“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)下電力系統(tǒng)安全防御體系構(gòu)建

針對(duì)“雙碳”（碳達(dá)峰、碳中和）、“雙高”（高比例可再生能源、高比例電力電子裝備）電力系統(tǒng)新形勢(shì)下系統(tǒng)特性認(rèn)知水平和電網(wǎng)故障防御能力明顯不足的問題，國網(wǎng)山東電科院以省地一體化仿真數(shù)據(jù)管理為抓手，以規(guī)范新能源場(chǎng)站實(shí)測(cè)建模為重點(diǎn)，以提升全電磁暫態(tài)仿真能力為支撐，以省地遠(yuǎn)程協(xié)同計(jì)算為依托，以拓展在線監(jiān)測(cè)與預(yù)警功能為基礎(chǔ)，探索系統(tǒng)仿真手段升級(jí)，提升大電網(wǎng)特性認(rèn)知能力，在國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了6個(gè)第一，即率先實(shí)現(xiàn)地市公司對(duì)國網(wǎng)仿真中心超算資源的遠(yuǎn)程調(diào)用、率先完成省級(jí)電網(wǎng)110千伏及以下建模、率先完成新能源場(chǎng)站“一場(chǎng)一特性”精細(xì)化建模、率先開展二三道防線數(shù)模仿真測(cè)試、率先建成電力系統(tǒng)恢復(fù)在線決策系統(tǒng)、省級(jí)電網(wǎng)范圍內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)全電磁仿真。

一、“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)下電力系統(tǒng)安全防御體系構(gòu)建的內(nèi)涵和主要做法

（一）布局多方聯(lián)動(dòng)，明確系統(tǒng)安全防御體系構(gòu)建的總體思路

國網(wǎng)山東電科院堅(jiān)持統(tǒng)一指揮、分工協(xié)作，打造縱向到底、橫向到邊，貫穿各層級(jí)、各專業(yè)、各地區(qū)的指揮領(lǐng)導(dǎo)體系，協(xié)同聯(lián)動(dòng)的集團(tuán)化運(yùn)作體系，系統(tǒng)完備的管理制度體系，明確電力系統(tǒng)安全防御體系構(gòu)建的總體思路。

1.加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，明確組織流程制度化

國網(wǎng)山東電科院成立由院領(lǐng)導(dǎo)掛帥，系統(tǒng)、保護(hù)、調(diào)頻、調(diào)壓、調(diào)峰等專業(yè)涉及部門負(fù)責(zé)人共同參與的領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)電力系統(tǒng)安全防御體系的構(gòu)建工作，統(tǒng)籌相關(guān)部門及專業(yè)內(nèi)人員的協(xié)調(diào)，確保各系統(tǒng)按計(jì)劃推進(jìn)。

2.強(qiáng)化技術(shù)交流，確保路線水平引領(lǐng)化

依托中國電科院、南瑞集團(tuán)的技術(shù)支持，克服疫情影響，建設(shè)具有國內(nèi)領(lǐng)先水平的電力系統(tǒng)安全防御體系;積極協(xié)調(diào)國電投山東分公司、華能新能源山東分公司、山東龍?jiān)达L(fēng)力發(fā)電公司，開展三座典型新能源場(chǎng)站實(shí)測(cè)建模工作;加強(qiáng)與北京四方、山東大學(xué)的合作，召開“三道防線”管控、大電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)在線評(píng)估等技術(shù)協(xié)調(diào)會(huì)8次，明確責(zé)任分工和關(guān)鍵技術(shù)路線，為項(xiàng)目順利開展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.統(tǒng)籌項(xiàng)目建設(shè)，推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)施工規(guī)范化

項(xiàng)目建設(shè)推進(jìn)實(shí)行周例會(huì)制度，各負(fù)責(zé)人進(jìn)行進(jìn)度匯報(bào)。各負(fù)責(zé)人按照計(jì)劃完成模塊功能和展示研發(fā)，工作組專工負(fù)責(zé)匯總，抄送山東電力調(diào)控中心和國網(wǎng)山東電科院領(lǐng)導(dǎo)。現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)行日?qǐng)?bào)制度，由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理完成日?qǐng)?bào)編制，每晚20：00前發(fā)微信群，內(nèi)容包含施工內(nèi)容，計(jì)劃完成，需協(xié)調(diào)事宜，疫情防控（兩次測(cè)溫），現(xiàn)場(chǎng)人員等內(nèi)容。

4.編制管理制度，協(xié)調(diào)合作單位模式化

發(fā)布《山東電網(wǎng)省地聯(lián)合仿真計(jì)算數(shù)據(jù)管理規(guī)范》《省地聯(lián)合仿真計(jì)算數(shù)據(jù)錄入指導(dǎo)書》等，規(guī)范山東電網(wǎng)運(yùn)行方式聯(lián)合仿真計(jì)算數(shù)據(jù)管理工作，確保仿真計(jì)算數(shù)據(jù)的正確性;印發(fā)《山東電網(wǎng)備自投裝置配置原則及動(dòng)作邏輯技術(shù)規(guī)范》等，全面排查現(xiàn)有備自投裝置閉鎖邏輯、充放電信號(hào)上送等是否滿足要求;編制《新能源場(chǎng)站實(shí)測(cè)建模工作總體方案》、《新能源場(chǎng)站人工短路試驗(yàn)方案及措施》，明確組織措施、試驗(yàn)計(jì)劃、測(cè)試大綱、危險(xiǎn)點(diǎn)分析、事故預(yù)案等內(nèi)容，確保新能源實(shí)測(cè)建?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作有序開展。

（二）推進(jìn)省地一體，提升仿真計(jì)算數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的覆蓋范圍

目前，國網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)的220千伏及以上電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)在國家電網(wǎng)仿真計(jì)算數(shù)據(jù)管理平臺(tái)上。按照國調(diào)中心的工作分工，中國電科院負(fù)責(zé)發(fā)電機(jī)、直流系統(tǒng)等模型的參數(shù)維護(hù)，各省公司負(fù)責(zé)屬地220千伏及以上交流電網(wǎng)、新能源場(chǎng)站等模型的參數(shù)維護(hù)。然而，該平臺(tái)只覆蓋到了省公司一級(jí)，省公司系統(tǒng)內(nèi)的所有地市公司均不具備維護(hù)110千伏及以下電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)的能力，因此無法實(shí)現(xiàn)低電壓等級(jí)的新能源場(chǎng)站仿真、合環(huán)調(diào)電以及短路電流仿真計(jì)算等工作。

1.規(guī)范仿真模型管理，延伸數(shù)據(jù)管理平臺(tái)

國網(wǎng)山東電科院構(gòu)建了山東省地一體化仿真數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，將原國家電網(wǎng)仿真計(jì)算數(shù)據(jù)管理平臺(tái)向地市公司一級(jí)延伸，率先實(shí)現(xiàn)了省調(diào)、地調(diào)、縣調(diào)的協(xié)同數(shù)據(jù)管理。相比于其他省公司，山東各地市公司能夠從本地客戶端通過瀏覽器登錄平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多人、異地、并行維護(hù)數(shù)據(jù)，率先實(shí)現(xiàn)省地縣三級(jí)級(jí)數(shù)據(jù)的全周期、長時(shí)間尺度管理，提高對(duì)低壓電網(wǎng)數(shù)據(jù)維護(hù)質(zhì)量的專業(yè)管理水平，數(shù)據(jù)維護(hù)工作模式也從串行轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿校瑪?shù)據(jù)維護(hù)效率提高20倍。

2.筑牢全電壓等級(jí)建模，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)精細(xì)仿真

新能源大多是通過110千伏及以下低電壓等級(jí)并網(wǎng)，而目前各省的仿真數(shù)據(jù)僅建模至220千伏，無法有效考慮低電壓等級(jí)并網(wǎng)的新能源的動(dòng)態(tài)特性。對(duì)此，國網(wǎng)山東電科院在開展了110千伏及以下電網(wǎng)的仿真數(shù)據(jù)建模工作，在國網(wǎng)公司范圍內(nèi)率先建成10千伏-1000千伏全電壓等級(jí)的電網(wǎng)仿真模型，涵蓋各電壓等級(jí)并網(wǎng)的新能源場(chǎng)站，為精細(xì)化仿真“雙碳”背景下以新能源為主體的電網(wǎng)特性奠定了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.開發(fā)自動(dòng)建模功能，提高模型維護(hù)效率

低壓配電網(wǎng)中含有大量T接的開關(guān)站，總量達(dá)到2000余個(gè)，通過人工建模的方法將耗費(fèi)大量的時(shí)間，建模效率低下。對(duì)此，國網(wǎng)山東電科院主動(dòng)對(duì)接中國電科院，提出功能需求，與中國電科院合作開發(fā)了自動(dòng)建立T接站和T接線路的功能模塊，并在山東省地一體化仿真數(shù)據(jù)管理平臺(tái)中部署應(yīng)用，有效提高仿真數(shù)據(jù)建模效率。

（三）提升建模精度，規(guī)范新能源場(chǎng)站精細(xì)化建模的業(yè)務(wù)流程

山東已成為光伏裝機(jī)全國第一、風(fēng)電裝機(jī)全國第四的新能源大省，其中新能源發(fā)電設(shè)備廠商眾多，機(jī)型超過上百個(gè)。不同廠商不同型號(hào)的設(shè)備結(jié)構(gòu)和特性差異顯著，現(xiàn)有的通用數(shù)據(jù)模型已不能滿足“雙碳”目標(biāo)下對(duì)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)仿真分析的需要，亟需在電力系統(tǒng)仿真分析中采用基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的新能源模型參數(shù)，詳細(xì)反映新能源場(chǎng)站高電壓/低電壓穿越、有功/無功功率控制過程等動(dòng)態(tài)特性。

1.夯實(shí)新能源參數(shù)辨識(shí)建模，精確模擬控制器特性

針對(duì)存量新能源場(chǎng)站和新建新能源場(chǎng)站，提出兩種不同的建模技術(shù)路線，并行推進(jìn)新能源實(shí)測(cè)建模工作。省內(nèi)現(xiàn)有存量的新能源場(chǎng)站，不再進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，而是充分利用已有型式試驗(yàn)報(bào)告，通過參數(shù)辨識(shí)的方法實(shí)現(xiàn)存量新能源場(chǎng)站的實(shí)測(cè)建模。針對(duì)新建的新能源場(chǎng)站，則開展實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，通過控制器硬件在環(huán)仿真的方法，實(shí)現(xiàn)新建新能源場(chǎng)站的實(shí)測(cè)建模。同時(shí)為提升新能源廠家建模積極性，聯(lián)合省調(diào)控中心出臺(tái)相關(guān)管理文件，將新能源實(shí)測(cè)建模報(bào)告作為新能源廠站并網(wǎng)驗(yàn)收的前提條件，從而保障了新能源場(chǎng)站實(shí)測(cè)建模工作的有序推進(jìn)。

2.實(shí)施新能源廠站現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，驗(yàn)證場(chǎng)站模型精度

為了驗(yàn)證這兩種新能源實(shí)測(cè)建模方法的有效性，國網(wǎng)山東電科院聯(lián)合省調(diào)控中心、中國電科院等多家單位，對(duì)雙饋型風(fēng)電場(chǎng)、直驅(qū)型風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站各選取一座典型場(chǎng)站開展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，成為國網(wǎng)公司內(nèi)首家通過新能源場(chǎng)站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)完成新能源場(chǎng)站級(jí)建模的單位。新能源場(chǎng)站現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)完成后，對(duì)比實(shí)際錄波數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室實(shí)測(cè)建模得到的仿真數(shù)據(jù)，二者高度吻合（如圖6所示），充分驗(yàn)證了所提實(shí)測(cè)建模方法是準(zhǔn)確有效的。

3.推進(jìn)實(shí)測(cè)模型數(shù)據(jù)應(yīng)用，把控電網(wǎng)運(yùn)行特性

全面應(yīng)用新能源實(shí)測(cè)模型數(shù)據(jù)開展仿真分析工作，并與過去采用的新能源通用模型數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，重新評(píng)估新能源場(chǎng)站對(duì)山東電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性以及特高壓長南線穩(wěn)定性的影響。應(yīng)用新能源實(shí)測(cè)模型數(shù)據(jù)開展山東電網(wǎng)交直流受電能力專題計(jì)算分析工作，制定新能源正常及大發(fā)方式下山東電網(wǎng)交直流受電限額，指導(dǎo)“雙碳”目標(biāo)下山東電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

（四）升級(jí)仿真手段，增強(qiáng)高比例新能源電網(wǎng)仿真的技術(shù)能力

“雙碳”目標(biāo)下，新能源的快速發(fā)展導(dǎo)致電力系統(tǒng)電力電子化比例的不斷提高，傳統(tǒng)的機(jī)電仿真方法的精度已不再滿足“雙碳”目標(biāo)下大電網(wǎng)仿真需要，亟需開展仿真精度更高的全電磁仿真。目前在國網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)，只有中國電科院具備全電磁數(shù)字仿真的能力，各省公司尚不具備這種能力，無法準(zhǔn)確模擬特高壓直流、新能源等電力電子設(shè)備快速控制特性對(duì)山東電網(wǎng)的影響。此外，國網(wǎng)仿真中心的協(xié)同計(jì)算平臺(tái)僅覆蓋到網(wǎng)省公司一級(jí)，各省的地市公司人員均無法遠(yuǎn)程調(diào)用國網(wǎng)仿真中心超算資源進(jìn)行大批量作業(yè)的掃描，僅能采用單機(jī)版的仿真程序線下串行進(jìn)行計(jì)算，存在計(jì)算速度慢、效率低的問題。

1.統(tǒng)籌計(jì)算資源，部署全電磁數(shù)字仿真功能

國網(wǎng)山東電科院完成了全電磁數(shù)字仿真功能部署，能夠綜合利用本地計(jì)算資源與國家電網(wǎng)仿真中心超算資源，開展山東電網(wǎng)全電磁仿真分析工作，在省級(jí)電網(wǎng)中率先具備全電磁數(shù)字仿真能力。提出本地計(jì)算資源和云端超算資源的協(xié)調(diào)機(jī)制，對(duì)于單個(gè)全電磁仿真作業(yè)的調(diào)試，由于需要頻繁調(diào)整仿真參數(shù)和迭代計(jì)算，利用本地計(jì)算資源進(jìn)行全電磁仿真，將單個(gè)全電磁仿真作業(yè)提交到本地的后臺(tái)服務(wù)器;對(duì)于大批量全電磁仿真作業(yè)的掃描，優(yōu)先采用遠(yuǎn)程調(diào)用國家電網(wǎng)仿真中心超算資源的形式，當(dāng)遇到超算資源緊張的時(shí)候（度夏、度冬及年度方式集中計(jì)算期間），則利用本地計(jì)算資源進(jìn)行全電磁仿真作業(yè)掃描。

2.應(yīng)用電磁仿真，開展高精度計(jì)算分析工作

全面應(yīng)用全電磁數(shù)字仿真，仿真精度由過去的毫秒級(jí)進(jìn)入微秒級(jí)，精度提升200倍。利用全電磁仿真技術(shù)，開展高滲透率新能源接入對(duì)“外電入魯”能力的影響分析，定量分析影響電網(wǎng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，提出提高電網(wǎng)穩(wěn)定水平的優(yōu)化控制措施，顯著提高了對(duì)“雙碳”背景下的大電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)理的認(rèn)知水平。

3.優(yōu)化功能部署，提升平臺(tái)智能化應(yīng)用水平

仿真分析中，工作耗時(shí)主要集中在仿真故障卡的建立和電網(wǎng)方式的調(diào)整兩個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)此，山東電科院主動(dòng)對(duì)接中國電科院，提出技術(shù)需求，合作開發(fā)智能化模塊，提升工作效率。一是將公用故障卡獨(dú)立于工程之外存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)跨工程調(diào)用;二是增加公用故障卡讀寫權(quán)限限制，降低誤操作風(fēng)險(xiǎn);三是增加批處理作業(yè)的導(dǎo)出功能，實(shí)現(xiàn)計(jì)算任務(wù)的本地備份;四是增加仿真結(jié)果的篩選功能，提升仿真結(jié)果的輸出速度;五是優(yōu)化掃描結(jié)果的展示界面，提升結(jié)果查詢的易用性;六是開發(fā)電網(wǎng)方式自動(dòng)調(diào)整模塊，提高仿真計(jì)算的智能化水平。

4.整合計(jì)算平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)跨地市聯(lián)合仿真計(jì)算

國網(wǎng)山東電科院聯(lián)合中國電科院，將國分省協(xié)同計(jì)算平臺(tái)向山東地市公司一級(jí)進(jìn)行延伸，實(shí)現(xiàn)單機(jī)版仿真程序與超算平臺(tái)的交互，增加可由本地單機(jī)版仿真程序直接調(diào)用超算的功能，在省級(jí)電網(wǎng)中率先實(shí)現(xiàn)國網(wǎng)仿真中心超算資源的大規(guī)模遠(yuǎn)程調(diào)用?；谠摴δ?，國網(wǎng)山東電科院多次成功組織地市公司通過遠(yuǎn)程調(diào)用國網(wǎng)仿真中心超算資源完成山東電網(wǎng)次年年度方式和2-3年省地聯(lián)合仿真計(jì)算工作，成為國網(wǎng)公司首家利用國網(wǎng)超算資源完成多地市異地聯(lián)合仿真計(jì)算的單位，計(jì)算速度取得了質(zhì)的飛躍，這對(duì)于提高電網(wǎng)方式計(jì)算工作效率、管理水平具有重要意義。以完成1500個(gè)潮流作業(yè)計(jì)算任務(wù)為例，過去單機(jī)版仿真程序需耗時(shí)15小時(shí)，而現(xiàn)在通過調(diào)用超算僅耗時(shí)8分鐘，仿真速度提高105倍，有效提高了方式計(jì)算和事故分析的工作效率。

（五）完善監(jiān)測(cè)預(yù)警，助力電力系統(tǒng)安全防御戰(zhàn)線的整體前移

為了保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，電網(wǎng)共設(shè)置了三道安全防線。由于這三道防線涉及到大量的自動(dòng)化控制裝置，這些裝置本身的健康狀況、通信狀態(tài)、壓板狀態(tài)、定值狀態(tài)等等對(duì)于保障大電網(wǎng)的安全運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。同時(shí)，隨著特高壓交直流交互影響的加劇、新型電力電子設(shè)備的增多，電網(wǎng)故障形態(tài)由過去的單一型故障向現(xiàn)在的連鎖型故障演變，亟需加強(qiáng)對(duì)這些自動(dòng)化控制裝置的在線監(jiān)測(cè)，將安全防線前移，實(shí)現(xiàn)安全隱患提前預(yù)警，防止故障蔓延引發(fā)大面積停電事故。

1.構(gòu)建繼電保護(hù)裝置在線監(jiān)視與智能診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“一道防線”管控在線化

打通、整合了繼電保護(hù)信息、故障錄波聯(lián)網(wǎng)、整定計(jì)算、定值在線校核等現(xiàn)有系統(tǒng)，依托調(diào)控云平臺(tái)，融合多源信息，建成繼電保護(hù)裝置在線監(jiān)視與智能診斷系統(tǒng)。通過裝置運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)巡視、定值在線校核及預(yù)警、動(dòng)作行為監(jiān)視與分析三大功能建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了裝置采樣、壓板投退等運(yùn)行狀態(tài)巡視由離線轉(zhuǎn)為在線，實(shí)現(xiàn)了差流異常、PT多點(diǎn)接地等隱性缺陷“排雷”由事后轉(zhuǎn)為事前，實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)動(dòng)作行為分析和評(píng)價(jià)由人工轉(zhuǎn)為自動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了定值的在線比對(duì)和智能防誤，提升了裝置的運(yùn)行可靠性。目前系統(tǒng)已接入500千伏變電站11座、保護(hù)裝置618套、運(yùn)行信息36641條。創(chuàng)造性地將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到繼電保護(hù)定值執(zhí)行工作中，構(gòu)建了“區(qū)塊鏈+電網(wǎng)第一道防線”的主動(dòng)防誤體系，實(shí)現(xiàn)保護(hù)定值等關(guān)鍵數(shù)據(jù)防偽造、可追溯，對(duì)定值執(zhí)行過程進(jìn)行在線化管控，確保了裝置現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行定值與調(diào)度下發(fā)定值的完全一致，全面鞏固電網(wǎng)的第一道防線。

2.開展安全自動(dòng)裝置數(shù)模仿真測(cè)試，實(shí)現(xiàn)“二三道防線”管控過程化

在省級(jí)電網(wǎng)內(nèi)率先開展二三道防線數(shù)模仿真測(cè)試，發(fā)現(xiàn)并解決100余項(xiàng)裝置邏輯錯(cuò)誤、功能不全等問題。完成11428臺(tái)開關(guān)傳動(dòng)試驗(yàn)和835套裝置檢驗(yàn)，裝置開關(guān)傳動(dòng)完成率、超期未檢完成率均實(shí)現(xiàn)100%。部署山東電網(wǎng)穩(wěn)控裝置監(jiān)視及預(yù)警系統(tǒng)，全面接入精準(zhǔn)切負(fù)荷子站、常規(guī)切負(fù)荷子站、穩(wěn)控裝置的運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)山東直流受端安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)及常規(guī)安自裝置等運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，對(duì)電網(wǎng)第二、三道防線所涉及到的常規(guī)切負(fù)荷可切量和精準(zhǔn)切負(fù)荷可切量等控制資源常態(tài)化開展日評(píng)估工作，有效提升對(duì)第二道防線的專業(yè)管理水平。

3.構(gòu)建電網(wǎng)恢復(fù)決策支持平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)恢復(fù)決策在線化

大電網(wǎng)停電后能否采取及時(shí)正確的恢復(fù)策略，將直接關(guān)系到停電范圍、停電時(shí)間是否擴(kuò)大。針對(duì)山東公司缺少電力系統(tǒng)恢復(fù)在線決策手段，且提前編制的黑啟動(dòng)預(yù)案存在無法考慮故障發(fā)生時(shí)刻電網(wǎng)實(shí)際拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等問題，國網(wǎng)山東電科院構(gòu)建了國網(wǎng)公司首套電力系統(tǒng)恢復(fù)在線決策系統(tǒng)，針對(duì)山東電網(wǎng)全停、局部電網(wǎng)停電的預(yù)想場(chǎng)景，在線自動(dòng)生成包括黑啟動(dòng)、網(wǎng)架重構(gòu)和負(fù)荷恢復(fù)的電力系統(tǒng)全過程恢復(fù)方案，并以圖形化的形式動(dòng)態(tài)展示恢復(fù)路徑和恢復(fù)過程，為調(diào)控人員提供電力系統(tǒng)恢復(fù)的模擬演練環(huán)境，幫助調(diào)控人員對(duì)恢復(fù)預(yù)案進(jìn)行分析和訓(xùn)練，全面提升山東公司應(yīng)對(duì)大面積停電事故的調(diào)控應(yīng)急處理能力，國調(diào)中心領(lǐng)導(dǎo)對(duì)該系統(tǒng)給予了高度評(píng)價(jià)。

4.構(gòu)建安全穩(wěn)定在線評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)大電網(wǎng)安全分析多源融合化

提升網(wǎng)源監(jiān)督服務(wù)技術(shù)平臺(tái)應(yīng)用水平，目前已接入180余臺(tái)直調(diào)機(jī)組，占直調(diào)機(jī)組的90%以上，全面實(shí)現(xiàn)了機(jī)組調(diào)頻、調(diào)壓、調(diào)峰能力在線監(jiān)測(cè)評(píng)估。部署山東電網(wǎng)穩(wěn)控裝置監(jiān)視及預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全部穩(wěn)控裝置壓板狀態(tài)、告警信息等實(shí)時(shí)監(jiān)視。以此為基礎(chǔ)，結(jié)合電源側(cè)實(shí)時(shí)評(píng)估結(jié)果和電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并充分融合繼電保護(hù)、穩(wěn)控裝置等二次設(shè)備的在線監(jiān)視結(jié)果，建成山東電網(wǎng)安全穩(wěn)定在線評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警平臺(tái)，完善電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管控手段，在基于多元信息融合的大電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方面走在國網(wǎng)前列。

部署頻率安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與輔助決策功能，全面監(jiān)視山東電網(wǎng)動(dòng)態(tài)頻率，實(shí)現(xiàn)頻率時(shí)空分布可視化展示;基于預(yù)想故障集合進(jìn)行暫態(tài)頻率偏移安全風(fēng)險(xiǎn)快速評(píng)估，對(duì)特高壓直流閉鎖、新能源出力波動(dòng)等引起的大功率缺額事故進(jìn)行前瞻預(yù)警;開展大電網(wǎng)慣量在線評(píng)估與預(yù)警，實(shí)時(shí)監(jiān)視電網(wǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量水平，分析維持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定所需的最小安全慣量;深入挖掘多種功率控制措施的調(diào)頻能力，形成含抽水蓄能、旋轉(zhuǎn)備用和負(fù)荷控制等的綜合一體化頻率控制輔助決策方案，有助于保證特高壓直流群安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高可再生能源發(fā)電消納能力。

開發(fā)基于人工智能的交直流混聯(lián)電網(wǎng)電壓安全風(fēng)險(xiǎn)快速評(píng)估技術(shù)，部署電壓安全風(fēng)險(xiǎn)快速評(píng)估功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)電壓風(fēng)險(xiǎn)和動(dòng)態(tài)電壓安全的快速評(píng)估，把握特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)的電壓安全特性，制定優(yōu)化的控制決策方案，降低山東電網(wǎng)電壓安全風(fēng)險(xiǎn)。

二、“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)下電力系統(tǒng)安全防御體系構(gòu)建的實(shí)施效果

（一）管理運(yùn)維水平持續(xù)改善

率先完成省級(jí)電網(wǎng)10-1000千伏全電壓等級(jí)的電網(wǎng)建模，能夠真實(shí)反映接入低壓電網(wǎng)新能源的拓?fù)涮匦裕鉀Q了過去采用等值建模無法準(zhǔn)確反映新能源場(chǎng)站動(dòng)態(tài)特性的問題，新能源場(chǎng)站精細(xì)化建模能力躋身國網(wǎng)公司前列;在省級(jí)電網(wǎng)范圍內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了地市公司對(duì)國網(wǎng)仿真中心超算資源的遠(yuǎn)程調(diào)用，仿真計(jì)算效率提高了100多倍，方式計(jì)算的整體工作時(shí)間由15天縮減至3天;建成了國網(wǎng)公司首套電力系統(tǒng)恢復(fù)在線決策系統(tǒng)，顯著提高了山東公司對(duì)大面積停電事故的應(yīng)急處理能力，國調(diào)中心對(duì)該系統(tǒng)給予了高度評(píng)價(jià);完善電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管控手段，在基于多元信息融合的大電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方面走在了國網(wǎng)公司的前列。

（二）經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效果持續(xù)向好

通過升級(jí)電網(wǎng)仿真分析手段、提升“雙碳”目標(biāo)下大電網(wǎng)認(rèn)知能力，提升了山東電網(wǎng)的受電能力，提高了電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益;通過對(duì)服務(wù)器硬件進(jìn)行統(tǒng)一管理與資源調(diào)配，避免應(yīng)用“煙囪式”建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了各類用戶、各類應(yīng)用之間對(duì)資源的共享和復(fù)用，有效節(jié)省對(duì)軟、硬件的資金投入;通過開展省地遠(yuǎn)程協(xié)同計(jì)算，山東省調(diào)、電科院與各地調(diào)的仿真人員可在本地開展運(yùn)行方式的聯(lián)合計(jì)算和分析，有效節(jié)約了參加集中計(jì)算的會(huì)議費(fèi)、住宿費(fèi)、路費(fèi)等開支。

（三）社會(huì)生態(tài)效益持續(xù)優(yōu)化

通過構(gòu)建電力系統(tǒng)安全防御體系，全面掌握電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)電網(wǎng)可能發(fā)生的事故進(jìn)行分析和預(yù)警，有效防止局部電網(wǎng)事故持續(xù)惡化蔓延引發(fā)大面積停電事故，避免造成惡劣社會(huì)影響;提高電網(wǎng)供電可靠性，減少停電給用戶帶來的損失，減少其它行業(yè)因停電而產(chǎn)生的安全事故，提高用戶對(duì)電力企業(yè)的信賴度;顯著提升對(duì)新能源發(fā)電的消納能力，在節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)方面發(fā)揮積極作用，積極促進(jìn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

創(chuàng)造人員：李山 蔣哲 周寧 趙康 郝旭東 田浩 張志軒