考慮斷路器在線狀態(tài)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的研究

周燕海

廈門(mén)宏發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)備有限公司

考慮斷路器在線狀態(tài)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的研究

周燕海

廈門(mén)宏發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)備有限公司

隨著國(guó)家建設(shè)的不斷推進(jìn)，我國(guó)電網(wǎng)事業(yè)得到了很大程度的提高。但是在斷路器在線狀態(tài)中，電網(wǎng)內(nèi)部常常存在一些風(fēng)險(xiǎn)，為用電的穩(wěn)定性帶來(lái)一定的難題。因此，本文將針對(duì)高壓狀態(tài)下，斷路器的在線健康狀態(tài)做出具體的評(píng)估研究，然后有針對(duì)性的給出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，以供參考。

斷路器；在線狀態(tài)；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；方法

前言

隨著人們對(duì)用電的需求不斷增加，我國(guó)電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模也逐漸增大。隨之而來(lái)的就是電力系統(tǒng)的運(yùn)作風(fēng)險(xiǎn)也逐漸加大，可靠性逐漸降低。因此，在具體的操作中，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)做出量化評(píng)估，再根據(jù)具體的內(nèi)容和方法將這種風(fēng)險(xiǎn)概率降到最低，減少風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生帶來(lái)的損失，就成為當(dāng)前電力行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。

1 健康狀態(tài)下的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

針對(duì)輸電線路來(lái)說(shuō)，它出現(xiàn)故障的原因往往來(lái)自于線路中的各種元件，而斷路器就是其中的一種。它是一種開(kāi)合電流的設(shè)備，對(duì)應(yīng)的壽命比一般的高壓斷路器要短。所以，它的壽命是保持它健康狀態(tài)評(píng)估的主要因素。

因此，需要對(duì)它的壽命進(jìn)行計(jì)算。在具體的計(jì)算過(guò)程中，可以根據(jù)開(kāi)單電流的加權(quán)累計(jì)法進(jìn)行，對(duì)它的觸頭累計(jì)磨損量最為計(jì)算的依據(jù)數(shù)據(jù)。我們可以將新出廠的斷路器壽命設(shè)為1，定額開(kāi)關(guān)的電流為I，開(kāi)斷次數(shù)為N，正常的磨損量為1/N。然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)，和斷路器開(kāi)端次數(shù)與電流之間產(chǎn)生的關(guān)系作為主要依據(jù)，對(duì)壽命進(jìn)行具體計(jì)算。

2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

2.1 傳統(tǒng)停運(yùn)模式

在進(jìn)行輸電的過(guò)程中，傳統(tǒng)的評(píng)估方法大多只會(huì)考慮到一次額因?yàn)楣收显蚨霈F(xiàn)的強(qiáng)制停運(yùn)次數(shù)值。當(dāng)這些故障可以進(jìn)行修復(fù)的時(shí)候，他們就會(huì)采用運(yùn)行或是停運(yùn)狀態(tài)下的空間模型，運(yùn)用這樣形式將運(yùn)行或是停運(yùn)狀態(tài)下的兩種轉(zhuǎn)移關(guān)系進(jìn)行展示。

2.2 斷路器失效概率停運(yùn)模型

在電力系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)作的過(guò)程中，由于斷路器本身會(huì)存在一些出現(xiàn)故障的可能性，會(huì)導(dǎo)致它所在線路出現(xiàn)停運(yùn)的情況，所以，我們將針對(duì)這一問(wèn)題給出一些模型。我們可以在原有線路已經(jīng)處于停運(yùn)狀態(tài)的基礎(chǔ)上，將斷路器的潛在故障率進(jìn)行引入，將修復(fù)率進(jìn)行帶入，然后將停運(yùn)狀態(tài)之間的關(guān)系轉(zhuǎn)化率模型進(jìn)行構(gòu)建。并根據(jù)對(duì)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移關(guān)系，將具體的數(shù)值帶入到關(guān)系式中，對(duì)存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行計(jì)算。在具體的計(jì)算過(guò)程中，可以將線路在磨一時(shí)刻的狀態(tài)設(shè)為X，然后根據(jù)相應(yīng)的模型，將三種關(guān)系進(jìn)行未知數(shù)的列舉，行成一個(gè)矩陣。再根據(jù)具體的量和數(shù)據(jù)帶入將最后的概率值進(jìn)行計(jì)算。

2.3 負(fù)荷曲線和相應(yīng)的線路分析

對(duì)負(fù)荷曲線進(jìn)行分析，首先需要將模型做好。我們將采用多級(jí)水平模型來(lái)對(duì)這種負(fù)荷曲線進(jìn)行模擬表示。其中，T為時(shí)間的總長(zhǎng)度，Lk表示k級(jí)情況下的負(fù)荷水平，Tk表是K級(jí)情況下的時(shí)間長(zhǎng)度。通常情況下，k的取值為1-12。對(duì)這種情況下的電路故障進(jìn)行預(yù)想分析，需要對(duì)所選擇的線路停運(yùn)狀態(tài)下路潮流進(jìn)行計(jì)算，也要算出相同情況下的母線電壓，進(jìn)而對(duì)它是否會(huì)影響線路的過(guò)載，電壓越線等問(wèn)題產(chǎn)生影響進(jìn)行研究分析。這樣的分析一般有兩種方法可以進(jìn)行，一個(gè)是交流潮流的靈敏度方法，另一個(gè)是直流潮流靈敏度方法。我們主要采取了主流潮流靈敏度的方法進(jìn)行分析。

在對(duì)問(wèn)題進(jìn)行假設(shè)之后，發(fā)生了相應(yīng)的故障，引起了停運(yùn)問(wèn)題的發(fā)生，我們通過(guò)使用潮流模型對(duì)電網(wǎng)的調(diào)度進(jìn)行了校正，將系統(tǒng)的約束違限進(jìn)行消除，促進(jìn)系統(tǒng)出現(xiàn)符合消減情況的最小化發(fā)生。然后根據(jù)充裕性的而評(píng)估需求，最直流潮流模型進(jìn)行建立。

2.4 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)

對(duì)輸電線路進(jìn)行充裕性評(píng)估，可采取可靠性指標(biāo)分為兩種，一個(gè)是，失負(fù)荷概率；另一個(gè)是電力不足的期望值。在失負(fù)荷概率進(jìn)行計(jì)算，可以看做是當(dāng)系統(tǒng)容量不足情況下發(fā)生失負(fù)荷可能性的態(tài)下，x所決定的二值函數(shù)。對(duì)電力不足期望值進(jìn)行計(jì)算，可以將平均每年缺乏的電能進(jìn)行計(jì)算。對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式為：L=夠促進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)，達(dá)到一個(gè)靜態(tài)安全點(diǎn)的的狀態(tài)下，所需要的削減負(fù)荷最小值。

2.5 評(píng)估流程

根據(jù)文章內(nèi)容，給出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程圖，對(duì)斷路器的健康運(yùn)行進(jìn)行綜合的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)線路運(yùn)行統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移為斷路器在線狀態(tài)。進(jìn)而得到對(duì)應(yīng)的元件停運(yùn)模型。與此同時(shí)，還要在對(duì)斷路器的在線狀態(tài)停運(yùn)模型進(jìn)行充分的考慮，并在這樣的基礎(chǔ)上對(duì)負(fù)荷進(jìn)行選取，將事故分析進(jìn)行預(yù)想，然后對(duì)OPF進(jìn)行校正，對(duì)系統(tǒng)的整體風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估計(jì)算，將風(fēng)險(xiǎn)影響電網(wǎng)運(yùn)行的程度進(jìn)行計(jì)算。從而促進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展，能夠更有針對(duì)性的將潛在的故障進(jìn)行處理，同時(shí)做好防御措施，保證將電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)的管理工作做到最好，減少損失的發(fā)生，促進(jìn)行業(yè)的進(jìn)步，為國(guó)家和人民做出更多的貢獻(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)斷路器在線狀態(tài)下的電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法進(jìn)行闡述，需要結(jié)合實(shí)際的斷路器在線狀態(tài)，根據(jù)健康狀態(tài)下的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)它的傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式進(jìn)行闡述，然后對(duì)斷路器失效概率的模型進(jìn)行建立，計(jì)算相應(yīng)數(shù)據(jù)，對(duì)負(fù)荷曲線和它的線路進(jìn)行分析，對(duì)分險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，最后給出相應(yīng)的評(píng)估流程，完成方法的闡述。將這樣的評(píng)估方法進(jìn)行利用，可以減少電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行問(wèn)題，促進(jìn)供電的正常進(jìn)行，提高國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

[1]郭磊,郭創(chuàng)新,曹一家,姜新凡,盛鹍.考慮斷路器在線狀態(tài)的電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2012,16：20-24+30.

[2]張大波.基于狀態(tài)監(jiān)測(cè)與系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的電力設(shè)備維修及更新策略研究[D].重慶大學(xué),2012.

[3]梁永亮.變壓器狀態(tài)評(píng)估方法與在線監(jiān)測(cè)優(yōu)化研究[D].山東大學(xué),2015.