電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中的風(fēng)險評估應(yīng)用

劉凱　王棟

摘要：本文將對電網(wǎng)運行方式進行風(fēng)險評估，并探討了一些輔助決策，希望通過這些研究可以提高電網(wǎng)運行的可靠性、穩(wěn)定性、安全性，降低運行的風(fēng)險，進而提高電力企業(yè)的發(fā)電效率，減少工作人員的工作量，幫助我國的電力行業(yè)平穩(wěn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)運行;風(fēng)險評估;輔助決策;探討

引言

伴隨科技的發(fā)展進步，電力體系規(guī)模逐漸擴增，電網(wǎng)構(gòu)造變得逐漸繁雜，在電網(wǎng)運行措施編排工作方面需處理的信息數(shù)目大量增加。因為缺乏相應(yīng)運行措施輔助編排的相關(guān)工具，我國的電網(wǎng)運行措施調(diào)整和編排工作依靠人工實施匯總和剖析，所以工作量增加時所編排得到的運行措施存在一定風(fēng)險。因此，本文提出了一類電網(wǎng)的運行措施風(fēng)險評估的輔助決策體系，方便對電網(wǎng)運行措施薄弱流程實施相關(guān)預(yù)判，并對事故實施風(fēng)險定級，給出相應(yīng)的事故恢復(fù)處置預(yù)案。

1.電網(wǎng)運行方式風(fēng)險評估的內(nèi)涵

對電網(wǎng)運行方式進行風(fēng)險評估，首先要識別其存在的風(fēng)險狀態(tài)，主要包括警戒狀態(tài)、安全狀態(tài)、恢復(fù)狀態(tài)、緊急狀態(tài)共4種，電力企業(yè)的管理人員可以根據(jù)這4中風(fēng)險狀態(tài)，進而識別出潛在的運行風(fēng)險，并及時地采取相應(yīng)的解決措施，避免發(fā)生嚴重的安全事故。此外，電力企業(yè)可以對工作人員進行分類，進行專崗專職管理，提高工作效率，降低風(fēng)險隱患，從而確保電網(wǎng)的安全運行。本文將會對電網(wǎng)運行中存在的問題進行論述。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作流程

2.1系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)和工作流程

關(guān)鍵功能模塊包含風(fēng)險方面評估、運行方式的模擬檢驗、輔助決策以及恢復(fù)供電的方案等[1]。啟動系統(tǒng)后，能夠選取系統(tǒng)工作的方式，涵蓋了模擬校驗和在線評估，且模擬校驗?zāi)軌驅(qū)﹂_關(guān)分合的狀態(tài)和電網(wǎng)各個運行的數(shù)據(jù)進行手動設(shè)置，在線評估為經(jīng)過和SCADA體系數(shù)據(jù)接口得到實時數(shù)據(jù)信息。加載運行方式后，能夠?qū)ΜF(xiàn)在運行的方式實施風(fēng)險評估，依照系統(tǒng)制定風(fēng)險等級制度來對電網(wǎng)運行中的風(fēng)險實施定級，找到失電地區(qū)恢復(fù)供電所需的路徑，然后輸出相關(guān)的輔助決策數(shù)據(jù)。

2.2建立風(fēng)險等級制度體系

考慮電網(wǎng)運行方面的相關(guān)特點，單一風(fēng)險的指標不可以對電網(wǎng)運行風(fēng)險能力完全評估。為更直觀地體現(xiàn)電網(wǎng)風(fēng)險，需科學(xué)地對風(fēng)險水平實施量化分級工作，最后建立一套與電網(wǎng)運行相適應(yīng)的風(fēng)險等級制度。具體地，依照電網(wǎng)現(xiàn)實運行狀況，參考國家電網(wǎng)單位安全事故的調(diào)查條例，提取得到電壓等級、負荷的百分比以及關(guān)鍵用戶的數(shù)目等多個風(fēng)險指標原因，依照各風(fēng)險指標限值完成風(fēng)險定級。調(diào)度運行工作人員能夠依照體系評估得到事故風(fēng)險級別，從而確定事故進行處理緊急的程度。例如，某個開關(guān)問題導(dǎo)致某個220kV變電站全停定義為三級風(fēng)險;若因為開關(guān)問題引發(fā)的失電負荷占據(jù)到區(qū)域電網(wǎng)總負荷的20%～40%，定義成四級風(fēng)險。

3.風(fēng)險評估及運行方式

3.1確定檢修設(shè)備及過載方案

電網(wǎng)風(fēng)險評估系統(tǒng)模擬斷開檢修設(shè)備，基于電網(wǎng)拓撲計算結(jié)果根據(jù)接線方式、設(shè)備限值等參數(shù)，將檢修造成失電的變電站/負荷進行轉(zhuǎn)移，文獻提出了針對過載不同的處理辦法。系統(tǒng)通過計算得出盡量多的方案，按照方案優(yōu)劣程度進行排序，根據(jù)電網(wǎng)實際運行情況，從眾多方案中選擇一套最合適或者通過修改得到一套新方案。

3.2主變壓器檢修

如果檢修設(shè)備是變壓器，電網(wǎng)風(fēng)險評估系統(tǒng)將檢修變壓器模擬退出運行，然后基于當前電網(wǎng)狀態(tài)、負荷進行潮流計算，以此來判斷與該檢修變壓器并行的變壓器是否過載〔2〕，如果變壓器過載，則系統(tǒng)將提供過載方案，即將過載的負荷轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)中的其他電源點〔3〕。對于系統(tǒng)計算出的每個過載方案，風(fēng)險評估系統(tǒng)都會進行潮流計算，比如檢修220kV兩臺并列運行變壓器中的一臺，如果檢修1號主變壓器，則電網(wǎng)風(fēng)險評估系統(tǒng)會計算2號主變壓器是否過載，如果過載，則根據(jù)過載量將一部分負荷進行轉(zhuǎn)移以消除過載現(xiàn)象。

3.3確定薄弱設(shè)備

電網(wǎng)出現(xiàn)變壓器、線路、母線等主要電氣設(shè)備單獨運行時。如上例中，如果兩臺變壓器并列運行，檢修1號主變壓器，薄弱設(shè)備就是2號主變壓器;如果并列運行主變壓器臺數(shù)多于兩臺且只檢修其中一臺，則系統(tǒng)無薄弱設(shè)備。

3.4確定轉(zhuǎn)移方案

根據(jù)檢修設(shè)備對應(yīng)的過載方案以及系統(tǒng)計算當前電網(wǎng)的薄弱設(shè)備，電網(wǎng)風(fēng)險評估系統(tǒng)會確定對應(yīng)的負荷轉(zhuǎn)移方案。負荷轉(zhuǎn)移方案的計算是基于過載方案，同時模擬將薄弱設(shè)備退出運行，然后計算搜索失電負荷新的供電路徑，找到新電源點，計算原則需保證電網(wǎng)最終風(fēng)險等級控制在3星級及以下。

3.5恢復(fù)供電的方案

體系設(shè)計關(guān)鍵的目的不僅是對電網(wǎng)的運行措施風(fēng)險實施簡單評估，更關(guān)鍵的是合理控制評估得到的風(fēng)險，還有在問題發(fā)生后供電恢復(fù)的措施。體系在電網(wǎng)運行的風(fēng)險報告基礎(chǔ)上，以電網(wǎng)運行拓撲構(gòu)造為基礎(chǔ)，采取網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方式，經(jīng)過相關(guān)比對剖析，選取最優(yōu)恢復(fù)的供電路徑。假定風(fēng)險評估只要轉(zhuǎn)化成問題，該系統(tǒng)會快速對電網(wǎng)運行的措施實施網(wǎng)絡(luò)拓撲，定位失電地區(qū)，對失電地區(qū)實施電網(wǎng)重構(gòu)，對相關(guān)開關(guān)或是相應(yīng)主變進行模擬工作，判斷是否能夠?qū)崿F(xiàn)失電地區(qū)供電。應(yīng)用這個方式搜索得到對應(yīng)的恢復(fù)供電全部路徑，再對這些路徑實施逐條剖析，經(jīng)最優(yōu)路徑選取確定最優(yōu)恢復(fù)供電路徑。

3.6輔助決策

體系輔助決策輸出關(guān)鍵涵蓋3方面內(nèi)容，分別是風(fēng)險預(yù)控、風(fēng)險報告以及恢復(fù)供電措施方案[3]。第一，風(fēng)險預(yù)控措施。對于不同情況和不同風(fēng)險，依照電網(wǎng)運行狀況和專家經(jīng)驗，制定得到不同風(fēng)險預(yù)控措施方案。第二，風(fēng)險報告。例如，選擇一個開關(guān)裝置并對它實施風(fēng)險評估工作，會輸出多個開關(guān)問題后引發(fā)的停電區(qū)域、停電的負荷占到總負荷百分比以及停電中關(guān)鍵用戶，同時得到風(fēng)險等級。第三，恢復(fù)供電措施。風(fēng)險報告界面上點擊恢復(fù)供電措施按鈕，會輸出問題發(fā)生后對應(yīng)恢復(fù)供電的解決措施?；謴?fù)供電措施為最優(yōu)恢復(fù)的供電路徑選取進程和結(jié)果。

結(jié)束語

當今社會發(fā)展越來越快，對電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性的要求越來越高，加大對電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)和管理力度，以期電能可以更好地服務(wù)于人類社會，為我國經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻。而傳統(tǒng)的電網(wǎng)運行方式風(fēng)險評估方式已經(jīng)無法滿足電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)要求，因此，推行新的電網(wǎng)運行方式風(fēng)險評估模式已經(jīng)成為當前必然選擇。雖然現(xiàn)行的電網(wǎng)運行方式風(fēng)險評估仍存在一些潛在的風(fēng)險，只要采取針對性的解決方案，相信電網(wǎng)運行方式風(fēng)險評估在將來一定會取得重大進展的。

參考文獻

[1]曾衛(wèi)國.電網(wǎng)調(diào)控運行安全風(fēng)險及對策探究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（24）.

[2]黃劍峰，魏美蘭.基于大運行體系電網(wǎng)調(diào)控運行安全風(fēng)險與對策[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（28）.