電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的控制技術(shù)分析

摘 要

隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全事故頻發(fā)，人們開始更加重視電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。本文主要對電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的控制技術(shù)進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng) 運(yùn)行 可靠性 控制技術(shù)

電力系統(tǒng)具有非常重要的作用，它是生產(chǎn)能源的一個非常重要的公共產(chǎn)業(yè)，同時還需要保證電能持續(xù)和穩(wěn)定的供應(yīng)。所以如果電力系統(tǒng)的運(yùn)行能夠保證可靠性和穩(wěn)定性，不管是對電力系統(tǒng)自身的工作還是人們的日常生活和工作，又或者是社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有非常重要的作用。

1 電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的闡述

在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行過程中可靠性是一個主要的評價標(biāo)準(zhǔn)，而在對電力系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行評價的時候標(biāo)準(zhǔn)就是可靠度，而可靠度則是通過良好的運(yùn)行狀況、工作時間的延長、故障率低以及高效的工作效率來保證的。在對電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行評價的時候主要是通過可靠性來完成的，在電能的生產(chǎn)和輸出過程中對電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性進(jìn)行評價具有非常重要的作用。

電力系統(tǒng)最主要的作用就是為用戶提供電能，也就是向用戶持續(xù)和固定的提供質(zhì)量有保證的電能。而電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性就是事先做一些設(shè)備管理，讓這些設(shè)備管理能夠在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中起到很好的保護(hù)作用，而可靠性主要就是指設(shè)備、元件以及系統(tǒng)需要在規(guī)定的條件下和預(yù)定的時間范圍內(nèi)完成所規(guī)定功能的能力。對于電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性來說它的主要任務(wù)就包括了下面這幾個方面：首先對電路元件在歷史運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及在對元件進(jìn)行了可靠性測試之后所累積的數(shù)據(jù)進(jìn)行累計(jì)，然后通過這些相關(guān)的數(shù)據(jù)來對元件的可靠性進(jìn)行進(jìn)一步的分析。其次對基于電力系統(tǒng)可靠性模型以及預(yù)期的負(fù)荷變化來進(jìn)行解析現(xiàn)象或者是模擬，在實(shí)際的模擬過程中主要是針對那些電力系統(tǒng)中沒有能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成事先規(guī)定的功能而進(jìn)行的。在模擬完成之后還需要進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，也就是計(jì)算一些可能會發(fā)生的后果的概率，這樣就能夠獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)從而來對元件的可靠性進(jìn)行進(jìn)一步的分析。最后還需要對系統(tǒng)投入和可靠性系統(tǒng)的基礎(chǔ)上來綜合評價電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制以及進(jìn)行輔助決策。

2 電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的控制技術(shù)分析

2.1 電力系統(tǒng)元件可靠性模型

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，對其可靠性控制產(chǎn)生影響的主要是系統(tǒng)中各元件出現(xiàn)故障是隨機(jī)性的，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運(yùn)行所致。為了對電力系統(tǒng)的運(yùn)行能力進(jìn)行短期的預(yù)測，所以針對各元件的可靠性進(jìn)行建模。一般采用其次的元件瞬時狀態(tài)概率來進(jìn)行建模，因?yàn)樗鼙容^全面的描述元件。針對元件停運(yùn)率λ和維修率μ用函數(shù)表達(dá)為p0（t）和p1（t），正常工作狀態(tài)為：

（1）

而處于維修時為：

（2）

根據(jù)元件數(shù)量的個數(shù)，得到狀態(tài)數(shù)量，從而知道在t時刻系統(tǒng)的瞬時概率

（3）

2.2 電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性指標(biāo)

在對電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性水平進(jìn)行評估的時候主要是通過切負(fù)荷指標(biāo)來進(jìn)行度量實(shí)現(xiàn)的。在對電力系統(tǒng)的短期或者長期輸電規(guī)劃或者電源規(guī)劃進(jìn)行指導(dǎo)的過程中，這些指標(biāo)發(fā)揮了非常重要的作用。但是在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程中，調(diào)度人員除了需要關(guān)注節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)的電量不足期望值外，還需要對運(yùn)行狀態(tài)量的情況進(jìn)行關(guān)注。雖然傳統(tǒng)度量指標(biāo)包含了對相關(guān)故障嚴(yán)重程度的度量，比如線路過負(fù)荷、系統(tǒng)功率不平衡以及母線電壓超限等，但是它卻沒有對這些度量的指標(biāo)進(jìn)行直接的定義，這樣在對電力系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行定位的時候就比較難實(shí)現(xiàn)，從而也就不能夠進(jìn)行有針對性的控制。而本文則在傳統(tǒng)可靠性指標(biāo)的基礎(chǔ)上，提出了面向調(diào)度的可靠性控制指標(biāo)體系：運(yùn)行狀態(tài)量處理安全狀態(tài)下的概率指標(biāo)；系統(tǒng)狀態(tài)的概率指標(biāo)；電量不足期望值指標(biāo)。

2.3 電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性算法

在電力系統(tǒng)運(yùn)行時，對可靠性進(jìn)行評估時主要為這幾個方面：對元件可靠性模型進(jìn)行確定；對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行選擇；對運(yùn)行后果和相關(guān)計(jì)算的可靠性指標(biāo)進(jìn)行分析，其中后兩點(diǎn)比較的重要。針對狀態(tài)的選擇時，采用快速排序法進(jìn)行，排序的規(guī)則是根據(jù)狀態(tài)概率的大小進(jìn)行，從而得到待分析的系統(tǒng)狀態(tài)，依據(jù)EENS確定誤差范圍。針對運(yùn)行火鍋和計(jì)算進(jìn)行分析時，采用的是動態(tài)潮流分析法；針對分析結(jié)果去判定運(yùn)行可靠性的指標(biāo)，從而得到切負(fù)荷量，最終確定可靠性指標(biāo)。

2.4 電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性控制模型

為了能夠更好的滿足著大系統(tǒng)的實(shí)時計(jì)算要求，那么就需要讓計(jì)算結(jié)果在滿足一定精度的前提下，來對計(jì)算的速度進(jìn)來的提高。所以在分析電力系統(tǒng)中的潮流時可以采用直流潮流的方式來進(jìn)行，在電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的控制模型中不需要考慮電壓以及無功的約束。在電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的控制模型中主要就包括了控制變量、目標(biāo)函數(shù)、約束條件。

2.5 電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性算法的實(shí)現(xiàn)

如果從數(shù)學(xué)的角度來分析可以發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性算法是屬于隨機(jī)機(jī)會的約束規(guī)劃問題，它最明顯的一個特點(diǎn)就是隨機(jī)約束條件至少應(yīng)該是在一定的置信水平上才成立的。通過對相關(guān)文獻(xiàn)的查閱可以發(fā)現(xiàn)，在對電力系統(tǒng)中的隨機(jī)機(jī)會規(guī)劃問題進(jìn)行求解的時候如果采用遺傳算法來進(jìn)行的話，將會取得比較好的效果。

3 結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的用電需求量在不斷的增加，這樣就讓電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性受到了比較嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，面對這樣的情況就應(yīng)該要加強(qiáng)對電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性控制技術(shù)的研究工作，從而來找出相應(yīng)的控制技術(shù)和措施讓電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性得到有效保證。

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作者簡介

韓秋（1984-），男，遼寧省昌圖縣人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為國網(wǎng)遼寧省電力有限公司助理工程師。研究方向?yàn)殡姎夤こ碳捌渥詣踊?/p>

作者單位

國網(wǎng)遼寧省電力有限公司 遼寧省沈陽市 110000endprint