電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與輔助決策系統(tǒng)的運(yùn)用

李譚龍

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司茂名供電局，廣東 茂名 525000）

0 引 言

伴隨科技的發(fā)展進(jìn)步，電力體系規(guī)模逐漸擴(kuò)增，電網(wǎng)構(gòu)造變得逐漸繁雜，在電網(wǎng)運(yùn)行措施編排工作方面需處理的信息數(shù)目大量增加。因?yàn)槿狈ο鄳?yīng)運(yùn)行措施輔助編排的相關(guān)工具，我國(guó)的電網(wǎng)運(yùn)行措施調(diào)整和編排工作依靠人工實(shí)施匯總和剖析，所以工作量增加時(shí)所編排得到的運(yùn)行措施存在一定風(fēng)險(xiǎn)。因此，本文提出了一類(lèi)電網(wǎng)的運(yùn)行措施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的輔助決策體系，方便對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行措施薄弱流程實(shí)施相關(guān)預(yù)判，并對(duì)事故實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)定級(jí)，給出相應(yīng)的事故恢復(fù)處置預(yù)案。

1 現(xiàn)狀以及問(wèn)題剖析

近年來(lái)，地方經(jīng)濟(jì)飛快發(fā)展進(jìn)步，用戶(hù)的負(fù)荷需求能力創(chuàng)出新高，電網(wǎng)規(guī)模也持續(xù)擴(kuò)增，直接造成電網(wǎng)構(gòu)造和運(yùn)行措施變得繁雜，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行提出了更高需要，給調(diào)控中心的相關(guān)人員的日常工作提出了巨大挑戰(zhàn)。為了預(yù)防人工實(shí)施運(yùn)行措施評(píng)估導(dǎo)致遺漏問(wèn)題，需要展開(kāi)電網(wǎng)運(yùn)行的安全評(píng)估工藝運(yùn)用以及研究，為電網(wǎng)運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和輔助決策供給科學(xué)決策依據(jù)。

依照相關(guān)的檢索文獻(xiàn)以及報(bào)道得知，國(guó)內(nèi)已經(jīng)存在電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估運(yùn)用以及研究，但存有缺點(diǎn)。第一，更加偏向理論方面運(yùn)用，項(xiàng)目實(shí)用化水平較差，狀態(tài)估計(jì)的算法、最優(yōu)潮流算法等多種對(duì)電網(wǎng)基礎(chǔ)資料和運(yùn)行數(shù)據(jù)的需要較高，時(shí)常會(huì)有發(fā)散問(wèn)題發(fā)生。第二，沒(méi)有考慮廣泛運(yùn)用繼電保護(hù)設(shè)備動(dòng)作產(chǎn)生的作用，預(yù)想的問(wèn)題電網(wǎng)拓?fù)浜同F(xiàn)實(shí)狀況之間存在出入。第三，面對(duì)設(shè)備級(jí)為基礎(chǔ)風(fēng)險(xiǎn)方面的評(píng)價(jià)，缺少對(duì)權(quán)重系數(shù)體系風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的考慮。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作流程

系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)和工作流程如圖1所示，關(guān)鍵功能模塊包含風(fēng)險(xiǎn)方面評(píng)估、運(yùn)行方式的模擬檢驗(yàn)、輔助決策以及恢復(fù)供電的方案等[1]。

圖1 系統(tǒng)基本的框架還有流程

啟動(dòng)系統(tǒng)后，能夠選取系統(tǒng)工作的方式，涵蓋了模擬校驗(yàn)和在線(xiàn)評(píng)估，且模擬校驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)﹂_(kāi)關(guān)分合的狀態(tài)和電網(wǎng)各個(gè)運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置，在線(xiàn)評(píng)估為經(jīng)過(guò)和SCADA體系數(shù)據(jù)接口得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。加載運(yùn)行方式后，能夠?qū)ΜF(xiàn)在運(yùn)行的方式實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，依照系統(tǒng)制定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)制度來(lái)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施定級(jí)，找到失電地區(qū)恢復(fù)供電所需的路徑，然后輸出相關(guān)的輔助決策數(shù)據(jù)。

3 建立風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)制度體系

考慮電網(wǎng)運(yùn)行方面的相關(guān)特點(diǎn)，單一風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)不可以對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)能力完全評(píng)估。為更直觀地體現(xiàn)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，需科學(xué)地對(duì)風(fēng)險(xiǎn)水平實(shí)施量化分級(jí)工作，最后建立一套與電網(wǎng)運(yùn)行相適應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)制度。具體地，依照電網(wǎng)現(xiàn)實(shí)運(yùn)行狀況，參考國(guó)家電網(wǎng)單位安全事故的調(diào)查條例，提取得到電壓等級(jí)、負(fù)荷的百分比以及關(guān)鍵用戶(hù)的數(shù)目等多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)原因，依照各風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)限值完成風(fēng)險(xiǎn)定級(jí)。調(diào)度運(yùn)行工作人員能夠依照體系評(píng)估得到事故風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，從而確定事故進(jìn)行處理緊急的程度。例如，某個(gè)開(kāi)關(guān)問(wèn)題導(dǎo)致某個(gè)220 kV變電站全停定義為三級(jí)風(fēng)險(xiǎn)；若因?yàn)殚_(kāi)關(guān)問(wèn)題引發(fā)的失電負(fù)荷占據(jù)到區(qū)域電網(wǎng)總負(fù)荷的20%～40%，定義成四級(jí)風(fēng)險(xiǎn)。

4 系統(tǒng)關(guān)鍵工藝流程模塊及其方法影響

4.1 運(yùn)行措施模擬校驗(yàn)

傳統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行措施調(diào)整和編排工作依靠人工計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)實(shí)施，工作量大且無(wú)法實(shí)施運(yùn)行措施的校驗(yàn)，所以不可以對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行措施潛在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，影響電網(wǎng)運(yùn)行的安全。所以，系統(tǒng)設(shè)計(jì)模擬校驗(yàn)功能，操作人員能夠在系統(tǒng)中實(shí)施模擬操作，手動(dòng)設(shè)定電網(wǎng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息，從而對(duì)所設(shè)定運(yùn)行措施實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)剖析，且可以利用圖形直觀展現(xiàn)開(kāi)關(guān)變位所引發(fā)的復(fù)電以及失電區(qū)域。在模擬校驗(yàn)情況下，對(duì)現(xiàn)實(shí)電網(wǎng)的運(yùn)行不會(huì)造成影響，滿(mǎn)足運(yùn)行方式的調(diào)整以及編排模擬校驗(yàn)的防誤操作。

4.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估包含風(fēng)險(xiǎn)定級(jí)和風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)。分析電網(wǎng)運(yùn)行的措施拓?fù)錁?gòu)造，在正常的運(yùn)行方式下假設(shè)某一個(gè)開(kāi)關(guān)問(wèn)題，與各個(gè)裝置保護(hù)方式相結(jié)合，綜合性分析研究風(fēng)險(xiǎn)事故進(jìn)程中引發(fā)開(kāi)關(guān)變位以及二次裝置動(dòng)作信息情景剖析，綜合性判斷停電關(guān)鍵用戶(hù)、停電負(fù)荷以及范圍等多個(gè)方面，從而完成電網(wǎng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)。結(jié)果的剖析經(jīng)過(guò)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)制度校驗(yàn)，得到風(fēng)險(xiǎn)最高級(jí)別，完成風(fēng)險(xiǎn)定級(jí)工作。最后，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)定級(jí)狀況進(jìn)行相應(yīng)整合，輸出得到電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告。

4.3 恢復(fù)供電的方案

體系設(shè)計(jì)關(guān)鍵的目的不僅是對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行措施風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施簡(jiǎn)單評(píng)估，更關(guān)鍵的是合理控制評(píng)估得到的風(fēng)險(xiǎn)，還有在問(wèn)題發(fā)生后供電恢復(fù)的措施。體系在電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告基礎(chǔ)上，以電網(wǎng)運(yùn)行拓?fù)錁?gòu)造為基礎(chǔ)，采取網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方式，經(jīng)過(guò)相關(guān)比對(duì)剖析，選取最優(yōu)恢復(fù)的供電路徑。

假定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估只要轉(zhuǎn)化成問(wèn)題，該系統(tǒng)會(huì)快速對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的措施實(shí)施網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌ㄎ皇щ姷貐^(qū)，對(duì)失電地區(qū)實(shí)施電網(wǎng)重構(gòu)，對(duì)相關(guān)開(kāi)關(guān)或是相應(yīng)主變進(jìn)行模擬工作，判斷是否能夠?qū)崿F(xiàn)失電地區(qū)供電。應(yīng)用這個(gè)方式搜索得到對(duì)應(yīng)的恢復(fù)供電全部路徑，再對(duì)這些路徑實(shí)施逐條剖析，經(jīng)最優(yōu)路徑選取確定最優(yōu)恢復(fù)供電路徑。最優(yōu)路徑選取依據(jù)包括[2]：第一，路徑下需要操作開(kāi)關(guān)在合閘的時(shí)候不會(huì)大于線(xiàn)路全部裝置額定的負(fù)載；第二，路徑下的開(kāi)關(guān)合閘工藝不會(huì)導(dǎo)致裝置保護(hù)的誤動(dòng)作發(fā)生；第三，路徑下經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)合閘或是變壓器投入能夠使停電恢復(fù)的范圍最大。在上述幾點(diǎn)基礎(chǔ)上，由下至上，優(yōu)先級(jí)依次上升，經(jīng)過(guò)層層篩選比對(duì)，選擇得到一條最優(yōu)恢復(fù)供電的路徑。

4.4 輔助決策

體系輔助決策輸出關(guān)鍵涵蓋3方面內(nèi)容，分別是風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控、風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告以及恢復(fù)供電措施方案[3]。

第一，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施。對(duì)于不同情況和不同風(fēng)險(xiǎn)，依照電網(wǎng)運(yùn)行狀況和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，制定得到不同風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施方案。

第二，風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告。例如，選擇一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置并對(duì)它實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，會(huì)輸出多個(gè)開(kāi)關(guān)問(wèn)題后引發(fā)的停電區(qū)域、停電的負(fù)荷占到總負(fù)荷百分比以及停電中關(guān)鍵用戶(hù)，同時(shí)得到風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

第三，恢復(fù)供電措施。風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告界面上點(diǎn)擊恢復(fù)供電措施按鈕，會(huì)輸出問(wèn)題發(fā)生后對(duì)應(yīng)恢復(fù)供電的解決措施。恢復(fù)供電措施為最優(yōu)恢復(fù)的供電路徑選取進(jìn)程和結(jié)果。

5 結(jié) 論

本文介紹了一類(lèi)電網(wǎng)的運(yùn)行措施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及其輔助決策體系。運(yùn)行措施編排校驗(yàn)的模塊對(duì)運(yùn)行措施的編排以及調(diào)整工作供給數(shù)據(jù)方面的支撐；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的模塊能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運(yùn)行潛在的風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施定級(jí)工作；恢復(fù)供電的模塊能夠?qū)Σ煌L(fēng)險(xiǎn)找到最優(yōu)恢復(fù)供電的路徑。輔助決策模塊為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估至恢復(fù)供電的路徑選取全部進(jìn)程和結(jié)論輸出，同時(shí)提出了風(fēng)險(xiǎn)處理方面防范工藝，具有重要的實(shí)際意義。