调度计划与停电检修计划的必要性

2.1提高电力系统运行效率

通过优化调度计划，可以合理安排电力资源的调度和分配，确保电力系统的运行在满足电力需求的前提下，尽量降低系统负荷波动、潮流拥堵等问题，从而提高电力系统的运行效率。具体来说，一方面，优化调度计划可以合理安排电力资源的调度和分配，确保电力供应能够满足用户的需求。电网的负荷波动和不均衡会导致电力传输效率下降，形成拥堵和能量浪费。通过精确的负荷预测和调度策略，可以在保证供电可靠性的前提下，合理调配发电和输电资源，避免过载和电网拥挤，提高电力系统的运行效率。另一方面，通过优化调度计划可以降低系统的削峰填谷差别，提高电力系统的负荷平衡性。合理安排电力资源的调度和分配，可以在不同地区和时段之间进行电力交互，实现负荷的均衡分配，充分利用各地区的发电资源，最大程度地降低系统的削峰填谷差别，提高系统的负荷平衡性，减少能量浪费[2]。

2.2减少电力损耗和成本

优化调度计划可以合理规划电力输送路径，选择最短和最经济的输电线路，减少线路的电阻损耗和输电损耗。合理安排电力资源的调度和分配，可以确保电力从发电厂到用户之间的输电过程达到最佳效果，降低能量在输送中的损耗，减少电力系统的损耗成本。同时，优化调度计划可以合理控制节点的电压，避免过高或过低的电压对设备和系统造成损害。电力系统的输电过程中，电压控制是一项关键任务。合理调节输电线路的电压水平，保持稳定的电压控制策略，可以降低线路和设备的损耗，减少能量的浪费，提高电力系统的运行效率。此外，通过合理安排设备的停电检修时间和范围，可以将停电检修集中在非高负荷期或低能耗时段，减少因停电而导致的能量浪费。合理的停电检修计划可以最大限度地减少停电对用户供电的影响，降低停电造成的经济损失，同时提高设备的可靠性和稳定性，减少停电带来的能量损耗，从而降低系统运行成本。

2.3提高电力系统的可靠性和稳定性

优化调度计划可以合理规划电力资源的调度和分布，确保电力系统各个节点的电压和频率在合理范围内。通过精确的负荷预测和调度策略，可以有效平衡电力供需，避免系统过载或供电不足的情况发生。同时，在调度过程中，可以根据实时监测数据进行电压和频率调控，保持其在稳定的运行范围内，防止电压过高或过低、频率波动过大等问题的出现，提高电力系统的可靠性和稳定性。

停电检修计划能够促进提高电力系统可靠性和稳定性，合理安排设备的停电检修时间和范围，可以最小化对电力系统的影响，保证设备得到及时的检修和维护。定期的设备维护可以及时发现并解决潜在问题，减少设备故障的概率，提高设备的可靠性。同时，在停电检修过程中，可以进行线路、变压器等关键设备的巡检和维护，确保其正常运行，防止故障引发连锁反应，保障电力系统的稳定性。

2.4最优化检修计划

优化检修计划可以最小化对用户供电的影响。电力系统中的设备需要定期检修和维护，而停电是进行检修和维护的必要条件。通过优化检修计划，可以选择合适的时间段进行停电检修，尽量避开高峰期和重要活动期，减少对用户正常用电的影响。合理分配检修计划，使得停电范围和时间最小化，最大程度上确保用户供电的可靠性和连续性。除此之外，优化调度计划和停电检修计划能够降低停电造成的经济损失。停电对商业、工业和居民用户都会带来一定的经济影响，尤其是对一些关键行业和生产线。通过优化检修计划，可以合理安排设备的停电检修时间，使其在用户需求较低的时段或节假日进行，从而减少停电造成的生产中断和经济损失，最大限度地保障供电的可靠性和稳定性。

3. 调度计划与停电检修计划的制定策略

3.1考虑供需平衡

在调度计划方面，首先需要准确预测电力负荷，包括长期、中期和短期负荷预测。通过综合考虑历史数据、天气状况、经济发展等因素，可以较为准确地预测未来一段时间的电力负荷趋势。准确的负荷预测有助于合理安排发电资源的调度和分配，以满足用户的需求。其次，需要合理规划可再生能源的利用。随着可再生能源的快速发展，尤其是风能、太阳能等清洁能源的接入不断增多，考虑其波动性和间歇性对电力系统的影响成为重要问题。通过精确的可再生能源预测和合理的调度策略，可以确保可再生能源的最大程度利用，同时协调传统能源的调度，提高供电可靠性。另外，需要灵活调整发电资源的调度和分配策略。根据实际负荷需求情况，合理安排发电机组的启停运行，以满足不同时段的电力需求。通过灵活调整发电机组的出力和运行方式，可以提高发电资源的利用效率，避免过剩或不足的情况发生，从而实现供需平衡[3]。

而对于停电检修计划，应当在考虑供电可靠性的前提下，选择合适的时间段进行设备维护和检修。在制定计划时，需要充分了解用户的用电需求特点和高峰期，避开用户需求较大的时间段进行停电检修。例如，在商业区域，可以选择夜间或休假日进行设备维护和检修，以减少对商家和居民的供电中断影响。此外，还要根据设备的重要程度和故障风险，合理安排检修计划的优先级，确保关键设备得到及时维护。

3.2最小化停电范围和时间

基于电网安全约束，首先，合理规划设备的停电检修顺序和区域。在制定停电检修计划时，应根据设备的重要性和紧急程度，合理确定检修的先后顺序。对于关键设备，如变电站、主干线路等，应优先进行检修，以确保供电系统的安全稳定。同时，在确定停电区域时，需综合考虑用户分布情况、负荷特性和电网拓扑结构，尽可能将停电范围控制在最小化水平。其次，要合理安排停电时间，选择用户需求较低的时段进行检修工作。夜间和休假日通常是用户用电需求较低的时段，在这些时段进行停电检修可以最大程度地减少用户的生产和生活受到的影响。此外，还可以根据不同地区和用户类型的需求特点，制定差别化的停电计划，如在商业区域尽量避开繁忙的营业时间，确保商家正常运营。同时，优化调度计划和停电检修计划时需要充分利用现代化的监测和控制技术。通过实时监测设备运行状态、负荷变化和故障信息，可以实施精准的检修计划。基于智能感知和数据分析技术，可以预测设备的故障风险，有针对性地进行检修，避免不必要的停电损失。此外，利用远程监控和智能维护系统，可以实现设备的在线监测和远程诊断，提高故障处理的效率，进一步缩短停电时间。最后，进行停电检修时要充分考虑风险管理与安全措施。在停电检修计划中，应做好安全评估工作，确保在检修过程中不会给工作人员和周围环境带来安全风险。同时，制定完善的停电检修操作规程和安全指导，以保障维护人员的安全，并在紧急情况下能够及时响应和处理[4]。

3.3提高设备可靠性

基于电网安全约束，通过提高设备可靠性的方式优化调度计划与停电检修计划，首先，注重定期维护和检修。制定完善的设备维护计划，根据设备的使用寿命、工作环境和负荷情况等因素，规定不同设备的维护周期和内容。定期对设备进行例行检查、清洁、润滑、紧固和调整等工作，及时发现并解决潜在的故障问题，保证设备处于良好的运行状态。这样可以减少设备突发故障的可能性，降低停电风险。其次，加强设备的在线监测与故障预测。通过安装传感器、监测装置、智能设备等，实现对关键设备的远程监测和数据采集。通过监测设备的运行参数、振动、温度、湿度等指标，及时获取设备的实时状态，并进行分析和诊断。利用数据分析和机器学习等技术，可以预测设备可能出现的故障情况，提前采取维护和检修措施，防止故障进一步发展，并逐步实现设备的预防性维护。另外，要加强设备维修与更换计划。通过建立完善的故障记录和分析系统，统计分析设备发生的故障类型、频次和原因等信息。根据故障统计结果，优化设备维修和更换计划，针对性地进行设备的维修、更换或升级，提高设备的可靠性和耐久性。同时，要及时跟踪新技术、新材料和新设备的发展，选择符合电网安全约束的新设备进行更新和替换，提升整个电网系统的可靠性和运行效率。最后，加强人员培训和技能提升。培养设备维护和检修人员的专业知识和技能，提高其维护和检修设备的能力和水平。加强团队合作与交流，建立经验分享和故障排除机制，确保人员在日常工作中能够快速准确地识别和解决问题，降低停电风险

[5]。

3.4考虑安全与稳定性

在调度计划方面，要合理控制节点的电压、频率等参数，以保持电网的安全运行。通过精确的负荷预测和发电资源调度，实现供需平衡，避免过载或电压不稳定等问题的发生。根据节点的负荷情况和输电能力，合理分配电源和负荷，维持电网的电压和频率在安全范围内。同时，要设置功率限制和电压控制装置，对关键设备进行监控和保护，防止异常情况引发电网故障。在停电检修计划方面，要重点关注关键设备的巡检和维护，确保设备的安全运行和电网的稳定供电。针对关键设备，制定详细的巡检计划和维护方案，定期对设备进行检查、清洁和保养，及时发现潜在的故障风险并采取相应的维修措施。此外，要建立设备健康监测系统，实时监测设备的状态和运行参数，预测设备的故障风险，并采取相应的预防和维护措施，避免设备故障引发连锁反应。计划停电时，需要进行调度和控制，保证停电操作的安全性。制定详细的停电计划，包括停电区域、停电时间、停电顺序等，确保停电操作有序进行。在停电前，要进行严格的安全预控措施，如设立安全防护措施、标识和警示牌，确保人员的安全。同时，要与相关部门和用户进行充分沟通与协调，提前告知停电信息，减少对用户的不便和影响。停电期间，要建立应急响应机制，及时处理可能出现的紧急事件，保持电网的稳定运行和供电的可靠性。此外，加强电网运行监测与数据分析。建立实时监测系统，对电网运行参数、负荷情况、设备状态等进行监测和分析。利用数据分析和智能技术，及时发现异常情况和潜在问题，提供决策支持和预测预警，以保障电网的安全性和稳定性。

3.5开发及应用停电计划智能优化、分析小助手

近年来，随着经济的发展以及人民生活水平的提高，对电力供应的可靠性和稳定性要求越来越高，因此电网运行越来越重要。而电网运行中的一项重要工作就是停电维修，但由于人工进行调度计划和停电检修计划存在许多问题，如数据量大、效率低下和年度计划指导月度计划效力不足等，需要寻找更好的解决方案。基于这种情况，可以开发名为“停电计划智能优化、分析小助手”的应用程序，以打破人工管理壁垒，提高地区电网停电检修计划综合管理能力，从而提高电网的供电可靠性，降低企业运行成本，提高客户服务水平。该系统的核心思路是应用人工智能技术，通过自动统计年、月度综合停电计划、综合考虑停电设备分布、调度操作能力、巡维班操作能力、带电资源、物资到位等因素，对月度停电检修计划进行智能优化，并按照顺序进行输出月度计划。同时，该系统还能将完成优化的月度停电检修任务按照顺序进行输出，并自动比对年、月度停电计划，输出当月年度计划中未安排的停电计划给相应部门，相应部门须填写未安排原因，系统将根据各部门填写原因情况（主观、客观）自动分析形成数据统计分析报告，并对未安排项目进行跟踪管控。与传统的人工管理相比，该系统具有许多优点。首先，它能实现快速、准确的数据库操作和数据处理，大大减轻了人力资源的压力。其次，基于人工智能技术，该系统可以对复杂的数据信息进行处理和分析，得到更细致的计划管理和绩效指标。最后，该系统还能自动生成月度计划、数据统计分析报告等文档报告，为经营管理提供有效支持。

结束语：本文通过研究基于电网安全约束的调度计划与停电检修计划的优化方法，提出了考虑供需平衡、最小化停电范围和时间、提高设备可靠性以及考虑安全与稳定性等因素的制定策略。通过优化调度计划和停电检修计划，可以有效提高电网的运行效率、减少电力损耗和成本，以及提高电力系统的可靠性和稳定性。此外，本文还提出了开发及应用停电计划智能优化、分析小助手的建议，以进一步提高电网的运行效果。

参考文献：

[1]冯程. 提高配网调度停电检修工作效率[J]. 电气技术与经济,2022,(05):141-144.

[2]卢明富,黄韬,蓝余平. 考虑电网安全约束的调度计划与停电检修计划优化[J]. 电气应用,2021,40(04):73-77.

[3]王武双,李杰,陈效. 配电带电作业和停电检修配合的研究与应用[J]. 电工技术,2021,(03):69-72+76.

[4]卫鹏杰,郭伟东,闫磊. 山西电网调度计划一体化管理平台的开发与应用[J]. 山西电力,2017,(05):10-13.

[5]张珍. 电网调度主要危险点及其预控措施探析[J]. 科技资讯,2017,15(23):52-53.