董昌騰

（國網(wǎng)山東省電力公司冠縣供電公司，山東聊城，252500）

0 引言

傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度運行中的風險評估及診斷主要是針對某一時期的風險狀況采取對應措施，忽視前一調(diào)度階段帶來的影響，不能有效反映電網(wǎng)運行過程中的風險水平。針對這一問題，本文加大了對電網(wǎng)調(diào)度運行過程性風險跟蹤及動態(tài)調(diào)控技術的研究，通過分析電網(wǎng)調(diào)度運行不同階段的運行特點，提出動態(tài)調(diào)控技術，能保證電網(wǎng)調(diào)度運行處于全面監(jiān)控狀態(tài)下，有利于降低電網(wǎng)運行風險，確保供電可靠性。

1 風險跟蹤及動態(tài)調(diào)控體系

1.1 風險跟蹤方法

圖1 總體流程示意圖

通常來講，調(diào)度運行時間間隔越長，則系統(tǒng)會面臨更多風險因素，容易加大風險控制難度。在電網(wǎng)運行過程中，其內(nèi)外部運行條件會發(fā)生變化，故障預測信息逐步完善，能保證風險跟蹤及動態(tài)調(diào)控的有效性和精準化，在保證電力系統(tǒng)供電安全性方面有重要意義。另外，中短期調(diào)度時期產(chǎn)生的組合信息將作為日前調(diào)度時期的數(shù)據(jù)導入，注重前一調(diào)度階段對之后階段的影響。為了準確監(jiān)測電網(wǎng)調(diào)度運行不斷變化的風險信息，本文提出了以下的電力系統(tǒng)過程性風險跟蹤及調(diào)控技術流程圖。

表1 故障概率定級標準

本文提到的中短期、日前及日內(nèi)等多個調(diào)度階段的風險信息采集和風險控制方法存在一定差異，但是風險跟蹤體系是相同的，都采用風險辨識、評估和定級的監(jiān)測方法。在風險源辨識方面，是指根據(jù)風險源信息以及設備停運模型來得到設備停運率，確定電力系統(tǒng)運行時存在的風險問題[1]。不同運行階段關注風險信息的重點不同，需要根據(jù)各階段的電力調(diào)度特點選用相應的分析模型，從而得到準確的風險監(jiān)測結果。在風險評估環(huán)節(jié)，要預測故障發(fā)生后產(chǎn)生的后果，確定電網(wǎng)調(diào)度運行風險指標。進行預測故障下配電網(wǎng)的潮流計算，從而判斷線路以及電力設備是否存在過載風險。在風險定級方面，主要是按照相關的定級原則，將風險指標轉變成多個風險等級。為了更好掌握風險水平，通常利用故障概率等級和產(chǎn)生的后果來確定風險等級，具有定級依據(jù)如表1所示。

1.2 中短期調(diào)度

首先，在風險源信息收集方面，由于這一調(diào)度階段的時間間隔較大，得到的風險預測信息相對粗糙，得到的信息主要是長時間不發(fā)生變化的信息，包括災害預報、線路傳輸功率等。提前得到這些風險預測信息，是這一時期實施風險跟蹤的重要意義。在信息支持下，可進一步設計動態(tài)調(diào)控方法，當監(jiān)測到高風險信息時，要采取適當?shù)膭討B(tài)調(diào)控方法來進行中短期電力調(diào)度規(guī)劃的優(yōu)化調(diào)整，以便保證系統(tǒng)供電有效性。本文主要利用調(diào)度風險的組合模型進行機組組合優(yōu)化設計，使得中短期調(diào)度方案能有效防范風險，真正做到對電網(wǎng)調(diào)度運行風險的把控。

1.3 日前調(diào)度

進行日前調(diào)度計劃調(diào)整時，要充分利用風險源信息。日前調(diào)度時間跨度為24h，主要目的在于確定后續(xù)的機組供電計劃，確保電力系統(tǒng)供電量滿足用戶實際需求。一般來講，日前調(diào)度可收集到較為精準的負荷監(jiān)測數(shù)據(jù)以及設備運行狀態(tài)等信息，這些信息可通過風險跟蹤獲得并為調(diào)度方案的制定提供參考依據(jù)。實際制定調(diào)度計劃時，要建立起考慮災害預報及設備性能等參數(shù)的故障分析模型，具體分析故障變化時造成的電網(wǎng)調(diào)度風險變化原理，以便針對風險產(chǎn)生原因進行調(diào)度的優(yōu)化設計，為后續(xù)的風險管理提供有利條件。在動態(tài)調(diào)整方法選擇上，如果日前調(diào)度階段的風險跟蹤監(jiān)測到高風險信息時，應主要采取動態(tài)調(diào)整方法來進行這一階段的系統(tǒng)供電計劃調(diào)整，以便保證系統(tǒng)運行可靠性。本文主要利用以運行風險為基礎的潮流模型進行調(diào)度計劃優(yōu)化設計，在已經(jīng)確定的滿足風險防范條件的機組組合基礎上，優(yōu)化調(diào)整已有的機組出力計劃，進一步提高電力系統(tǒng)運行效益和風險防控能力，為電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行提供保障。

1.4 日內(nèi)實時調(diào)度

日內(nèi)實時調(diào)度指的是針對未來1小時或15分鐘的電網(wǎng)運行狀況進行調(diào)度，主要目的在于確保電網(wǎng)實時功率符合既定標準，能保證系統(tǒng)供電過程的順利進行。在日內(nèi)實時調(diào)度時期，風險跟蹤得到的風險預警信息較為準確，并且能及時獲取電力設備運行狀態(tài)信息，利用上述信息，不僅計算得到設備故障概率，還能識別出故障發(fā)生可能性較高的設備，以便做好對應的防控措施[2]。另外，利用實時的系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測信息，能及時發(fā)現(xiàn)處于高危狀態(tài)的設備，例如，變壓器過載和線路阻塞等現(xiàn)象，可通過分析設備狀態(tài)信息有較好掌握，通過及時解決系統(tǒng)內(nèi)故障設備來保證供電穩(wěn)定性。當風險跟蹤監(jiān)測出在高風險信息時，要采取動態(tài)調(diào)控方法進行機組日內(nèi)實時調(diào)度時期的調(diào)度計劃調(diào)整，保證調(diào)度計劃有效落實到電網(wǎng)運行過程中。對高故障發(fā)生率的電力設備與危險較高的設備來講，針對它們引起的風險問題要采取針對性調(diào)控方法。

2 應用案例

2.1 中短期調(diào)度

本文主要以某個電力調(diào)度周期為例，具體分析中短期調(diào)度及日前調(diào)度的風險跟蹤及動態(tài)調(diào)控結果，進而說明電網(wǎng)調(diào)度運行過程中風險跟蹤及調(diào)度調(diào)整的有效性。首先在中短期調(diào)度方面，以某直流特高壓工程為例，當這一線路產(chǎn)生功率波動時，將對該地區(qū)電網(wǎng)正常運行帶來一定影響。將線路中傳輸功率的波動變化看作是風險源，當傳輸功率降低15%時，如果不能及時采取調(diào)度措施，將導致區(qū)域電網(wǎng)出現(xiàn)1200MW的功率缺口，多個變電站處于母線電壓較低的狀態(tài)，會加大電網(wǎng)運行風險。在調(diào)度措施選擇上，為了加大對功率波動帶來風險的控制，應采用基于風險的中短期機組組合模型，盡可能使供電裝置處于開機狀態(tài)，從而彌補功率波動造成的功率缺口。

2.2 日前調(diào)度

從日前調(diào)度階段的風險跟蹤結果來看，災害預報顯示次日會有臺風經(jīng)過聊城市部分區(qū)域，導致周圍地區(qū)遭遇強降雨[3]。這種天氣情況下，使得區(qū)域內(nèi)多個500kV變電站處于強降雨范圍內(nèi)，容易造成線路和設備損壞等。根據(jù)基于降雨以及設備運行狀態(tài)的線路故障發(fā)生可能性模型，可觀察到設備故障率較高，其對應的線路為主要風險源。結合線路運行實際情況和線路潮流計算結果，可進一步得出故障產(chǎn)生原因和風險等級。為了有效防范這一故障問題，主要借助最優(yōu)潮流模型，進行機組出力組合的優(yōu)化調(diào)整，是提高電力系統(tǒng)供電水平的關鍵。通過增加周邊機組的出力，可達到電力供需平衡的目的。同時降低由于線路故障帶來的風險，可保證系統(tǒng)安全運行。另外，在日內(nèi)實時調(diào)度方面。由風險跟蹤結果得出存在有的線路負載率較高，設備運行時面臨較大風險，要采取緊急控制措施。根據(jù)預測故障下的電網(wǎng)運行分析及潮流計算，能進一步得到風險問題造成的后果，主要體現(xiàn)在通道受阻方面。實施動態(tài)調(diào)控措施時，在已經(jīng)確定的機組組合計劃基礎上，合理調(diào)節(jié)部分機組處理，以便達到系統(tǒng)運行目標。

3 結論

電網(wǎng)調(diào)度運行過程中的風險跟蹤及動態(tài)調(diào)控技術的使用，能為電網(wǎng)運行可靠性提供保障。這一技術主要采取風險辨別、評估和定級的跟蹤方法，以便及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)運行出現(xiàn)的風險問題，為調(diào)度工作有效開展提供有效的風險信息，從而保證電力調(diào)度滿足設備用電需求。并且在動態(tài)調(diào)控技術作用下，可結合系統(tǒng)運行情況采取相應的調(diào)度措施，有利于降低電網(wǎng)運行風險水平，體現(xiàn)出重要的現(xiàn)實意義。