冷慶 唐榮

摘要：隨著我國市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，電力行業(yè)的穩(wěn)定性所發(fā)揮出來的功能價(jià)值也越來越明顯。就在電力資源為人們的日常生活帶來便利的同時(shí)，也存在著非常大的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。而電力所產(chǎn)生的一系列運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)則無時(shí)無刻的威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。在電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)是電力運(yùn)行過程中的主要載體，因而工作人員對(duì)電網(wǎng)連鎖故障的傳播機(jī)制和積極防御就顯得尤為重要。文章闡述了電力介數(shù)的理論技術(shù)對(duì)電網(wǎng)連鎖故障的傳播機(jī)制和積極防御的益處。

關(guān)鍵詞：電氣介數(shù)；電網(wǎng)連鎖故障；傳播機(jī)制；積極防御

電網(wǎng)工作人員的專業(yè)技術(shù)是合理利用電力資源的有效保證。然而，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的不斷加快，對(duì)現(xiàn)有電力系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)提出了新的要求。電力技術(shù)需求的主要體現(xiàn)是對(duì)電氣介數(shù)的電網(wǎng)連鎖故障的預(yù)警和防御。對(duì)于這一要求，近幾年我國電力系統(tǒng)與電力企業(yè)在電網(wǎng)連鎖故障的防御問題上存在缺失，這就造成了電力災(zāi)害以及電網(wǎng)事故的頻頻發(fā)生。所以，電網(wǎng)工作人員在對(duì)此問題加強(qiáng)重視的同時(shí)，還要分析電氣介數(shù)的電網(wǎng)連鎖故障建模的實(shí)踐過程。只有對(duì)電網(wǎng)連鎖故障發(fā)生的原因有個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)后，才能提高電網(wǎng)專業(yè)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的引用，進(jìn)而提高電力資源的利用效率。

一、電氣介數(shù)的電網(wǎng)連鎖故障建模實(shí)踐

（一） 共性建模

電氣介數(shù)能夠反映和展現(xiàn)出全網(wǎng)潮流傳播的實(shí)際占用節(jié)點(diǎn)情況，這與加權(quán)介數(shù)的技術(shù)理論相似。都是通過對(duì)占用節(jié)點(diǎn)的亮化作用來體現(xiàn)出全網(wǎng)在潮流傳播方面的價(jià)值，并以此價(jià)值來思考電氣介數(shù)系統(tǒng)中具有普遍適合性的建模生成。在網(wǎng)絡(luò)中信息數(shù)據(jù)量龐大，這在一定程度上會(huì)影響建模的生成。所以，為了降低對(duì)建模的影響，要注意控制對(duì)節(jié)點(diǎn)被最短路徑所占用的次數(shù)。并根據(jù)電路原理的理論基礎(chǔ)，使電網(wǎng)介數(shù)能夠在所有的路徑中進(jìn)行傳播。這種共性建模的作用主要表現(xiàn)在兩種情況下，一種是模型的調(diào)整系數(shù)是常數(shù)，而共性模型的獲取方法是正比于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的電網(wǎng)介數(shù)。所以，如果模型的實(shí)驗(yàn)還是不斷的按照比例來調(diào)整，那么就很容易導(dǎo)致調(diào)整狀態(tài)的減小或者是變慢。這在很大程度上增加了線路阻抗調(diào)整次數(shù)，嚴(yán)重的影響了調(diào)整速度。另一種是共性建模利用電氣介數(shù)成功代替了加權(quán)介數(shù)，并作為節(jié)點(diǎn)過載退出了運(yùn)行判斷依據(jù)。與此同時(shí)，還增大了線路阻抗，降低了相應(yīng)的傳輸容量。這種建模的物理理論背景更加負(fù)荷電力系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況。

（二） 算法流程

電氣介數(shù)的故障建模是通過精密的數(shù)學(xué)演算和檢驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)的，如果對(duì)演算過程的重視度不夠就不能保證其準(zhǔn)確性，那么完成的建模就發(fā)揮不出其應(yīng)有的作用。綜上所述，電力系統(tǒng)的連鎖故障的建模過程的數(shù)學(xué)演算流程是以下內(nèi)容。首先，把故障發(fā)生前的系統(tǒng)狀態(tài)設(shè)為W（O），并給出對(duì)應(yīng)的α和β。然后再利用公式來計(jì)算出各個(gè)節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的介數(shù)閥值和電氣介數(shù)。其中介數(shù)閥值的運(yùn)算公式為

式中 是指發(fā)生故障前節(jié)點(diǎn)i的電氣介數(shù)，而 和 是指節(jié)點(diǎn)i的運(yùn)行閥值和極限閥值。其次，按條件的或者是任意的選擇節(jié)點(diǎn)使其發(fā)生故障，而后將這一故障節(jié)點(diǎn)進(jìn)行完全移除。并把設(shè)此電力系統(tǒng)的狀態(tài)是W（t），t=1。再次，就是在W（t）的系統(tǒng)狀態(tài)下重新計(jì)算各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電氣介數(shù)。如果各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電氣介數(shù)都沒有超過電氣介數(shù)的運(yùn)行閥值，那么電網(wǎng)連鎖故障就會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。還可以通過W（t）對(duì)大于電氣介數(shù)閥值的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一定的調(diào)整，這樣就可以成功的模擬節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)連鎖故障的過程。實(shí)現(xiàn)了這一輪模擬就可以令t=t+1來進(jìn)行下一輪模擬。最后，就是對(duì)電網(wǎng)連鎖故障出現(xiàn)前后的種種變化進(jìn)行計(jì)算，尤其是對(duì)最大傳輸能力以及連通性水平的變化計(jì)算，這是評(píng)價(jià)故障出現(xiàn)嚴(yán)重程度的重要衡量因素。

二、電氣介數(shù)的電網(wǎng)連鎖故障傳播機(jī)制與積極防御

（一）傳播機(jī)制

傳播機(jī)制是對(duì)電網(wǎng)連鎖故障的發(fā)生過程進(jìn)行分析的主要方法。傳播機(jī)制對(duì)于電氣介數(shù)的電網(wǎng)連鎖故障的應(yīng)用主要體現(xiàn)在眾多的故障原因以及不同時(shí)間的長短過程上。然而將這些故障表現(xiàn)形式歸類發(fā)現(xiàn)，這些故障都體現(xiàn)在發(fā)電機(jī)的停滯或者是供電線路在對(duì)連鎖反映的跳閘方面。這兩方面因素或長或短的過程都會(huì)導(dǎo)致電氣系統(tǒng)的頻率失穩(wěn)、系統(tǒng)解列以及電壓崩潰等故障的出現(xiàn)。這些故障的發(fā)生原因都是初始故障將引發(fā)的潮流問題大量的轉(zhuǎn)移，使得相鄰繼電保護(hù)存在隱性故障或者是線路過載的問題。根據(jù)近幾年頻發(fā)的大停電事故案例，對(duì)其發(fā)生前后的數(shù)據(jù)變化進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)分析。進(jìn)而發(fā)現(xiàn)偶然性的故障引發(fā)了電網(wǎng)相繼短路或中斷，而就是這些偶然故障是構(gòu)成電網(wǎng)大停電故障的途徑。這些電網(wǎng)短路或中斷的的發(fā)生給電網(wǎng)災(zāi)難造成了不同程度的影響，通過詳細(xì)的技術(shù)分析可將這些途徑分為五個(gè)階段。具體分為快速相繼開斷階段、緩慢相繼開斷階段、雪崩階段、短暫震蕩階段以及漫長恢復(fù)階段。再通過對(duì)發(fā)生故障時(shí)間的長短過程進(jìn)行分析可做進(jìn)一步劃分，這樣就可以把雪崩和短暫震蕩兩個(gè)階段去掉。進(jìn)而把電網(wǎng)連鎖故障的物理變化過程歸結(jié)到緩慢相繼開斷、漫長恢復(fù)以及快速相繼開斷這三階段。最后，再對(duì)不同階段故障前后的信息數(shù)據(jù)變化進(jìn)行細(xì)致的分析，以避免日后的電網(wǎng)連鎖故障的發(fā)生。

（二）積極防御

明確了電網(wǎng)連鎖事故的發(fā)生階段及原因，就可以對(duì)后續(xù)的故障問題進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)。除此之外，還可以通過電氣介數(shù)對(duì)電網(wǎng)連鎖故障的發(fā)生原因進(jìn)行縝密的分析。這樣就可以將眾多問題發(fā)生的因素進(jìn)行詳細(xì)清晰的歸類，有助于防御電網(wǎng)事故的工作人員找到積極防御的工作思路。對(duì)于電網(wǎng)連鎖故障的出現(xiàn)，首先工作人員要做的就是對(duì)故障的維修和處理。電氣介數(shù)并不能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行閥值的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接的急停任務(wù)，還需要通過增大支路阻抗的同時(shí)減小傳輸容量的手段才能實(shí)現(xiàn)對(duì)于故障的控制。在此維修的過程中除了利用電氣介數(shù)的技術(shù)理論外，還要考慮到人為因素。

比如，當(dāng)電網(wǎng)連鎖故障的初始階段人為的移除部分的節(jié)點(diǎn)，也是降低剩余節(jié)點(diǎn)在全網(wǎng)中的電氣介數(shù)比重的一項(xiàng)有效措施。因?yàn)槿藶橐瞥材茉谝欢ǔ潭壬蠈?shí)現(xiàn)降低電網(wǎng)連鎖的故障影響的目的，進(jìn)而根解決電力系統(tǒng)解列的事故問題。然而人為的移除節(jié)點(diǎn)需要在兩個(gè)前提條件下進(jìn)行，第一個(gè)條件是所移除的節(jié)點(diǎn)自身擔(dān)負(fù)的電氣介數(shù)要很小，這樣就不會(huì)影響到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。所以，所移除的節(jié)點(diǎn)不能是關(guān)鍵性的。第二個(gè)條件是所移除的節(jié)點(diǎn)能為其他節(jié)點(diǎn)的電氣介數(shù)帶來很大作用，因?yàn)槿藶橐瞥枰獙?shí)現(xiàn)最大程度的降低剩余節(jié)點(diǎn)的介數(shù)水平。所以，適當(dāng)?shù)脑黾尤藶橐蛩厥窃鰪?qiáng)電網(wǎng)事故防范的另一措施。這一防御內(nèi)容需要工作人員不斷提高自身的專業(yè)素質(zhì)，如物理理論知識(shí)、高數(shù)，這樣才能更好的管理一線的電力施工人員。此外，還要對(duì)電氣介數(shù)的運(yùn)行情況進(jìn)行定期的監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)問題就可以及時(shí)的進(jìn)行解決。

總結(jié)：

總而言之，文章以電氣介數(shù)的電網(wǎng)連鎖故障傳播機(jī)制與積極防御作為重點(diǎn)研究對(duì)象，提出了傳播機(jī)制與積極防御的運(yùn)作方式。具體解決了不同電氣介數(shù)節(jié)點(diǎn)的失效問題，最大程度的降低了其對(duì)電網(wǎng)輸電能力以及電力系統(tǒng)連通性的影響。電網(wǎng)連鎖故障的產(chǎn)生原因是單一元件所引發(fā)的一系列連鎖問題。而對(duì)于電力災(zāi)難事故的發(fā)生問題，只有通過電網(wǎng)相應(yīng)技術(shù)的保護(hù)以及傳播體質(zhì)的完善來保證。除此之外，人力移除節(jié)點(diǎn)也是使電網(wǎng)連鎖故障運(yùn)行安全的因素之一。

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