電力系統(tǒng)并行輸電斷面風險評估的研究

【摘要】電力系統(tǒng)大面積斷電、停電，給人民生活、生產(chǎn)帶來了巨大影響，威脅到了人民生活質(zhì)量。分析電力大系統(tǒng)大面積斷電、停電的原因，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)并行輸電斷面是關鍵。本文從電力系統(tǒng)并行輸電斷面的概念入手，對其斷面風險進行評估，并探討得出相關結(jié)論，供同行參考借鑒。

【關鍵詞】電力系統(tǒng)；并行輸電斷面；風險評估；研究

電力系統(tǒng)運行過程中，系統(tǒng)可能會受到各種因素的影響，導致連鎖過載跳閘現(xiàn)象發(fā)生。由于跳閘現(xiàn)象多發(fā)生于系統(tǒng)的并行輸電斷面上，所以很容易給整個系統(tǒng)的運行可靠性造成影響，為變電運行埋下安全隱患。為此，在電力系統(tǒng)變電運行中，一定要做好對系統(tǒng)并行輸電斷面的風險評估，搞清該事故發(fā)生的原因，并在此基礎上尋求可行的事故防范對策。下面對子電力系統(tǒng)并行輸電斷面風險進行評估，所采取的評估方法為靜態(tài)安全分析法。

一、電力系統(tǒng)并行輸電斷面

在評估并行輸電斷面風險之前，我們先對并行輸電斷面的概念與產(chǎn)生原因進行分析。

首先，分析電力系統(tǒng)發(fā)生大面積停電事故的原因，不難發(fā)現(xiàn)連鎖過載跳閘是主要影響因素，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)過載跳閘現(xiàn)象，且跳閘呈現(xiàn)連續(xù)性，則系統(tǒng)供電運行必然受到阻礙，導致大面積停電。連鎖過載跳閘現(xiàn)象發(fā)生初期，其位置多見于輸電線路上，并且這一輸電線路與過載支路并行。過載跳閘現(xiàn)象發(fā)生后的停滯時間比較長，想要在故障停滯時間內(nèi)分析其風險是不可行的，所以一般采用靜態(tài)分析法對輸電線路的后續(xù)故障進行分析。

其次，輸電線路發(fā)生過載跳閘之后，線路及電力系統(tǒng)內(nèi)部潮流會發(fā)生變化，進而重新分布，這樣一來，過載跳閘故障的影響范圍也發(fā)生變化，擴大到了全局。但要注意的是，過載支路與輸電線路并行，二者之間的關系以及過載支路對每一條輸電線路的影響并不相同，并非所以輸電線路都會發(fā)生潮流劇增現(xiàn)象，運行中能在短時間內(nèi)發(fā)生潮流劇增的輸電線路僅僅只有小部分，而在本次研究中，這一小部分發(fā)生潮流劇增現(xiàn)象的輸電線路才是研究重點。所以研究采用靜態(tài)安全分析法對并行斷面風險進行評估。

最后，連鎖過載跳閘是造成電力系統(tǒng)并行輸電斷面，引發(fā)系統(tǒng)大面積停電的根本原因，并且故障發(fā)生后的危害巨大，不僅會損壞輸電線路性能，影響電力系統(tǒng)供電質(zhì)量，還會給人民生活、工作造成不便，甚至有可能威脅用電用戶的生命、財產(chǎn)安全。

二、并行輸電斷面風險評估

要避免或徹底解決電力系統(tǒng)并行輸電斷面問題，必須先找到問題產(chǎn)生原因，了解其危害，做好其風險評估。前言中及上段內(nèi)容提到，本次研究所采用的風險評估方法為靜態(tài)安全分析法，研究對象為受過載跳閘現(xiàn)象影響，內(nèi)部發(fā)生潮流重新分布的并行輸電線路。為了確保分析結(jié)果的準確性，同時也為了拓寬思路，降低風險評估與分析難度，筆者建議從以下幾個方面作進一步的深入研究：

（1）盡管研究分析對象，即小部分輸電線路，在運行中受到過載跳閘的影響，內(nèi)部潮流發(fā)生了劇增，但該類線路的事故風險程度與電力系統(tǒng)過載支路是不相同的，如果研究分析只采用潮流分布情況來描述線路的風險程度，可能會存在不科學、不具體缺陷。所以建議在研究分析中引入風險值，確保研究分析的科學性與有效性。

（2）并行斷面故障發(fā)生之后，輸電線路內(nèi)部潮流可能會出現(xiàn)新增潮流，以及重新分布之后，方向與原潮流方向相反的潮流。研究分析時，線路內(nèi)部如果存在這兩類潮流，則線路的傳輸功率會大大減小，分析時并不計入研究對象范疇。

（3）如果研究分析采用潮流分布系數(shù)對輸電線路，或者說研究分析對象進行篩選，過程中可能會存在10%的潮流計算誤差，這一問題應當在計算、分析過程中加以重視。

三、高風險支路集

相關文獻指出，輸電線路的篩選與確定可以還是采用圖論方式，迅速、準確的確定出輸電線路，進而篩選出電力系統(tǒng)并行輸電斷面。以此輸電斷面所包含的支路為研究對象，提出以下相應支路過載跳閘的風險評估指標進行并行輸電斷面內(nèi)支路的風險評估，將符合條件的支路歸為一個支路集合——高風險支路集。一個由N個節(jié)點組成的電網(wǎng)，位于節(jié)點m和n之間的故障支路Lk跳閘開斷，其對應的并行輸電斷面記為集合VLi。選用以下風險評估指標進行后續(xù)故障支路的篩選，并將風險數(shù)值FLj最大支路歸入高風險支路集HLi?？紤]到電力系統(tǒng)中線路故障較多，本文僅研究線路故障的情況。

（2）前后故障之間的相互影響和累積效應可以分為兩種情況：a）支路Lk過載跳閘和并行輸電斷面內(nèi)的支路Li故障對支路l的潮流影響相抵；b）支路Lk過載跳閘和并行輸電斷面內(nèi)的支路Li故障對支路l的潮流影響相加。式（2）考慮了以上這兩種情況。

四、結(jié)束語

綜上所述，電力系統(tǒng)安全運行是最終指標，但實際運行過程中，系統(tǒng)難免會發(fā)生各種各樣的事故，導致系統(tǒng)運行安全性降低。大面積停電事故便是常見事故中的一種。分析電力系統(tǒng)大面積停電事故的產(chǎn)生原因，發(fā)現(xiàn)連鎖過載跳閘是關鍵因素，一旦過載支路發(fā)生跳閘，與之并行的部分輸電線路內(nèi)部潮流會迅速增加，引發(fā)并行輸電斷面。在本篇文章中，筆者重點探討了電力系統(tǒng)并行輸電斷面事故的產(chǎn)生原因，并結(jié)合并行輸電斷面的概念與特點，采用靜態(tài)安全分析法對該事故的風險進行了評估，探討出了一系列相關結(jié)論，希望對同行工作有所幫助

參考文獻

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