基于智能电网调度技术支持系统的电网运行安全风险防控

袁飞飞

摘要：从近年来国内外发生的多起大停电事故和电网大互联的稳定运行要求看，电网调度自动化系统是保障电网安全运行的重要工具。通过智能电网调度技术支持系统可以实现在线分析电网运行状态，查找电网实时运行中的薄弱环节，对电网稳定运行存在的主要问题进行提前预警，并给出合理的电网安全调整策略，减低电网运行风险，实现可控、能控和在控的安全生产目标。

关键词：电网调度；电网运行；安全风险；防控

随着电网大互联和飞速发展，电网变得日益庞大，电网稳定运行的难度也在不断增加。这是因为电网作为一个高度复杂的系统有着自身的特点:由大量的不同元件组成，这些元件分布于广大区域，又通过网络紧密相连，电网的组成具有电压层次结构，各层次上的动作对电网的影响各不相同;，电网作为一个动态系统，每时每刻都在承受发电侧、用电侧的变化，其状态变化十分短暂，一个事故几秒钟内就可发生并在几分钟内波及全网，对其控制的实时性要求很高，电网常处于不同的扰动之中，如雷击、鸟害、负荷突变、误操作等，这些都可能在瞬间引起大规模停电事故。为驾驭现代化大电网和减少电网运行风险，必须以不断提高电网实时调度的自动化水平为手段，实现电网调度管理的高度精细化，通过开发出功能完善的智能电网调度技术支持系统，实现在线分析电网运行状态，实时对重要断面进行N－1扫描和稳定计算分析，捕捉电网实时运行中的薄弱环节，对电网稳定运行存在的主要问题提前预警，提供合理的电网安全调整策略，使得电网稳定运行真正实现可控、能控和在控的安全生产目标。

一、有关国内外的较大的停电事故

1、江西电网的停电事故

在两千零七年一月二十一日江西电网和华中电网解列运行期间，江西电网内五百千瓦的骨干线路出现了跳闸现象，该现象造成了一台机组的系统的功率出现了急剧的下降，低周减载装置动作切除了负荷四百四十四兆瓦的功率。

通过对此次电网事故进行分析，如果事先能够用相关的软件对电网进行分析研究，对网内机组适当的做出一些调整调整的话，就可以避免这次事故的发生。

2、欧洲电网停电事故

在两千零六年九月十八日，某造船公司向德国某电力公司提出了停运一双回路线路的申请，该电力公司进行了安全校核之后，批准了该申请。而在当地时间十一月四日九点半左右将另外两条输电线路停止了输电，在半小时之后另外一条输电线路由于超负荷而出现了跳闸现象，随后在德国从东到西总共有三十一条输电线路陆续出现了跳闸，还影响到了法国和西班牙和意大利的电网。

对该停电事故的调查报告认为此次停电事故的根本原因是：该输电公司没有严格的执行“N-1”安全校核标准，该公司以及相邻的电网在停运后系统状态不能满足“N-1”标准中的相关要求，针对这一事故，提出了必须加强对调度工作人员的培训，使其能全面掌握并应用相关软件。

从以上电网停电事故分析可知，随着电网的互联和迅速发展，电网稳定运行的难度也在不断地增加，电网主网架的安全性和电网调度自动化系统共同支撑着电网的安全稳定运行。因此想要保证电网的稳定安全运行，在加强电网主网架建设的同时，还要不断提高电网调度自动化系统的水平。

二、采用智能电网调度技术支持系统防范电网风险

随着电网的互联和迅速扩大，一方面使得电网的稳定性和可靠性得到了有效的提高，另一方面电网事故的复杂性也随之提高，因此就需要更完善的安全措施来保证电网的稳定运行。

1、电网的实时监控和智能告警

电网的实施监控和职能告警是通过电网运行中的一些复杂检测信息进行全方位的监控，对电网的运行状况进行多层次的监视，通过综合性的分析，进而提供在线故障分析和智能告警。

电网的实时监控和智能告警主要包括：电网运行动态监视、电网运行稳态监视、在线扰动识别、二次设备在线监视和分析、综合智能告警及低频振荡在线监视等模块。其中，综合智能狗狗经功能可以实现在线智能告警，能准确的判断出电网的故障，并对电网的一次设备和二次设备的运行信息进行综合的分析，进而实现对电力系统在线的故障进行诊断和智能报警，并直观的将故障的诊断和报警的结果显示出来。

2、电网的自动控制

电网的自动控制是通过电网实时运行的信息，并结合实时方式信息和实时调度的计划信息对可调控的设备进行自动控制，实现对电网的闭环调整。主要包括自动发电控制和自动电压控制两种功能。其中自动发电控制功能模块是通过对调度区域内的发电机组的有功功率进行控制进而使得发电机自动适应负荷的变化，来保证系统频率的稳定，保证电网联络线能交换功率，对备用容量进行监视，进而实现控制负荷频率、计算备用容量以及对机组的性能进行考核的功能；自动电压控制功能模块主要是实现对发电机无功、电网母线的电压以及电网无功潮流的监视和自动控制，通过电网的实时的数据和状态估计所提供的实施方式来计算，进而实现对无功可调控设备进行在线闭环控制。

3、调度员培训模拟

调度员培训模拟具有正常状态下的操作模拟功能，在电网事故状态下可以支持培训和演练和联合反事故的演习。电网系统的仿真功能模块可以通过对电力系统一次设备建立静态和动态模型，来实现对电力系统的静态和动态仿真，同时也可以对电力系统的二次设备进行建模和仿真。调度员培训模拟主要具有三个功能模块，即：控制中心仿真、电力系统仿真以及教员台。

4、在线安全稳定分析

在线安全稳定分析利用静态和动态数据，通过静态和动态的在线安全分析和评估，以及对电力系统运行全过程的分析评估，进而实现对电网运行的安全预警并采取主动的安全防御措施。在线安全稳定安全分析主要的功能模块有：数据整合、动态稳定分析、静态稳定分析、电压稳定分析、暂态稳定分析以及稳定裕度评估。

5、静态安全校核

静态安全校核主要对发电计划、检修计划以及电网运行操作等进行调度计划和操作，对其基态潮流情况进行分析，进而计算出需要校核的断面的灵敏度、对静态安全的校核并分析短路电流。静态安全校核的主要功能有：灵敏度分析、潮流分析、短路电流分析以及静态安全分析等。

6、调度运行辅助决策

主要是对应用的预警信息进行在线安全稳定分析，综合利用静态和动态数据对电网运行中的故障或者是隐患进行必要的分析，同时对可调设备进行分析，进而确定出符合要求性价比较高的调度辅助策略，进而对这些故障或者是隐患进行处理，给电网的安全运行提供有较强适用性的调整策略。调度运行辅助策略的主要功能有：动态稳定辅助决策、暂态稳定辅助决策、静态安全辅助决策、紧急状态辅助决策、电压稳定辅助决策以及辅助决策综合分析。

结语

从近年来国内外发生的多起大停电事故和电网大互联的稳定运行要求看，电网调度自动化系统是保障电网安全运行的重要工具。通过智能电网调度技术支持系统可以实现在线分析电网运行状态，查找电网实时运行中的薄弱环节，对电网稳定运行存在的主要问题进行提前预警，并给出合理的电网安全调整策略，减低电网运行风险，实现可控、能控和在控的安全生产目标。

参考文献

[1]曹一家，丁理杰，江全元.基于协同原理的电力系统大停电预测模型[J].中国电机工程学报，2005（18）.

[2]蔡洋.电网调度管理须与电网发展俱进—北美东北电网事故浅析[J].电网技术，2004(8).

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