電網(wǎng)運(yùn)行異常的狀態(tài)特點(diǎn)與趨勢(shì)指標(biāo)

劉源 張寧 王玉龍

摘 要：電力系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候會(huì)因?yàn)橹T多因素影響而產(chǎn)生異常，故而電力系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候也會(huì)表現(xiàn)出十分脆弱的特性，這種情形將會(huì)致使其在工作過(guò)程中遇到諸多狀況的擾亂，致使其處于非運(yùn)行失常的形態(tài)，下文對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行異常的狀態(tài)特點(diǎn)與趨勢(shì)指標(biāo)進(jìn)行了分析，以期對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行異常的診斷和排除有所幫助。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)；異常運(yùn)行；狀態(tài)特征；趨勢(shì)指標(biāo)

引言

伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，這給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)了很大挑戰(zhàn)。電網(wǎng)本身就存在一定的脆弱性，非常容易受到外界的干擾和影響。加強(qiáng)對(duì)不良影響的研究，有助于電力處在正常的運(yùn)行狀態(tài)，并且這將是今后工作發(fā)展的一種主要趨勢(shì)?，F(xiàn)如今，人們主要采用能量管理系統(tǒng)以及廣域測(cè)量系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的信息進(jìn)行提取，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電力運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的異常，保障電網(wǎng)處于安全的運(yùn)行狀態(tài)。這對(duì)于今后電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)的有效控制其實(shí)是很有必要的，因此值得進(jìn)一步的推廣。

1電網(wǎng)運(yùn)行異常的狀態(tài)特點(diǎn)

首先從網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和節(jié)點(diǎn)角度上講，在電網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)作的時(shí)候，其中會(huì)有著相應(yīng)支承力和系統(tǒng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)相悖的狀態(tài)。這種情況大多會(huì)在負(fù)荷高位波動(dòng)低于正常水平或者高于正常水平的情形下發(fā)生，究其表現(xiàn)形式，是在負(fù)荷高位波動(dòng)太大或者太小時(shí)發(fā)生。這一情況下的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)自然會(huì)不正常。也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)調(diào)控效果有著大幅度的震蕩的情況發(fā)生，負(fù)荷處于高位水平時(shí)就會(huì)讓電網(wǎng)電壓嚴(yán)重偏低，故而也就難以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。一是負(fù)荷低位期的再次快速下降。這種現(xiàn)象通常會(huì)呈現(xiàn)為負(fù)荷水平明顯超出正常的水平，在這樣的情況下比較容易出現(xiàn)系統(tǒng)下調(diào)容量和下調(diào)相應(yīng)的速度減弱，這樣也使得備用的資源比較少，甚至還會(huì)出現(xiàn)完全沒(méi)有備用資源的情況；二是負(fù)荷的高位迅速升高。通常體現(xiàn)在負(fù)荷水平和負(fù)荷的升高已經(jīng)超過(guò)了常態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)和水平，這樣的情況下非常容易導(dǎo)致系統(tǒng)的上調(diào)容量和上調(diào)相應(yīng)迅速的下降，甚至基本處于完全消耗的狀態(tài)。三是重大的慶典或者是娛樂(lè)活動(dòng)結(jié)束以后的負(fù)荷異常現(xiàn)象。在這種狀況下，尤其是在晚間或者是接近傍晚的時(shí)間，和重大事件有密切的關(guān)聯(lián)，同時(shí)結(jié)果又是未知的，活動(dòng)結(jié)束之前或者是剛剛結(jié)束的時(shí)候，是很難對(duì)負(fù)荷的實(shí)際情況予以清晰的掌握的，這個(gè)時(shí)候就有可能發(fā)生因?yàn)榉较虬盐盏牟皇欠浅?zhǔn)確而出現(xiàn)的電網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)異常的現(xiàn)象。

其次是間斷性電源功率的長(zhǎng)時(shí)間大幅波動(dòng)情況。間斷性電源功率的長(zhǎng)時(shí)間大幅波動(dòng)情況若是沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)有效的處置，極有可能讓整個(gè)電網(wǎng)某些部分的電壓波動(dòng)頻數(shù)急劇上升，波動(dòng)幅度也將隨之大幅度上升。一旦上升到設(shè)計(jì)值之上，就有著相關(guān)斷面潮流的富余程度急劇下滑，下滑的太嚴(yán)重的話還會(huì)引發(fā)低頻震蕩的情況出現(xiàn)。此外，因?yàn)殡娋W(wǎng)架構(gòu)的不合規(guī)改造而致使的電網(wǎng)運(yùn)行不正常。電網(wǎng)在運(yùn)轉(zhuǎn)中，某些元器件的故障抑或操縱中的錯(cuò)誤指令都可能致使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)急劇變化，而且也可會(huì)因?yàn)榇祟悊?wèn)題削弱電網(wǎng)結(jié)構(gòu)運(yùn)行中的穩(wěn)態(tài)。

2電網(wǎng)運(yùn)行異常趨勢(shì)指標(biāo)的建立

在建立趨勢(shì)指標(biāo)的過(guò)程中，應(yīng)該先將所需要的信息收集起來(lái)，比如電網(wǎng)運(yùn)行方式的信息以及電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)的信息等，還需要事先將氣象以及災(zāi)害的信息收集到位，這樣才能準(zhǔn)確無(wú)誤的進(jìn)行預(yù)測(cè)，尤其是在一些重大的活動(dòng)中，這些準(zhǔn)備工作就更加重要了，可以說(shuō)直接起到了事半功倍的作用。信息收集完成之后，就可以預(yù)測(cè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的超常變化和電源變化，這對(duì)確定未來(lái)特征趨勢(shì)指標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)一系列準(zhǔn)備工作后，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行異常指標(biāo)進(jìn)行綜合性評(píng)估，最終得到安全穩(wěn)定裕度。

對(duì)于電壓和頻率等質(zhì)量類狀態(tài)特征指標(biāo)，可以由WAMS提供的信息直接給出，其趨勢(shì)指標(biāo)可以依據(jù)相關(guān)預(yù)報(bào)信息，通過(guò)潮流計(jì)算或靈敏度分析方法在線生成。而安全類狀態(tài)特征和趨勢(shì)指標(biāo)需要根據(jù)WAMS提供的信息進(jìn)行一定的計(jì)算才能得到。伴隨我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)計(jì)算方法已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)特征及趨勢(shì)指標(biāo)的計(jì)算速度和精度需求，這就需要相關(guān)技術(shù)人員要加強(qiáng)對(duì)狀態(tài)特征和趨勢(shì)指標(biāo)的計(jì)算模型的研究和改進(jìn)，盡快給出緩解電網(wǎng)異常程度的關(guān)鍵控制措施，提高相關(guān)狀態(tài)特征和趨勢(shì)指標(biāo)的計(jì)算速度和精度，滿足當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行異常狀態(tài)特征和趨勢(shì)指標(biāo)的使用需求。

對(duì)同時(shí)利用安全、質(zhì)量類型的特征或指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)態(tài)勢(shì)異常進(jìn)行綜合評(píng)估時(shí)，應(yīng)根據(jù)二者之間的重要性給出具有明顯區(qū)別度的相對(duì)權(quán)重。在同一類型內(nèi)部，由不同特征或指標(biāo)求出的態(tài)勢(shì)異常程度值可以取不同的權(quán)重，以代表其對(duì)整體態(tài)勢(shì)異常程度的相對(duì)貢獻(xiàn)，其權(quán)重可以根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)或偏好程度進(jìn)行取值。

3電網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)異常的綜合評(píng)估

從有關(guān)探討和實(shí)驗(yàn)的最新成果中找出整定的相關(guān)數(shù)據(jù)。比如：與振蕩阻尼、脆弱性有關(guān)的參數(shù)閡值，可以按照這些準(zhǔn)則做出整定。在相關(guān)課題的探討和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的有關(guān)項(xiàng)目中，大多會(huì)做出阻尼較弱、脆弱性較低等參考數(shù)值，這些值對(duì)閡值整定有著一定的參考意義。

電網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)異常綜合評(píng)估方法包含以下兩種：第一，基于貨幣化量度的風(fēng)險(xiǎn)類綜合評(píng)判方法。風(fēng)險(xiǎn)類綜合評(píng)判方法是基于對(duì)各種因素考慮的前提下，尤其是電網(wǎng)存在不穩(wěn)定性情況下的新方法。在以前的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方式下，通常需要通過(guò)貨幣化形式將事件出現(xiàn)后所導(dǎo)致的惡劣后果表現(xiàn)出來(lái)。由于通過(guò)貨幣化形式表現(xiàn)惡劣后果存在很大的不確切性，再加上無(wú)法精確遇見(jiàn)致使惡劣后果情況出現(xiàn)的幾率，所以采用風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)判方法進(jìn)行評(píng)估的結(jié)果可信度不高。因此，部分學(xué)者認(rèn)為盡量不采用風(fēng)險(xiǎn)控制代價(jià)抑或各種物理指標(biāo)代替對(duì)惡劣后果的評(píng)定，待惡劣后果的貨幣化相關(guān)問(wèn)題解決之后再進(jìn)行評(píng)定。第二，多層次模糊綜合評(píng)判。該方法是電網(wǎng)運(yùn)行異常實(shí)際檢測(cè)中經(jīng)常使用的一種評(píng)估方法，其應(yīng)用范圍非常廣泛，能夠使用在各個(gè)方面。例如，利用多層次模糊綜合評(píng)判方法可以對(duì)電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)態(tài)預(yù)警等級(jí)進(jìn)行全面評(píng)判，尤其在剖析電網(wǎng)電壓態(tài)勢(shì)中應(yīng)用效果最佳。應(yīng)用多層次模糊綜合評(píng)判方法時(shí)需要注意相異因素的模糊隸屬度的判定以及各種因素間的權(quán)重的選擇。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，分析電網(wǎng)運(yùn)行異常狀態(tài)特征與趨勢(shì)指標(biāo)，對(duì)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有非常重要的意義。通過(guò)綜合有效的評(píng)估方法，分析電網(wǎng)運(yùn)行異常狀態(tài)特征與趨勢(shì)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題，并根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況采取有效的解決措施，有效降低電網(wǎng)運(yùn)行故障和異常，為電網(wǎng)建設(shè)提供更加有效的基礎(chǔ)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉瑞葉，李衛(wèi)星，李峰，于繼來(lái)，郭鈺鋒，柳進(jìn).電網(wǎng)運(yùn)行異常的狀態(tài)特征與趨勢(shì)指標(biāo)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013，37（20）：47-53.

[2]常占新，鄒曉杰.電網(wǎng)運(yùn)行異常的狀態(tài)特征與趨勢(shì)指標(biāo)[J].電子制作，2014（23）：35.

[3]李威，何歡，杜恒，王孝春，魏雷.電網(wǎng)運(yùn)行異常的狀態(tài)特征與趨勢(shì)指標(biāo)[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017（24）：166.

[4]尹超.電網(wǎng)運(yùn)行異常的狀態(tài)特征與趨勢(shì)指標(biāo)[J].中國(guó)高新區(qū)，2017（21）：99.

[5]張尚，王濤，顧雪平.基于直覺(jué)模糊層次分析法的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)綜合評(píng)估[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2016，40（04）：41-49.