電網運行方式風險評估及輔助決策的研究與應用

王武林+何舟+王亮+袁東升+賈耀坤

摘 要：本文講述了一種電網運行方式風險評估及輔助決策的軟件，其通過電網模型的網絡拓撲，對電網設備進行N-1分析，從而實現電網運行方式風險評估，電網運行事故恢復決策，合環操作校驗等功能。軟件的應用，能夠為電網操作人員提供更加科學合理的風險評估分析方法，同時在事故發生時，可以準確定位事故發生地點并給出相應的解決方案，在一定程度上減少了電網操作人員的日常工作量，提高了工作效率。

關鍵詞：電網安全；運行方式；風險評估；網絡拓撲；N-1分析

中圖分類號：TM7 文獻標志碼：A

0 引言

隨著地區經濟的快速發展，百姓的生活水平也在逐漸提高，各種工廠電力設備及家庭用電需求逐步增大，而供電的可靠性顯得越發重要。在電網結構日趨復雜的今天，電力事故頻頻發生，給供電公司和用電客戶帶來了不同程度的影響，然而目前電力調控人員仍然依靠以往經驗來進行電網運行方式的編排及風險評估工作，這種工作方式對專業性要求很高，而且工作量比較大，不能很好地對電網運行情況進行系統的風險評估，也有很大的概率造成脆弱節點的忽略與誤判，針對電網現狀，本文提出研發一套“電網運行方式風險評估輔助決策系統”軟件，為電網操作人員提供更為直觀、科學的風險評估依據。

1 電網運行方式風險評估及輔助決策系統整體設計思路

該項目通過對電網運行安全規程和相關風險指標的深入研究，制定出一套適應隨州電網結構的風險等級體系，操作人員可根據實際情況對各個風險等級的各個參數進行設定，如失電負荷百分比，重要用戶風險系數，變電站風險系數。設定完成后，可對全網設備進行N-1掃描分析，得出每個設備的風險等級，分析結果記錄在數據庫中，可進行單個設備點擊查詢。對于風險等級高的設備，可進行模擬故障操作，會統計出此設備故障的情況下會引起哪些電網設備停電，哪些保護將會動作，同時給出對應的事故處理預案。這樣，調度運行人員可針對風險等級高的設備進行重點巡檢，同時在設備發生故障時快速找到解決方案。

除此之外，風險評估系統模塊與合環供電及事故恢復輔助決策系統模塊緊密關聯，實現系統間各個模塊的緊耦合，在評估電網運行方式風險等級的同時給出相應的處置預案，如恢復供電路徑中需要對哪個合環開關點進行合環，確定合環點后系統會分析當前電網運行方式下此開關是否滿足合環條件，并評估合環操作的風險等級，同時針對此次合環操作帶來的風險提出相應的預控方案。系統流程圖如圖1所示。

3 電網運行方式風險評估及輔助決策系統研究的關鍵內容

3.1 電網模型的建立

通過系統的GIS解析模塊對隨州電網的GIS模型進行解析，生成對應的圖形元件，然后操作人員對初步生成的電網模型進行細節調整，同時開發出的數據接口實時接收電網數據狀態，包括斷路器的分合，負荷情況等，從而構建出能反應真實電網結構的電網模型。

采用可視化技術，實現隨州電網運行方式實際情況的可視化功能（包括開環點設置、線路控制電流、主變容量等信息）。

提出圖模庫一體化設計思路，系統除了可以通過接口自動獲取電網的運行方式外，調度運行人員也可在系統的電網圖形中手動調整開關的分合狀態，修正現有自動化系統中數據與實際不符的情況。

3.2 電網運行風險評估（N-1）與輔助決策

系統可以從自動化系統中讀取故障信息，或者由調度人員模擬設置故障，系統通過N-1分析，綜合考慮分析繼電保護動作、風險等級體系參數，利用最優潮流算法及專家系統主備計算方法，得出故障引起的影響范圍并確定故障的風險等級。

本系統中電網風險評估體系和輔助決策體系兩個模塊緊密關聯，在分析出風險等級的同時給出事故處置預案，保證調度人員可以對事故做出快速反應，提高事故處理效率。

3.3 合環操作與風險評估

系統建立電網合環供電可行性校驗理論體系：綜合考慮合環點兩側相位偏差、電壓偏差、綜合阻抗偏差、負荷偏差、力率偏差以及線路保護等內容，提出校驗體系的建立方案，從而來判斷合環過程中是否會引起穩態電流及沖擊電流過大而導致危險事故發生，體系的建立推進合環供電決策支持實用化技術，提高實際應用水平。

通過對隨州電網的結構特點及合環操作方式的分析，不斷簡化合環供電網絡結構，從而得出合環操作過程中的數學模型，結合系統中的合環操作校驗體系，最終把大量的數據計算轉換為簡化后的數學模型的定量計算，即把合環供電校驗體系設定的具體風險系數與發生此事件的概率相乘，得出此次合環轉供電操作的風險級別，為電網事故恢復輔助決策提供參考依據。

通過總結實際運行中合環遇到的常見問題，逐項完善電網風險中的各個參數，增加系統評估方法在隨州電網的適用性，為合環供電方案提供重要的依據。

4 應用情況

目前研究成果已經運用到實際工作當中，通過現場的應用，總結出該系統的以下特點：

（1）可以實現電網在正常運行方式下每個設備按照預設的風險等級進行量化分析與評估；

（2）實現電網在正常運行方式下某設備故障（停運）后，失壓設備影響區域的快速定位功能；

（3）設備故障（停運）后，能夠快速確定一套恢復供電的方案；

（4）實現可視化圖形仿真操作、交互功能和基于網絡拓撲結構的風險評估功能。

總體來說，軟件的投入使用為電網運行方式的風險評估提供了更加科學準確的分析依據，同時極大地提高了調度運行人員的工作效率。

參考文獻

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