桂前進++黃向前

摘要：各種原因的設(shè)備停運，會使電網(wǎng)的運行拓撲發(fā)生變化，從而影響到電網(wǎng)的供電能力和故障承受能力。文章根據(jù)電力生產(chǎn)的特點，將設(shè)備停運劃分為4大集合，然后利用集合運算及邏輯判斷的知識提出一種基于計算機輔助分析的設(shè)備停運判別方法，接著在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了反映停電風險大小的電網(wǎng)風險評估模型，最后就電網(wǎng)預警定級體系的建設(shè)進行闡述，并佐以計算實例。文章的目的是希望為提高電網(wǎng)運行風險分析和管控水平而拋磚引玉，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供高效智能化決策和快速反應能力支撐。

關(guān)鍵詞：設(shè)備停運；電網(wǎng)預警；N-1；

中圖分類號 ： TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

因計劃檢修、電網(wǎng)改造、突發(fā)故障等原因，電網(wǎng)中的供配電設(shè)施會經(jīng)常出現(xiàn)停運。雖然我們的電網(wǎng)規(guī)劃至少滿足“N-1”，但這不等于設(shè)備停運不會給電網(wǎng)運行帶來風險。文章欲通過分析設(shè)備停運情況，找出電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)并確定風險級別，實現(xiàn)未雨綢繆。

1 設(shè)備停運與電網(wǎng)穩(wěn)定的關(guān)系

當前的電網(wǎng)建設(shè)基本基于“N-1”準則，該準則下的電網(wǎng)穩(wěn)定性分析：

⑴以變電站為例。雙變布置的110kV變電站低壓側(cè)分列運行（通過母分備自投保證“N-1”）。當1#變檢修時，其所帶負荷將倒到2#變。這時，若有突發(fā)事件導致2#變跳閘，則全所將失電，造成電網(wǎng)穩(wěn)定性的極大下降。

⑵以線路為例?！笆掷帧本€路中的其中一回進行局部檢修，其未檢修部分的負荷將通過聯(lián)絡開關(guān)由對側(cè)線路轉(zhuǎn)供，這時運行段任一點發(fā)生故障，將在實際上造成兩回“手拉手”線路全停。

綜上，設(shè)備停運必然造成電網(wǎng)的可靠性下降，必然使電網(wǎng)出現(xiàn)運行薄弱點。對于這些薄弱點，我們要通過科學的方法加以排查，并給出薄弱程度，以引起關(guān)注。

2 設(shè)備停運的分析方法

2.1 設(shè)備停運的類型概述

就當前來說，設(shè)備停運不外乎兩大類：①計劃停運；②故障停運。其中，計劃停運是為了檢修帶缺陷設(shè)備，或者配合電網(wǎng)改造，其在本質(zhì)上是可預知的，但受環(huán)境等因素影響，實際開完工時間可能與批準時間不吻合，使得電網(wǎng)分析不精確。而故障停運完全是不可預知的，需結(jié)合遙信、遙測及保護動作的綜合分析才能排查。為了實現(xiàn)對電網(wǎng)事前預控、事后快速響應，就需要借助計算機實時分析網(wǎng)絡中設(shè)備停運的情況，以及時形成應對性措施。

2.2基于計算機輔助的設(shè)備停運快速分析

實施步驟（按先后順序）：

⑴從EMS系統(tǒng)獲取電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如拓撲、遙測、遙信等）和保護遙信 （變位、告警等）；從電力OMS系統(tǒng)獲取未來時段的計劃檢修工作票數(shù)據(jù)。

⑵基于第一步驟中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過圖論遍歷算法，統(tǒng)計出電網(wǎng)設(shè)備相連聯(lián)通鏈路數(shù)。遍歷規(guī)則：以某一主設(shè)備（指母線、發(fā)電機、主變和線路，下同）開始，其他主設(shè)備終止，遇到開關(guān)、刀閘設(shè)備則以其遙信狀態(tài)為閉合作為繼續(xù)遍歷條件，否則終止。

⑶提取聯(lián)通鏈路數(shù)為0的電網(wǎng)設(shè)備，構(gòu)建集合W停運設(shè)備；結(jié)合遙測，從W停運設(shè)備中選擇一部分設(shè)備構(gòu)成W可疑停運設(shè)備（要求是其遙測數(shù)據(jù)大于某一設(shè)定限值）。

⑷分析設(shè)備停運原因。具體為：①從檢修工作票數(shù)據(jù)中解析出檢修設(shè)備集合，記作W設(shè)備檢修。②基于保護動作信息，構(gòu)建故障跳閘停運設(shè)備集合，記作W故障跳閘。③在①、②基礎(chǔ)上，對W停運設(shè)備、W可疑停運設(shè)備進行綜合判斷，分析設(shè)備停運的具體原因：若設(shè)備在W停運設(shè)備和W設(shè)備檢修中，則設(shè)備停運原因是檢修；若設(shè)備在W停運設(shè)備中，不在W設(shè)備檢修中，但在W故障跳閘中，則設(shè)備停運原因是故障跳閘；若設(shè)備在W可疑停運設(shè)備和W設(shè)備檢修中，則設(shè)備停運原因是設(shè)備檢修；若設(shè)備在W可疑停運設(shè)備中，不在W設(shè)備檢修中，但在W故障跳閘中，設(shè)備停運原因是故障跳閘；若設(shè)備在W停運設(shè)備或W可疑停運設(shè)備中，不在W設(shè)備檢修中，也不在W故障跳閘中，則設(shè)備停運原因為數(shù)據(jù)異常。

3 電網(wǎng)預警體系建設(shè)

3.1電網(wǎng)風險評估模型構(gòu)建

作為電網(wǎng)運行和調(diào)控，僅僅掌握設(shè)備停運原因是不夠的，還必須了解在特定停運情況下的電網(wǎng)風險程度，以便制定預案，提前做好準備。為此，文章建立以下模型。

⑴定義停電風險。

（1）

上式中，為與相關(guān)停運設(shè)備有關(guān)的有功負荷，為各有功負荷的價值系數(shù)（反映其重要程度），為各有功負荷的停電概率。

⑵計算各種潛在因素（如外力破壞、繼保誤動、設(shè)備老化等）綜合作用下，各有功負荷停電的概率，即式（1）中的。

（2）

上式中：為負荷不停電概率，為為供應負荷的第個電力設(shè)備的停運概率（設(shè)與負荷有關(guān)的電力設(shè)備組合為）。

⑶設(shè)計總體流程。主要包含電網(wǎng)初始化、特定設(shè)備停運概率計算、電網(wǎng)拓撲更新、最小損失切負荷計算等步驟。

3.2預警級別定級

參考國網(wǎng)公司有關(guān)規(guī)定，電網(wǎng)預警級別按停電風險系數(shù)的大小來劃分，具體為特別重大（停電風險系數(shù)在40%以上）、重大（20%～40%）、較大（10%～20%）和一般（10%以下）4個級別。對于配電網(wǎng)的預警定級，可參照以下流程：①，計算停電概率1情況下特定待評價區(qū)域的停電總損失；②，采用上一小節(jié)所述方法，對待評價區(qū)域進行停電風險評估；③，將②的計算值除以①的計算值，得到停電風險系數(shù)，再對照預警標準，確定出預警級別。

3.3計算實例

文章以文獻[3]中IEEE43節(jié)點系統(tǒng)為例（限于篇幅，拓撲和參數(shù)不再列示），假設(shè)待評估區(qū)域為節(jié)點21、24、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、40、42所包圍的區(qū)域。計算得到該區(qū)域在“33-38”線路停運的情況下的停電風險系數(shù)為11.77%，即處于較大風險范圍。因此，應在確知“33-38”線路停運后，加強被評價區(qū)域電網(wǎng)的巡線力度，同時做好搶修準備，并通知沿線客戶做好應急預案等。

4 結(jié)語

設(shè)備停運不可避免，但我們應構(gòu)建先進的數(shù)學模型來評估電網(wǎng)承受的風險，并以量化的方式確定預警級別。這一方面方便運維部門采取針對性措施，另一方面也能提升供電服務的質(zhì)量，應予以推廣。

參考文獻

[1] 李 銳.基于停電風險評估的城市配電網(wǎng)應急預警方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2010.（2）：38-39.

[2] 蘇海峰.考慮多種影響因素的配電網(wǎng)運行風險評估[J]，電測與儀表，2014.（3）：48-50

[3] 王興剛.電網(wǎng)運行風險評估方法[J]，云南電力技術(shù)，2013.（9）：173-174