電力系統在線安全穩定分析應用模式的構建

摘要：電力系統在線安全穩定分析應用模式的構建與應用，能夠為電網的運行提供堅實的保障。通過對實時數據進行分析，能夠將電力系統在線安全穩定出現的問題分析出來，并據此提出不同的應用模式，以為電網的安全穩定運行提供良好的保障。

關鍵詞：電力系統；在線安全穩定；應用模式；構建

世界上發生的幾次大規模的停電事件，使得國際上紛紛加大了對電力系統在線安全穩定性的分析與研究。其中具有代表性的是美國能源部聯合邦納維爾電力局和美國西部電力局聯合開發了廣域測量系統。韓國投運了八臺同步相量測量裝置組成的暫態穩定控制系統。中國國家電力科學研究院、國網電力科學研究院聯合研發了動態安全評估與預警系統，已經成功地應用到國家電網和南方電網的在線穩定分析當中了，對穩定裕度評估提供了有效的輔助。

一、實時分析模式的構建

該模式在電力系統在線安全穩定分析中具有基礎性的作用，主要呈現出的特點是在沒有經過任何修改的在線數據基礎上，不可以進行任何的人工模型和數據的修改，采取自動執行系統的分析，以對電力系統在線穩定分析和穩定裕度評估結合進行輔助。具體的分析運行過程如下圖一：

第一，計算觸發階段。主要分為周期觸發、事件觸發和人工觸發三種啟動形式。其中周期觸發能實現全自動的安全掃描工作，對目前進行運行的電網運行進行評估和預警，以便做出輔助性的決策[1]。事件觸發主要進行事件信息的獲取，從狀態方面對電網設備運行故障進行分析，以便于對電網運行方式進行評估、預警和輔助性決策。人工觸發采取的是人員手動性觸發的在線分析形式，對當前的電網運行進行評估、預警輔助。在這三種觸發形式當中，人工觸發是最優先的級別，事件觸發氣候，周期觸發最后。

第二，數據整合階段。在經過計算觸發之后，能夠從EMS系統當中獲取計算數據，在狀態估計之后，能夠得到支持的潮流數據、穩態數據和動態數據。之后再將相關的配置及計算數據發送到調度服務器當中[2]。

第三，安全分析和穩定裕度計算階段。 在并行計算的基礎上，對數據整合之后進行計算，然后進行靜態安全、暫態安全和電壓穩定分析、將穩定計算結果存入到數據庫當中，并發送到無人機界面當中。在安全穩定分析結束之后，要對穩定裕度計算進行分析。

第四，輔助決策計算階段。對DSA計算的分析具有不安全特征，對預防控制的輔助決策進行計算。主要的不安全結果包括暫態失去穩定、電壓失去穩定、短路電流招標和熱穩越線等。在整個計算結束之后，要將運行數據和計算存入到數據庫中[3]。

二、研究分析模式

此模式主要是對調度運行操作的安全穩定性功能進行分析，主要呈現出的特點是在人工修改結束之后，對即將要在系統中進行的調度參與事件的安全性進行分析。

此種分析模式的應用，能夠對運行形勢進行實時的干預，對調度運行模式進行電網安全穩定性造成的影響進行校隊和核驗，然后對歷史潮流斷面進行研究，用于對事故進行分析。主要的流程分為以下幾步：

第一，進入到人機界面當中，對用戶修改的內容進行記錄和計算，然后送入到計算平臺當中去，并通過計算平臺進行任務的分配，以便于對各種穩定進行計算和分析，從而對計算結論進行推算。此種方式與實時分析相比，研究分析發生在觸發計算階段之前，可以對潮流數據進行修改。可見，此種分析屬于在線研究狀態分析形式，此階段只支持人工觸發。

第二，該種研究模式在形式上包括獨立推演和聯合推演兩種方式。此時調動人員能夠對管轄范圍內的電氣元件進行操作，獨立推演的方式能夠對后網的穩定進行研究，而調動人員對于操作的影響會波及到相鄰或者遠方電網上，以此對上下級調度和不同區域內的調度區間進行聯合推演[4]。

三、趨勢分析模式

此種模式的應用能夠對電網當前的運行情況進行分析，但是對將要發生的變化沒有采取積極的應對手段。這種方式更加適合應用到短期的電網安全在線穩定評估中，但是這種方式在運用過程中可以將在線安全穩定分析的覆蓋范圍進行延伸，能夠將電網運行即將發生的變化及在線穩定狀態給出結論。關于電網安全穩定此時是否發生了惡化后者改善，都能夠對電網短期控制給予輔助性的決策。對整個電網未來的運行狀態進行調整，以提升電網運行的安全性。

在分析流程上，此種分析方式與實時分析發生相比區別較小，趨勢分析只要支持周期觸發啟動即可，在研究對象上最本質的是對電網未來狀態的一種預測，事件觸發和人工觸發的啟動則無必要性[5]。

可見，趨勢分析是對實時分析模式的一種延伸，也是通過穩定指標之間的對比與判斷，使電網的安全穩定性向更加安全的方向發展。但此種模式的應用也說明了，趨勢分析實質是對電網未來狀態的一種預測，準確性有很大的爭議，預測運行方式與實際運行方式必然存在較大的差異，所以在實際的調度過程中，趨勢分析的應用是無法取代實施分析的。

結束語：

綜上所述，電力系統在線安全穩定分析經過多年的實踐，已經在國際電力調動中發揮了非常重要的作用，而且目前我國國家電網和南方電網都已經實現了電網調控的標準化和常態化。文章主要從實時分析模式、研究分析模式和趨勢分析模式三個方面對電網安全穩定運行和調度操作進行了分析，互相補充，協調運行，為電力系統的穩定運行提供堅實的保障。電力系統的安全穩定是人們用電的重要保障，隨著電力系統的發展與規模的不斷延伸，電網結構出現日益復雜、龐大的發展趨勢，此時，單機容量需要提高。電力企業要進一步提升電力系統的安全穩定運行效率，通過加強研究保障我國電力系統的安全性，通過制定有效的控制措施，切實提升電力運行的安全性，為電力企業創造更高的經濟效益，從而進一步帶動地區經濟的發展，為整個地區經濟發展貢獻自己的力量。

參考文獻

[1]李晨輝. 電力系統安全穩定綜合防御體系框架[J]. 科技資訊，2017（21）.

[2]關于自然災害下電力系統安全穩定防御方法的評述[J]. 電力系統保護與控制，2018.

[3]楊仕浩. 電力系統安全穩定標準研究[J]. 科技與創新，2017（5）：42-43.

[4]楊東升. 電力系統安全穩定方面存在的問題與相關對策[J]. 科技風，2017：185.

[5]唐浩. 針對電力系統安全穩定標準的概述[J]. 科技創新導報，2017（26）.

作者簡介：唐黎（1987—），男，漢族，籍貫四川綿陽，本科雙學歷，工程師，主要研究方向（從事工作）為繼電保護、設備狀態評價、安全質量監督等。

（作者單位：國網四川省電力公司涼山供電公司）