鄒清林,唐健,劉裕昆,何井龍
(廣西電網公司電力調度控制中心,廣西南寧 530023)
一種滿足風險完備性的調度操作風險量化評估方法
鄒清林1,唐健1,劉裕昆1,何井龍1
(廣西電網公司電力調度控制中心,廣西南寧 530023)
調度操作是對電網設備運行狀態(tài)進行組織、指揮和協(xié)調的日常工作,是保證源荷互動、能流交換正常進行、系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要保障。目前,省級調度控制中心多以調度操作票的形式實現(xiàn)調度操作的主體行為,即調度人員將操作命令以操作票的形式下發(fā)到受令單位[1]。根據國務院第599號令《電力安全事故應急處置和調查處理條例》、《中國南方電網有限責任公司電力事故(事件)調查規(guī)程》、《中國南方電網調度運行操作管理規(guī)定》和《南方電網運行安全風險量化評估技術規(guī)范》(下文簡稱《運行風險評估技術規(guī)范》),調度令應該滿足精益化、準確化和低風險化的要求,但在調度運行人員下令和操作的執(zhí)行過程中,由于多種不確定性因素的存在,預先擬定的調度操作票的風險水平也會發(fā)生變化。例如,解合環(huán)操作時,在正常執(zhí)行的條件下仍然可能導致系統(tǒng)潮流轉移,造成某些設備過載或斷面越限。因此,考慮調度操作過程中的多維風險因素影響,確保操作全過程的合理性、正確性及低風險性顯得尤為重要。
為規(guī)避風險,文獻[2-7]對新形式下操作票的智能校驗與自動生成功能進行了研究。然而,調度操作票的審核仍由調度運行人員依據經驗進行,傳統(tǒng)的操作票安全校驗僅實現(xiàn)了對操作順序合理性的邏輯判斷,無法對調度操作的風險水平進行分析和計算[8-9]。實際上,調度操作票可分解為唯一確定的單項令序列,在各步單項令操作之間均存在著系統(tǒng)狀態(tài)的過渡與轉移,在狀態(tài)轉移的過程中,受到操作本身、設備因素、天氣影響、負荷變化等都可能使系統(tǒng)處于非安全的狀態(tài),有必要對調度操作過程中系統(tǒng)可能的風險狀態(tài)集進行搜索和量化判斷,提前預判可能面臨的風險水平[10-13]。
近年來,針對調度操作過程中的風險校核判斷已引起了有關學者的廣泛關注,以期作為系統(tǒng)預警、輔助決策的重要參考。文獻[14]介紹了一種調度操作安全風險防控系統(tǒng)的體系及功能構成,并提出了2種操作過程的校核方案,但更側重于調度操作票中邏輯規(guī)則的風險評估,但未提出具體的指標體系。文獻[15]對操作過程中電網實時狀態(tài)的可能風險因素進行了風險分析和評估計算,但僅考慮了電網設備故障的概率性。文獻[16]將調度操作風險水平的影響因素分為各步操作結果和設備故障2類,并制定相應風險指標進行量化。文獻[17]提出了一種針對調度操作的實時風險評估方法,采用故障樹分析和狀態(tài)枚舉對操作風險狀態(tài)進行分析計算。但由于狀態(tài)枚舉法的固有缺陷,文獻[16]和文獻[17]所提方法在大規(guī)模實際電網中應用的可能性較小。文獻[18]將調度操作分為2種狀態(tài),并建立了量化風險后果的指標體系,但未考慮調度操作過程中多種不確定因素對風險水平的影響。文獻[11]通過廣義斷面進行操作關聯(lián)設備搜索,最終實現(xiàn)考慮操作關聯(lián)設備的風險評估,但未計及風險的概率。
這些研究多只考慮調度操作可能造成的負荷削減后果,未計及調度操作可能對設備、斷面等造成的危害,且尚未對風險本身的概率進行全面的分析計算。因此,本文在滿足風險完備性的前提下,提出一種調度操作風險量化評估方法,充分考慮影響調度操作風險水平的因素,計及調度運行人員和社會時期對于風險危害的影響,以設備重載、斷面越限、電壓越限、失負荷和頻率波動5個指標構成風險危害量化的指標體系,結合設備狀態(tài)、人員疲勞狀態(tài)、人員工作密度、天氣狀態(tài)等概率指標對調度操作風險進行量化評估。
根據《運行風險評估技術規(guī)范》,電網運行風險可定義為電網運行安全的不確定性,即可能影響電網運行安全的因素、事件或狀態(tài)發(fā)生的可能性及危害的組合。通過對各種風險因素發(fā)生的概率、對電網安全和供電的影響程度的分析,可將風險等級劃分為6個級別(見表1)。
表1 電網運行風險等級Tab.1 The risk level of power grid operation
相應地,將這個概念運用于調度操作,可知調度操作風險包括2個層面:一方面要考慮可能影響調度操作安全的風險因素的可能性;另一方面要考慮各風險因素作用后風險水平的大小,即要滿足風險的完備性。參照《運行風險評估技術規(guī)范》并結合調度操作特點,調度操作風險等級也可分為5類:Ⅰ級風險(終止操作)、Ⅱ級風險(緊急控制)、Ⅲ級風險(重點關注)、Ⅳ級風險(適當關注)、Ⅵ級風險(無需關注)。
實質上,電網調度操作以受令單位按照操作票進行設備狀態(tài)轉換的形式完成。而調度操作票可分解為1組唯一確定的邏輯性單項令序列,在各單項令執(zhí)行的過程中,系統(tǒng)的風險水平受到操作本身、電網波動、環(huán)境因素、人員狀態(tài)4類不確定因素的制約。其中,操作本身風險是指在操作完成時刻及操作完成后可能造成的系統(tǒng)狀態(tài)轉移情況;電網波動風險是指調度操作過程中系統(tǒng)狀態(tài)變化[19],如機組出力[20]、負荷變化[21]、設備狀態(tài)所帶來的風險水平變化;環(huán)境因素風險除了天氣因素外,還包括調度操作所處的社會時期;而人員狀態(tài)風險則是指調度運行人員下令時的疲勞程度、工作強度對調度操作風險的影響。
調度操作風險重點關注斷路器、刀閘等開關設備操作過程潛在的風險,在操作配合序列中,每一步的操作均可能生成不同的風險場景,并使系統(tǒng)處于不同的風險狀態(tài)中,分析總結實際調度運行經驗,本文所考慮的調度操作狀態(tài)和調度操作風險包括以下3個方面:
1)基態(tài)S0和基態(tài)風險C0?;鶓B(tài)指完成操作步驟時的電網運行狀態(tài),即為該項操作的預想故障所對應的系統(tǒng)狀態(tài)。預想故障包括斷開斷路器時因斷路器機械故障等使得操作失敗或因爆炸等致使發(fā)生接地故障;拉開或合上隔離開關時因隔離開關機械故障等致使操作失敗或因支持瓷瓶斷裂等致使發(fā)生接地故障。在該系統(tǒng)狀態(tài)下對應的風險即為基態(tài)風險。
2)靜態(tài)安全發(fā)展態(tài)S1和靜態(tài)安全發(fā)展態(tài)風險C1。靜態(tài)安全發(fā)展態(tài)指某單項令操作完成后,預想的所有可能危害系統(tǒng)靜態(tài)安全的故障狀態(tài)集合,對應的風險之和即為靜態(tài)安全發(fā)展態(tài)風險。
3)暫態(tài)安全發(fā)展態(tài)S2和暫態(tài)安全發(fā)展態(tài)風險C2。分別指該單項令操作完成后,可能影響系統(tǒng)暫態(tài)安全的預想故障狀態(tài)集合及其對應的風險。
調度操作的風險場景除了調度操作執(zhí)行過程中由操作狀態(tài)不確定性引起的傳統(tǒng)潮流風險狀態(tài)外,還包括在操作完成后,電網運行態(tài)勢的發(fā)展階段風險。因此,在進行調度操作風險評估前,需對各操作發(fā)展階段的可能系統(tǒng)狀態(tài)進行辨識,由風險狀態(tài)的預想可知,調度操作發(fā)展階段對系統(tǒng)的可能影響主要包括靜態(tài)和暫態(tài)2方面。
電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)主要由電網的負荷水平、出力情況以及網架結構決定[22],其風險的根源在于電網行為的隨機特征。負荷水平、出力情況、網架結構的變化會使系統(tǒng)狀態(tài)有不同的轉移方向,如圖1所示。
圖1 電力系統(tǒng)狀態(tài)轉換示意Fig.1 Diagram of operation state variation in the power system
圖1中:S0為系統(tǒng)初始狀態(tài);S′為系統(tǒng)新狀態(tài);實線軌跡為連續(xù)變化過程,如電氣參數(shù)變化;虛線軌跡為階躍變化過程,如物理參數(shù)變化。
由風險的通用定義可知,風險值可定義為不確定風險因素發(fā)生的后果嚴重程度及其概率的度量,即風險后果嚴重程度與其對應概率的乘積:
式中:XS為不確定性事件發(fā)生后的系統(tǒng)運行狀態(tài);St為不確定性事件發(fā)生前的系統(tǒng)運行狀態(tài);St+1為下一時段的系統(tǒng)運行狀態(tài);Ci為第i個系統(tǒng)不確定性事件;R(XS|St)為St條件下XS的風險指標值;Pr(Ci,St+1|St)為St條件下出現(xiàn)Ci和St+1的概率;Ea(XS|Ci,St+1)為Ci和St+1下不確定性事件發(fā)生導致的后果。
根據調度操作的可分解性,可定義調度操作風險為可能潛在的最大調度操作單項令風險值之和,由式(1)可知:
式中:R(Dc|Sn)為系統(tǒng)狀態(tài)Sn下執(zhí)行調度操作Dc的風險值;Ea(Ci,j|Si,j)為第i條單項令第j個風險狀態(tài)下造成第j個風險的后果,Pr(Ci,j|Si,j)為第i條單項令第j個險狀態(tài)下造成第j個風險的概率;Sr為調度操作可能的風險狀態(tài)集,本文考慮基態(tài)風險、靜態(tài)安全發(fā)展態(tài)風險和暫態(tài)安全發(fā)展態(tài)風險。
針對調度操作發(fā)展階段的N-1掃描旨在對調度操作后引發(fā)的預想事故情況進行分析,即當調度操作完成后,由于預想故障發(fā)生使線路、變壓器退出運行后,是否會引起其他設備過載、節(jié)點電壓越限。
在進行電網N-1掃描時,常采用補償法。當網絡中出現(xiàn)某條支路開斷的情況時,可運用補償法將其等價為在正常運行的2端節(jié)點處引入某一待求的功率增量(稱為補償功率)以模擬支路開斷的影響,從而規(guī)避繁瑣的導納矩陣修改,利用原來的因子表來計算支路開斷后的網絡潮流。
設網絡N的節(jié)點導納矩陣已經形成,當網絡節(jié)點i、j之間的支路開斷時,可等效為在原正常運行支路基礎上并聯(lián)一個追加的支路阻抗Zij,其值等于被開斷的支路阻抗的幅值,此時原網絡的注入電流將由變?yōu)?,再利用原網絡因子表對進行消去回代運算就可得到節(jié)點電壓向量。
當一項調度操作完成后,系統(tǒng)連續(xù)或階躍地由原狀態(tài)變化到新狀態(tài),可采用N-1最優(yōu)潮流對新運行狀態(tài)進行優(yōu)化,令指定的目標函數(shù)達到最優(yōu),同時滿足系統(tǒng)在N-1狀態(tài)下對控制變量、狀態(tài)變量及變量函數(shù)的物理限制和運行限制。
目標函數(shù)
式中:PDi0為第i個節(jié)點原有有功負荷;PDi為第i個節(jié)點有功負荷;SD為負荷集合。
約束條件包括等式約束和不等式約束。
1)正常狀態(tài)下潮流約束:
2)節(jié)點電壓約束:
3)補償設備無功功率輸出約束:
4)支路電流約束:
5)N-1故障態(tài)支路電流約束:
6)機組出力約束:
7)節(jié)點負荷約束:
通過求解模型即可得出在該N-1運行條件下的失負荷量及對應的調整策略。
對調度操作過程潛在的暫態(tài)安全風險可通過暫態(tài)穩(wěn)定安全掃描進行識別[23]。
系統(tǒng)的動態(tài)特性可以由一組非線性微分方程組和一組非線性代數(shù)方程組描述:
在穩(wěn)態(tài)運行點進行線性化后可得:
式中:J為系統(tǒng)線性化矩陣;ΔX為狀態(tài)(微分)變量;ΔY為代數(shù)變量。由式(4)中消去非狀態(tài)變量可得:
式(13)為系統(tǒng)的狀態(tài)方程。其中,A為n×n維系數(shù)矩陣,稱為該系統(tǒng)的狀態(tài)矩陣。對于由狀態(tài)方程描述的電力系統(tǒng),其暫態(tài)穩(wěn)定特性由QR算法計算出的狀態(tài)矩陣的所有特征值確定[24]。
風險危害計算是對調度操作可能引發(fā)的風險后果進行量化的描述[25],根據電力調度實際情況,本文采用設備重載、斷面越限、電壓越限、失負荷和頻率波動5個指標作為調度操作風險危害的量化指標,具體定義如下。
1)設備重載指標REO。根據調度操作可能造成的重載設備類型的不同,設備重載指標又包括線路重載指標RL和主變重載指標RT:
式中:Il為第l條重載線路的實際電流;k為線路重載閾值系數(shù),k∈(0,1);IN為第l條重載線路的額定電流;αL為線路重載懲罰系數(shù);SL為重載線路集。
式中:ηt為主變的負載率;αT1為主變重載懲罰系數(shù);αT2為主變過載懲罰系數(shù),且αT1<αT2;ST為重載主變集。
通常情況下,電壓等級高的重載設備發(fā)生故障后的后果比電壓等級低的重載設備要嚴重,重載主變故障后導致的后果比重載線路更為嚴重,因此,定義線路重載修正系數(shù)CL和主變重載修正系數(shù)CT、CL、CT∈[0,1],其值越大表示設備在電網中的重要程度越大,重載后所帶來的風險后也就越大,修正后可得設備重載指標:
2)斷面越限指標RSO:
式中,Ps為斷面實際功率;PN為斷面額定功率;SS為越限斷面集。
(3)電壓越限指標RVO:
式中:Vi為節(jié)點實際電壓;Vi,n為節(jié)點額定電壓;λ為正常電壓范圍,常取λup=0.05,λdown=0.95。
根據節(jié)點類型不同,可將調度操作的系統(tǒng)節(jié)點劃分為發(fā)電機節(jié)點、變電站母線節(jié)點和上級電源節(jié)點,這3類節(jié)點功能的不同,其越限后所產生的風險危害也顯著不同。為此,定義節(jié)點電壓越限修正系數(shù)CN,CN∈[0,1],其值越大表示該節(jié)點電壓越限的后果越大,修正后的電壓越限指標RVO為
4)失負荷指標RLL:
式中:Pi為第i個失負荷節(jié)點的有功功率削減量;Pi,0為第i個失負荷節(jié)點在負荷削減前的有功功率;SLN為需要進行負荷削減的失負荷節(jié)點集。
(5)頻率波動指標RSP:
式中:Zd,min為當前系統(tǒng)頻率波動情況下的最小阻尼比;Zmin為當前系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的最小阻尼比。
由風險的可加性可知,對于任一步單項令操作,其可能引起的風險危害為:
然而,式(22)指標僅表征了某一單項令操作的可能風險的數(shù)值特征,并未考慮調度員的經驗及社會時期對風險水平的影響。在電網實際的調度過程中,隨著調度員的經驗積累,其對操作票下令后風險的關注程度并非一成不變。而社會時期雖不影響操作執(zhí)行后的電網狀態(tài),但在不同的保供電時期,電網發(fā)生相同故障或存在相同的風險后果所產生的社會影響不同,其對風險水平有著不可忽略的影響。為此引入關注度修正系數(shù)δ和社會時期修正系數(shù)ε,其定義和取值如下:
1)關注度修正系數(shù)δ。反映調度員對某一調度指令可能誘發(fā)的風險危害的關注程度,其值介于0、1之間,值越大表示調度員的關注程度越大,在風險量化過程中由調度員主觀確定,即δ∈[0,1]。
2)社會時期修正系數(shù)ε。根據《運行風險評估技術規(guī)范》,取值如表2所示。
表2 社會時期修正系數(shù)取值Tab.2 The value of correction coefficient in the social period
由此可得修正后的風險危害量化結果為
調度操作風險量化評估除了對風險危害的量化計算外,還包括對風險危害出現(xiàn)可能性的判斷,根據調度操作的特點,本文定義設備狀態(tài)、人員疲勞狀態(tài)、人員工作密度和天氣狀態(tài)4個概率指標。
1)設備狀態(tài)指標PES。反映調度操作設備的風險概率,取值介于0、1之間,值越大表示設備的風險概率越大,采用德爾菲法統(tǒng)計調度員對不同廠家、不同裝設位置、不同裝設時間、不同操作頻率設備的主觀風險概率值,通過余弦相似度法進行整合得出各類設備對應的綜合設備狀態(tài)指標,余弦相似度法過程說明如下:
對每位調度員給出的設備狀態(tài)序列矢量求取其方向上的單位矢量
然后對所有的求和eyi求和,并將求和項得到的矢量歸一化,可得到綜合設備狀態(tài)指標,以此作為調度操作風險量化評估的設備狀態(tài)指標。
2)人員疲勞狀態(tài)PPS。不同班組的調度人員的疲勞程度對調度操作的概率影響不容忽視,夜班由于疲勞嚴重,其風險概率將高于白班,通過調查統(tǒng)計可得出各個班組、各時段的人員疲勞狀態(tài)。
3)人員工作密度PWD。假設調度人員的工作密度主要由最近30min內的工作量影響,30min以前的工作情況對調度人員的影響可以忽略,由此可得:
式中:τ為調度員下令時前30 min內的下令條數(shù)。
4)天氣狀態(tài)PWS。天氣狀況的好壞對調度操作風險的發(fā)生與否具有重要影響,根據《運行風險評估技術規(guī)范》,天氣狀態(tài)指標取值如表1所示。
表3 天氣狀態(tài)取值Tab.3 The value of weather state
由1)~4)4個指標之間相互獨立,調度操作風險概率可定義為
由式(10)和式(13)可知,第條單項令的風險為
則某條調度操作令的風險為
本文所討論的調度操作風險量化評估實質上是對調度操作過程中可能造成的基態(tài)、靜態(tài)安全發(fā)展態(tài)及暫態(tài)安全發(fā)展態(tài)3種風險狀態(tài)的危害性和概率性進行分析計算,具體實現(xiàn)如圖2所示。
圖2 調度操作風險量化評估流程Fig.2 The process of the dispatch risk assessment
其中,在單項令操作模擬過程中實現(xiàn)對該操作可能的風險概率進行量化;在單項令發(fā)展態(tài)模擬過程中模擬在該單項令操作完成后可能引發(fā)的靜態(tài)安全風險和暫態(tài)安全風險,并對可能造成越限、過載及系統(tǒng)振蕩的發(fā)展態(tài)場景進行N-1OPF計算,對切負荷情況進行定量判斷。
以IEEE30節(jié)點標準測試系統(tǒng)為例,將節(jié)點6擴展為低壓側單母線2分段、高壓側雙母線接線結構,如圖3所示。k=0.8,αL=2,αT1=1.5,αT2=2,CL=1,CT=1,CN=1,Zmin=0.05,δ=1,ε=1,風險概率由0.9~1.2的隨機數(shù)模擬。
圖3 IEEE30節(jié)點測試系統(tǒng)Fig.3 IEEE 30 bus test system
以節(jié)點6的4號線路由定行狀態(tài)轉為泛備用狀態(tài)為例,補充分解后的單項令序列如表4所示。
表4 1號主變由運行狀態(tài)轉為冷備用狀態(tài)單項令序列Tab.4 The single order sequence of converting No.1transformer from operating state to cool reserve state
其中,G42、G41分別為4號節(jié)點的對應位置刀閘。根據本文所提方法計算出各個單項令序列的風險結果如圖4所示,綜合可得該綜合令的風險。
由圖3可知當?shù)谝徊讲僮鞒晒?zhí)行后,4號線路從系統(tǒng)中退出,其余的單項令操作均不會引起新的設備退出運行,即不會產生新的基態(tài)風險后果。因此,各單項令操作的風險危害一致,但由于風險計算過程中考慮了多概率因素的影響,使得各單項令操作的風險量化結果存在差異。而在任意單項令操作完成后,系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)風險遠大于基態(tài)風險,這是由于當4號主變退出運行后,當4號線路退出運行后,4號節(jié)點與6號節(jié)點的聯(lián)系減弱,使得原本的潮流通過其余網架進行轉移,系統(tǒng)的安全運行裕度減少,若再發(fā)生任意設備的退出運行,潮流將轉移到剩余設備,進一步造成設備的重載甚至重載運行。
圖4 4號線路由運行狀態(tài)轉為冷備用狀態(tài)風險結果Fig.4 The risk result of converting No.4 transformer from operating state to cool reserve state
在實際調度操作過程中,常存在某一操作存在多種操作方案的情況,由于各操作方案涉及的設備及順序不同,使得潮流流向存在差異,在同一操作時刻下,可能的風險水平也不同。以圖3中4號主變倒母操作為例,常見的2種調度操作方案如表5所示。
表5 1號主變倒母操作方案Tab.5 The dispatching steps of the switching over bus for No.1 transformer
根據本文所提的方法,對2種調度操作風險進行量化評估,結果如圖5所示。由于熱倒過程中并未涉及網架結構的變化,僅僅是刀閘的狀態(tài)轉換,因此熱倒操作的基態(tài)風險為0。由圖5計算結果可知,安全發(fā)展態(tài)風險,冷倒的靜態(tài)安全發(fā)展態(tài)風險,這是因為當合上G3后,6號節(jié)點的兩條母線處于并聯(lián)運行狀態(tài),若此時發(fā)生短路接地,則會造成母線所連出線跳閘。而冷倒操作首先斷開了開關D3,從結構上避免了母線跳閘的風險,使調度操作風險水平下降。
本文將風險理論引入調度操作風險量化評估中,計及調度操作過程中多因素對風險的概率影響,提出了滿足風險完備性的調度操作風險量化評估方法。該方法將調度操作所引起的系統(tǒng)狀態(tài)轉移分為基態(tài)、靜態(tài)安全發(fā)展態(tài)和暫態(tài)安全發(fā)展態(tài),并在對3種風險狀態(tài)的風險計算評估過程中,充分考慮了調度員狀態(tài)、設備情況和外部環(huán)境對風險概率的影響?;贗EEE30節(jié)點系統(tǒng)的計算結果表明,該方法通過評估各調度操作步驟的風險情況,可在調度操作執(zhí)行前進行風險預演,輔助調度運行人員在下令前對操作可能引起的各類風險預先制定預控策略,能夠有效降低調度操作的風險水平,維護電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
圖5 4號線路倒母操作不同方案風險結果Fig.5 The risk result of a different plan of switching over bus for No.4 transformer
[1]劉嘉寧,潮鑄,鐘華贊,等.基于廣義斷面的電網調度操作風險評估[J].電工技術學報,2016,31(3):155-163.LIU Jianing,CHAO Zhu,ZHONG Huazan,et al.The risk assessment method for the dispatching operation based ongeneralizedsections[J].TransactionsofChinaElectrotechnical Society,2016,31(3):155-163.
[2]林曉慶,任建文,張丙合,等.基于網絡重構的電網智能調度操作票系統(tǒng)開發(fā)研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2012,40(7):143-147.LIN Xiaoqing,REN Jianwen,ZHANG Binghe,et al.An intelligent dispatching operation-tickets system in electric power system based on network reconfiguration[J].Power System Protection and Control,2012,40(7):143-147.
[3]徐俊杰,趙京虎,饒明軍,等.基于SCADA系統(tǒng)的地區(qū)電網調度操作票系統(tǒng)的設計[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2010,38(13):104-107.XU Junjie,ZHAO Jinghu,RAO Mingjun,et al.Design of dispatching operation order systems based on SCADA system for regional power networks[J].Power System Protection and Control,2010,38(13):104-107.
[4]董元帥,程健,彭彬,等.基于間隔模型的圖-庫-規(guī)則-操作票自動生成方法[J].電力系統(tǒng)自動化,2015(3):84-89.DONG Yuanshuai,CHENG Jian,PENG Bin,et al.A method of automatic generation of diagram-databaserules-order based on bay model[J].Automation of Electric Power Systems,2015(3):84-89.
[5]張旭,程雪婷,趙冬梅.基于粗糙集的電網操作票規(guī)則提取[J].電網技術,2014,38(6):1600-1605.ZHANG Xu,CHENG Xueting,ZHAO Dongmei.Rule extraction of network operation ticket for power system based on the rough sets[J].Power System Technology,2014,38(6):1600-1605.
[6]吳任博,楊世兵,齊銳,等.電網調度技術支持系統(tǒng)發(fā)展方向研究[J].電力與能源,2016(2):189-192.WU Renbo,YANG Shibing,QI Rui,et al.Development trend of power grid dispatching technical support system[J].Power& Energy,2016(2):189-192.
[7]陸路,徐林菊,王兮.調控一體化監(jiān)控信息驗證策略的優(yōu)化方案[J].江蘇電機工程,2016,35(4):56-59.LU Lu,XU Linju,WANG Xi.Research on development and application of smart distribution grid FTU automation testing scheme[J].Jiangsu Electrical Engineering,2016,35(4):56-59.
[8]付超,張丹,柳勇軍,等.云南電網與南方電網主網異步聯(lián)網實施階段的系統(tǒng)風險分析[J].南方電網技術,2016,10(7):24-28.FU Chao,ZHANG Dan,LIU Yongjun,et al.System risk analysis on implementation stage of asynchronous interconnection of yunnan power grid and main grid of CSG[J].Southern Power System Technology,2016,10(7):24-28.
[9]劉珂宏,劉亞東,盛戈皞,等.基于輸電線路全工況信息的風險評估方法[J].高壓電器,2016(3):23-28.LIU Kehong,LIU Yadong,SHENG Gehao.All conmitions information based risk assessment method for transmission line[J].HighVoltageApparatus,2016(3):23-28.
[10]劉銳,楊恒,虢韜,等.輸電線路多因素防雷風險評估模型研究[J].電瓷避雷器,2015(4):100-104.LIU Rui,YANG Heng,GUO Tao,et al.Research on risk evaluation model of lightning protection of transmission line based on multi-factor[J].Insulators and Surge Arresters,2015(4):100-104.
[11]孫建波,曹侃,黃文濤,等.考慮新能源接入的定量風險評估在省級電網中的應用[J].電網與清潔能源,2016,32(7):1-5.SUN Jianbo, CAO Kan, HUANG Wentao, etal.Application of quantitative risk assessment method in provincial power grid with new energy connected[J].Power System and Clean Energy,2016,32(7):1-5.
[12]梁藝騰,王致杰,王海群.輸電系統(tǒng)N-k故障運行風險分析[J].電力科學與工程,2015(10):56-63.LIANG Yiteng,WANG Zhijie,WANG Haiqun.Analysis on operational risk of transmission system on N-k contingency[J].ElectricPowerScienceandEngineering,2015(10):56-63.
[13]孫聰,張尚,王濤,等.一種改進的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全預防控制方法[J].華北電力大學學報:自然科學版,2017,44(1):24-30.SUN Cong,ZHANG Shang,WANG Tao,et al.An improved method of static security preventive control in power systems[J].Journal of North China Electric Power University:Natural Science,2017,44(1):24-30.
[14]高明,陳珂寧,李文云,等.云南電網調度操作安全風險防控系統(tǒng)的研究與設計[J].電力自動化設備,2011,31(9):129-133.GAO Ming,CHEN Kening,LI Wenyun,et al.Architecture design of highly configurable power dispatch MIS[J].Electric Power Automation Equipment,2011,31(9):129-133.
[15]魏煒,王恩,劉哲.時變概率模型下的電網調度操作過程風險評估[J].電網技術,2013,37(12):3509-3514.WEI Wei,WANG En,LIU Zhe.Real-time probabilistic model based risk assessment of dispatching operations process[J].Power System Technology,2013,37(12):3509-3514.
[16]侯愷,曾沅,賈宏杰,等.基于馬爾可夫鏈的調度操作流程風險評估及優(yōu)選方法[J].電力系統(tǒng)自動化,2015(19):142-148.HOU Kai,ZENG Yuan,JIA Hongjie,et al.Risk assessment and optimization method for markov chain-based scheduling operations[J].Automation of Electric Power Systems,2015(19):142-148.
[17]林少華,劉嘉寧,陳東,等.基于故障樹理論的電網調度操作實時風險評估[J].電力自動化設備,2014,34(5):121-125.LIN Shaohua,LIU Jianing,CHEN Dong,et al.Real-time risk assessment based on fault tree theory for power dispatch[J].Electric Power Automation Equipment,2014,34(5):121-125.
[18]呼士召,潮鑄,鐘華贊,等.電網調度操作的風險后果值建模及應用[J].電力系統(tǒng)自動化,2016,40(7):54-60.HU Shizhao,CHAO Zhu,ZHONG Huazan,et al.Modeling and application of power grid dispatching operation risk consequences[J].Automation of Electric Power Systems,2016,40(7):54-60.
[19]黃知超,謝霞,王斌.結合模糊綜合評判與決策的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2015(7):65-69.HUANG Zhichao,XIE Xia,WANG Bin.Power system state estimation combined with fuzzy comprehensive evaluation and decision-making[J].Power System Protection and Control,2015(7):65-69.
[20]覃蕓,陳艷,左鄭敏,等.220 kV地區(qū)電網無功負荷及其預測研究[J].電力電容器與無功補償,2016,37(4):62-67.QIN Yun,CHEN Yan,ZUO Zhengmin,et al.Study on reactive power load and its prediction in 220 kV regional power network[J].Power Capacitor&Reactive Power Compensation,2016,37(4):62-67.
[21]熊小伏,王建,袁峻,等.時空環(huán)境相依的電網故障模型及在電網可靠性評估中的應用[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2015(15):28-35.XIONG Xiaofu,WANG Jian,YUAN Jun,et al.Temporal and spatial environments dependent power grid failure method and itsapplication in powergrid reliability assessment[J].Power System Protection and Control,2015(15):28-35.
[22]陳東,潮鑄,呼士召,等.電網調度操作安全風險實時評估方法[J].電力系統(tǒng)及其自動化學報,2015,27(8):31-36.CHEN Dong,CHAO Zhu,HU Shizhao,et al.Real-time risk assessment method for dispatching operation security[J].Proceedings of the CSU-EPSA,2015,27(8):31-36.
[23]鄧秋荃,李雨,王德付,等.電力系統(tǒng)實時低頻振蕩分析及最優(yōu)校正軟件[J].電力信息與通信技術,2015,13(1):47-52.DENG Qiuquan,LI Yu,WANG Defu,et al.A software of low-frequency oscillation real-time analysis and optimal correction in power system[J].Electric Power Information and Communication Technology,2015,13(1):47-52.
[24]倪以信.動態(tài)電力系統(tǒng)的理論和分析[M].北京:清華大學出版社,2002.
[25]王一楓,湯偉,劉路登,等.電網運行風險評估與定級體系的構建及應用[J].電力系統(tǒng)自動化,2015(8):141-148.WANG Yifeng, TANG Wei, LIU Ludeng, etal.Construction and application of power grid operation risk assessment and rating system[J].Automation of Electric Power Systems,2015(8):141-148.
A Risk Quantitative Evaluation Method of the Dispatching Operation Considering the Complete Risk
ZOU Qinglin1,TANG Jian1,LIU Yukun1,HE Jinglong1
(Guangxi Power Grid Dispatching Control Centre,Nanning 530023,Guangxi,China)
In addition to giving a numerical evaluation of the potential system risk that a certain dispatch operate may bring,this paper introduces the risk theory to the quantitative evaluation of dispatch operation and proposes a complete evaluating method of risk.In this method,the consequence and probability of the risk of dispatch operation is fully considered.The method,based on the traditional evaluation of the dispatch operation risk and using N-1OPF model in the calculation of loss of load and considering the impact of attention and social situation,revises the hazard value of risk.Besides,it considers the various uncertain factors that affect the probability of the risk,and builds a risk evaluation system to evaluate the probability of the dispatch operation risk.Based on the hazard and probability of the risk,the paper works out the final dispatch operation risk.The paper also uses the IEEE30 node system to verify the effectiveness of the method.
dispatch operation;completeness;risk quantitative evaluation;N-1OPF;assistant decision
為對某一調度操作可能造成的系統(tǒng)風險進行數(shù)值化的評價,將風險理論引入調度操作風險量化評估中,提出一種滿足風險完備性的評估方法。該方法充分考慮了調度操作風險的危害后果和發(fā)生概率,在傳統(tǒng)調度操作風險危害評價的基礎上,運用N-1最優(yōu)潮流模型計算切負荷指標,并考慮關注度和社會時期的影響作用,對風險危害值進行校正。此外,計及調度操作過程中影響風險可能性的多維不確定因子,分析并建立風險概率評價體系,用于評估調度操作風險的發(fā)生概率?;陲L險危害和風險概率得出最終的調度操作風險?;贗EEE30節(jié)點系統(tǒng)的計算結果表明,該方法通過評估各調度操作步驟的風險情況,可在調度操作執(zhí)行前進行風險預演,輔助調度運行人員在下令前對操作可能引起的各類風險預先制定預控策略,能夠有效降低調度操作的風險水平,維護電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
調度操作;完備性;風險量化評估;N-1最優(yōu)潮流;輔助決策
1674-3814(2017)09-0032-09
TM734
A
廣西電網公司科技項目(GXKJXM20151051);國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)資助項目(2013CB228205)。
Project Supported by the Science and Technology Program of Guangxi Power Grid(GXKJXM20151051);the National Key Basic Research Program of China(973 Program)(2013CB228205).
2017-03-06。
鄒清林(1978—),男,本科,工程師,從事電力系統(tǒng)調度運行管理工作;
唐 ?。?979—),男,碩士,工程師,從事電力系統(tǒng)調度運行管理工作;
劉裕昆(1985—),男,碩士,工程師,從事電力系統(tǒng)調度運行管理工作;
何井龍(1984-),男,碩士,工程師,從事電力系統(tǒng)調度運行管理工作。
(編輯 董小兵)