電網(wǎng)在線穩(wěn)定監(jiān)視的有力工具
——考慮合理安全原則的電網(wǎng)在線傳輸極限算法

中國經(jīng)濟(jì)多年高速增長，以及在可以預(yù)見的將來仍保持較高的增長速度，形成了對能源、電力的強(qiáng)烈需求。規(guī)模日益龐大的電力網(wǎng)絡(luò)在中國的能源利用體系中占有重要的地位。為保障輸電安全，在線監(jiān)視和預(yù)警系統(tǒng)正逐步在電網(wǎng)推廣。在線傳輸極限計算是其中非常復(fù)雜，且意義重大的功能，其目的是不斷給出電網(wǎng)當(dāng)前主要聯(lián)絡(luò)斷面的傳輸功率的極限值，為調(diào)度操作提供指導(dǎo)。該值過低，不利于發(fā)揮輸配電設(shè)備的能力，過高會帶來較大的安全風(fēng)險。為提高在線傳輸極限計算的性能和效益，中國電力科學(xué)研究院組織專家團(tuán)隊進(jìn)行了深入的研究，并取得令人矚目的成果。

該研究內(nèi)容來源于國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目（973項目）“提高大型互聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的基礎(chǔ)研究”項目中的第四子課題“大型互聯(lián)電網(wǎng)在線運(yùn)行可靠性評估、預(yù)警和決策支持系統(tǒng)”（課題編號：2004CB217904）和國家電網(wǎng)公司資助項目“電力系統(tǒng)動態(tài)安全評估與預(yù)警系統(tǒng)”，在《中國電機(jī)工程學(xué)報》（Proceedings of the CSEE）2010年8月第30卷22期的論文《考慮合理安全原則的大型互聯(lián)電網(wǎng)在線傳輸極限計算》中得到了全面闡述。

計算傳輸極限的方法是找出電網(wǎng)在被研究時段，使斷面?zhèn)鬏敇O限功率增加的變化方式，并按斷面功率增加值的大小逐一校核這些運(yùn)行方式的穩(wěn)定性。當(dāng)某一運(yùn)行方式不再能滿足穩(wěn)定要求時，說明斷面極限已經(jīng)達(dá)到。由于電力系統(tǒng)的狀況及其運(yùn)動軌跡不能精確預(yù)知。不管離線計算還是在線計算，都不可能窮盡所有的運(yùn)行方式并給出結(jié)論，只能用有限的運(yùn)行方式代表被研究時段電力系統(tǒng)的所有變化軌跡，這導(dǎo)致了傳輸極限難以同時滿足安全和效率需求。該文提出的合理安全原則較好地解決了上述矛盾。該原則指出：在線傳輸極限計算過程應(yīng)該反映電網(wǎng)的特征和生產(chǎn)需求（合理性）；計算結(jié)果必須有足夠的保守性以保證實際出現(xiàn)的運(yùn)行方式安全（安全性）。

在合理性原則的實現(xiàn)過程中，該文綜合了電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、傳輸極限的有效時段、其他斷面對被研究斷面的影響以及電網(wǎng)的安全特征等因素，給出了最大限度反映電網(wǎng)特征和計算需求的方法。

安全性原則的實現(xiàn)基于對各種不同穩(wěn)定形式的考察。計算中采用在滿足合理性原則的前提下，對所有穩(wěn)定形式最易失去穩(wěn)定的方向調(diào)節(jié)斷面功率。由此獲得確定傳輸極限的運(yùn)行方式組合集。

用這種方式挑選運(yùn)行方式巧妙地在經(jīng)濟(jì)和安全性之間獲得平衡，該方法一方面用合理性原則剔除了對傳輸極限計算沒有實質(zhì)影響的因素，抓住了決定斷面功率增長的主要電網(wǎng)特征，使分析計算簡化、合理。另一方面，用安全性原則保證只要電網(wǎng)不發(fā)生異常，斷面實際流過的功率不超過計算值，則該功率能安全地傳輸，給調(diào)度員以清晰的指導(dǎo)。

該文所提出的方法已經(jīng)在中國國家電網(wǎng)調(diào)度中心以及多個網(wǎng)、省調(diào)度中心獲得應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。