韓露
摘 要:本文利用當(dāng)前電網(wǎng)的實(shí)際參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋽?shù)據(jù)、 運(yùn)行方式代入到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析模型中進(jìn)行分析,并結(jié)合不同設(shè)備元件的歷史運(yùn)行情況分析其健康狀態(tài)得出對(duì)應(yīng)的故障發(fā)生概率以及潛在故障的損失,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)整體的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。本方法和對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)為調(diào)度人員把握電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)、了解電網(wǎng)運(yùn)行潛在風(fēng)險(xiǎn)提供有力參考,確保了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:設(shè)備健康度;運(yùn)行方式;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;電網(wǎng)調(diào)度
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.169
0 引言
隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快以及經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高,社會(huì)用電負(fù)荷越來(lái)越大,快速增長(zhǎng)的用電負(fù)荷給電力系統(tǒng)帶來(lái)沉重的壓力。目前,地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度工作中需要人工進(jìn)行運(yùn)行方式的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,這種方式不僅工作量大,還可能造成遺漏。為了防止人工進(jìn)行運(yùn)行方式評(píng)估所造成遺漏,有必要開(kāi)發(fā)地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估自動(dòng)評(píng)估當(dāng)前方式下的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),篩選出存在事故隱患的薄弱環(huán)節(jié)并給出直觀的量化評(píng)估結(jié)果,從而及時(shí)提醒調(diào)度員采取必要措施,保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
1 計(jì)及電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備健康狀態(tài)的失效幾率評(píng)估
地區(qū)電網(wǎng)一般采取開(kāi)環(huán)運(yùn)行的方式,因此在故障發(fā)生時(shí),為快速恢復(fù)地區(qū)電網(wǎng)的供電則依賴(lài)于自動(dòng)裝置的正確動(dòng)作以及斷路器的遠(yuǎn)方遙控操作。反之,若電網(wǎng)中的自動(dòng)裝置不能正確動(dòng)作,或者斷路器遙控拒動(dòng)則會(huì)釀成非計(jì)劃停電事故。鑒于以上原因,要正確評(píng)估電網(wǎng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)則需要考慮自動(dòng)裝置以及斷路器的失效幾率。為此本文首先給定運(yùn)行設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估方法從而計(jì)算斷路器的潛在失效幾率,其具體評(píng)估方法如下:
步驟1:統(tǒng)計(jì)斷路器的額定開(kāi)斷次數(shù)N、額定開(kāi)斷電流Ie、已開(kāi)斷次數(shù)以及每次開(kāi)斷的電流大小。
步驟2:根據(jù)以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)斷路器的開(kāi)斷次數(shù)與開(kāi)斷電流的關(guān)系,計(jì)算出斷路器目前存在的磨損,其計(jì)算公式如下式(1)所示:
(1)
其中Si為斷路器第i次開(kāi)斷的磨損(由第i次開(kāi)斷的電流和廠(chǎng)商提供的參數(shù)得到)。N為該斷路器的額定開(kāi)斷次數(shù),M為開(kāi)斷額定電流時(shí)的磨損。
步驟3:統(tǒng)計(jì)斷路器前五年的歷史故障率,并取出五年中該斷路器故障率的最大值λmax與最小值λmin。
步驟4:根據(jù)斷路器的歷史故障率與斷路器磨損狀態(tài)計(jì)算其潛在失效幾率,其具體計(jì)算公式如下式(2)所示:
λ=[(λmax-λmin)∑Qs+λmin]×100% (2)
2 計(jì)及設(shè)備健康狀態(tài)的電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)估
2.1 一般回復(fù)送電操作方法
根據(jù)上述內(nèi)容可以得到電網(wǎng)中運(yùn)行設(shè)備的潛在失效幾率,結(jié)合常規(guī)的電網(wǎng)運(yùn)行方式N-1掃描則可以得出電網(wǎng)失壓事故發(fā)生的幾率及其對(duì)應(yīng)的負(fù)荷損失。其具體步驟如下:
步驟1:利用數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存儲(chǔ)的解析后的當(dāng)前電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)生成用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù);依據(jù)所述電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)以及導(dǎo)入的檢修計(jì)劃中檢修設(shè)備及其停運(yùn)時(shí)間,將所述電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)中與所述檢修設(shè)備匹配的設(shè)備刪除;
步驟2:將從所述數(shù)據(jù)庫(kù)獲取的當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)中檢修設(shè)備的狀態(tài)改為檢修狀態(tài);由刪除設(shè)備后的電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)與標(biāo)注有檢修狀態(tài)的當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù),生成檢修時(shí)的拓?fù)鋽?shù)據(jù)。
步驟3:根據(jù)“N-1原則”對(duì)電網(wǎng)元件進(jìn)行掃描。若在掃描過(guò)程中存在失壓區(qū)域,則采用常見(jiàn)的“點(diǎn)集收縮算法”計(jì)算對(duì)失壓區(qū)域復(fù)電的路徑。根據(jù)設(shè)備健康狀態(tài)的評(píng)估結(jié)果,則可以得出區(qū)域復(fù)電的成功幾率,其具體如下式(3)~(4)所示:
(3)
(4)
式中為對(duì)第k個(gè)元件故障時(shí)通過(guò)操作路徑L對(duì)失壓區(qū)域復(fù)電的成功幾率,L為恢復(fù)失壓區(qū)域的復(fù)電路徑,i為該路徑上的斷路器,λi為斷路器i的潛在失效幾率。Gk為失壓區(qū)域的復(fù)電幾率,其值為所有復(fù)電路徑成功率的最大值。
2.2 計(jì)及設(shè)備健康狀態(tài)的電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)估
采用Var風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)估模型給出具體的量化評(píng)估結(jié)果。其大小為:
(5)
其中R為量化的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果,Gk為對(duì)第k個(gè)元件故障時(shí)的復(fù)電成功幾率,為第k個(gè)元件故障時(shí)的損失負(fù)荷大小,D為電網(wǎng)中所有元件的集合。其值具體大小由公式(6)求得。
(6)
式(6)中P為故障后會(huì)造成負(fù)荷損失的元件集合,floss為存在失壓情況的區(qū)域負(fù)荷,T為不會(huì)造成負(fù)荷損失的元件集合。
2.3 電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)估裝置的實(shí)現(xiàn)
本文提出的電網(wǎng)運(yùn)行方式的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估裝置,包括:拓?fù)涔芾砟K,用于利用數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存儲(chǔ)的解析后的當(dāng)前電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)生成用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù);拓?fù)湫薷哪K,用于依據(jù)所述電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)以及導(dǎo)入的檢修計(jì)劃中檢修設(shè)備及其停運(yùn)時(shí)間,將所述電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)中與所述檢修設(shè)備匹配的設(shè)備刪除;檢修狀態(tài)修改模塊,用于將從所述數(shù)據(jù)庫(kù)獲取的當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)中檢修設(shè)備的狀態(tài)改為檢修狀態(tài);拓?fù)渖赡K,用于由刪除設(shè)備后的電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)與標(biāo)注有檢修狀態(tài)的當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù),生成檢修時(shí)的拓?fù)鋽?shù)據(jù);風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊,用于將所述檢修時(shí)的拓?fù)鋽?shù)據(jù)代入到本發(fā)明所提出的量化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析模型中進(jìn)行分析,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同運(yùn)行方式下電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。上述所述的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估裝置和服務(wù)器,用于從數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)獲取當(dāng)前電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)以及當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)解析模塊,用于對(duì)所述當(dāng)前電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)進(jìn)行解析;數(shù)據(jù)庫(kù)模塊,用于將解析后的當(dāng)前電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)以及所述當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)存入到所述數(shù)據(jù)庫(kù)。
3 小結(jié)
本文提供了一種電網(wǎng)運(yùn)行方式的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法、裝置及系統(tǒng),利用當(dāng)前電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)、當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及導(dǎo)入的檢修計(jì)劃中檢修設(shè)備及其停運(yùn)時(shí)間,生成檢修時(shí)的拓?fù)鋽?shù)據(jù),通過(guò)將電網(wǎng)的拓?fù)鋽?shù)據(jù)代入到“計(jì)及設(shè)備健康狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析模型”中進(jìn)行分析,對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,從而實(shí)現(xiàn)包含檢修時(shí)間跨度的實(shí)時(shí)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,對(duì)未發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)和量化評(píng)估,以便電網(wǎng)運(yùn)行和管理人員合理安排檢修時(shí)序以及時(shí)采取有效措施降低電網(wǎng)失壓,確保對(duì)用戶(hù)的可靠性供電以及電力設(shè)備運(yùn)行的安全性。