（國網(wǎng)浙江省電力有限公司，杭州 310007）

0 引言

隨著交直流混聯(lián)電網(wǎng)和新能源的迅速發(fā)展，大電網(wǎng)運(yùn)行特性發(fā)生了深刻變化[1-2]。與此同時，臺風(fēng)、雷電、冰凍、山火等自然災(zāi)害對電網(wǎng)的影響日益突出[3-4]，其中夏季臺風(fēng)給我國東南沿海地區(qū)的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大威脅[5-7]。為增強(qiáng)大電網(wǎng)抵御臺風(fēng)等極端惡劣天氣影響的能力，在精細(xì)化調(diào)控、風(fēng)險全過程辨識與管控等方面，對電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行均提出了更高的要求。目前，電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行在分析、決策、執(zhí)行等環(huán)節(jié)依然很大程度依賴于調(diào)控員的經(jīng)驗。在臺風(fēng)等極端惡劣天氣影響下，電網(wǎng)運(yùn)行特性呈現(xiàn)非連續(xù)性、不確定性特點，傳統(tǒng)的經(jīng)驗型調(diào)度已經(jīng)難以滿足電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的要求，迫切需要深化支撐技術(shù)研究，加快先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用。

眾多學(xué)者在電力系統(tǒng)安全防御和新一代調(diào)控系統(tǒng)方面開展了大量的研究。文獻(xiàn)[8-9]分別介紹了電網(wǎng)防災(zāi)調(diào)度系統(tǒng)和臺風(fēng)預(yù)警防御框架，提出基于大數(shù)據(jù)和態(tài)勢感知方法來提升大電網(wǎng)安全防御能力的思路。此外，隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，調(diào)控機(jī)器人在電網(wǎng)風(fēng)險辨識、故障協(xié)同處置等方面具有重大應(yīng)用潛力[10-12]。為促進(jìn)電網(wǎng)調(diào)控與人工智能技術(shù)的深度融合，文獻(xiàn)[13-16]提出電網(wǎng)調(diào)控領(lǐng)域人工智能技術(shù)框架與平臺體系，歸納了實現(xiàn)電網(wǎng)智能感知、分析與控制的關(guān)鍵技術(shù)。

然而，面對極端惡劣天氣，如何將上述理論方法、研究框架落地，尋找支撐智慧調(diào)度實用化的突破口至關(guān)重要。本文以浙江電網(wǎng)抗擊2019年9 號臺風(fēng)“利奇馬”為例，從時間和空間兩個維度回顧了220 kV 和500 kV 系統(tǒng)極端薄弱運(yùn)行方式的形成過程及調(diào)度處置關(guān)鍵步驟；進(jìn)而總結(jié)出超強(qiáng)臺風(fēng)對電網(wǎng)影響的新特點、調(diào)度經(jīng)驗及處置難點；歸納人工抗臺應(yīng)急處置的技術(shù)支持需求；最后，從智慧調(diào)度故障應(yīng)急處置的作用、需求及關(guān)鍵技術(shù)等角度，探討了“利奇馬”對省級電網(wǎng)抗臺應(yīng)急處置的啟示。

1 超強(qiáng)臺風(fēng)“利奇馬”對浙江電網(wǎng)的影響

1.1 影響概況

2019-08-10 T 01:45，9 號臺風(fēng)“利奇馬”在浙江臺州溫嶺沿海登陸，登陸時中心最大風(fēng)力16級，最大風(fēng)速52 m/s，是有歷史記錄以來在浙江登陸的第三強(qiáng)超級臺風(fēng)。臺風(fēng)“利奇馬”在浙江滯留近20 h，臺風(fēng)中心先后穿過臺州、金華、紹興、杭州和湖州等地，于08-10 T 22:00 離開浙江進(jìn)入江蘇境內(nèi)。

超強(qiáng)臺風(fēng)“利奇馬”呈現(xiàn)風(fēng)雨強(qiáng)度大、持續(xù)時間長、影響范圍廣的特點。受其影響，浙江東部沿海地區(qū)出現(xiàn)暴雨大風(fēng)天氣，造成主配網(wǎng)設(shè)備密集跳閘，其中500 kV 主變2 臺、500 kV 線路10條（32 條次）、220 kV 母線4 條、220 kV 線路40條（87 條次）。500 kV 及220 kV 設(shè)備跳閘最密集時段為08-10 T 0:00—1:00，平均1 min 跳閘1次；其次是08-10 T 1:00—4:00，平均3 min 跳閘1 次。

1.2 局部地區(qū)供電能力嚴(yán)重削弱

“利奇馬”給浙江電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大威脅。在浙江11 個地區(qū)中，臺風(fēng)登陸的臺州地區(qū)受災(zāi)尤其嚴(yán)重，曾一度造成3 個極度薄弱供電方式，電網(wǎng)局部供電能力嚴(yán)重下降。如圖1 所示，臺州電網(wǎng)調(diào)度口徑最大負(fù)荷由506 萬kW 降至163萬kW，降幅高達(dá)67.8%，最低負(fù)荷僅61 萬kW。

2 調(diào)度應(yīng)急處置過程

2.1 臺風(fēng)影響前的電網(wǎng)風(fēng)險預(yù)控措施

根據(jù)歷年臺風(fēng)對浙江電網(wǎng)的影響規(guī)律，結(jié)合氣象部門發(fā)布的“利奇馬”臺風(fēng)實時風(fēng)力和預(yù)測路徑信息，各級調(diào)度專業(yè)積極落實預(yù)防預(yù)控措施，加強(qiáng)與設(shè)備、營銷等專業(yè)協(xié)同配合，抵御臺風(fēng)極端惡劣天氣對電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險及影響。

圖1 “利奇馬”臺風(fēng)期間臺州地區(qū)負(fù)荷

在臺風(fēng)登陸前一天，國網(wǎng)浙江電力調(diào)度控制中心對全省直調(diào)電廠、線路和變電站等進(jìn)行如下運(yùn)行方式調(diào)整：安排調(diào)停機(jī)組總?cè)萘? 500 萬kW，水電提前大發(fā)削落水庫水位；分批拉停嘉興、寧波、臺州、溫州、紹興地區(qū)42 條220 kV空充線路；為增強(qiáng)電網(wǎng)網(wǎng)架強(qiáng)度，將系統(tǒng)恢復(fù)全接線正常方式；為增強(qiáng)現(xiàn)場應(yīng)急響應(yīng)速度，通知沿海變電站由無人值守模式恢復(fù)為有人值守模式；要求沿?；痣娮龊帽S用電準(zhǔn)備，特別要求核電站做好全停風(fēng)險預(yù)控措施。

2.2 臺風(fēng)登陸前后危急場景的調(diào)度處置

2019-08-10 凌晨臺風(fēng)登陸前后，以臺州為主的局部地區(qū)500 kV 和220 kV 設(shè)備密集跳閘，主網(wǎng)網(wǎng)架受到嚴(yán)重破壞，220 kV 系統(tǒng)和500 kV系統(tǒng)均一度出現(xiàn)極端薄弱的運(yùn)行方式。

面對極端惡劣天氣，電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行以保障大電網(wǎng)安全為重點，維持臺州主網(wǎng)整體與局部環(huán)網(wǎng)供電結(jié)構(gòu)，有效避免了大面積全停事件的發(fā)生。

2.2.1 快速搶送線路避免2 座220 kV 變電站全停

圖2 展示了“利奇馬”臺風(fēng)影響下臺州地區(qū)220 kV 龍門變和古城變?nèi)ｏL(fēng)險的調(diào)度處置過程。如圖2（a）所示，220 kV 龍門變共有6 回220 kV 出線，受臺風(fēng)影響多回出線相繼跳閘，且多次試送不成功，直到08-10 T 00:31 嶺龍4347 線（龍門變-塘嶺變）跳閘后，龍門變只剩下嶺門4348 線（龍門變-塘嶺變）單線供電。值班調(diào)度員提前辨識出龍門變?nèi)ｏL(fēng)險，優(yōu)先安排對龍門變出線試送。如圖2（b）所示，00:32 麥龍4R52 線（龍門變-麥嶼變）試送成功，龍門變恢復(fù)雙線供電，有效避免了線路“N-1”故障可能造成的變電站全停事件。

圖2 龍門變、古城變?nèi)ｏL(fēng)險處置過程

如圖2（c）所示，00:58 嶺門4348 線（龍門變-塘嶺變）跳閘后，龍門變?nèi)ｏL(fēng)險再現(xiàn)，僅剩麥龍4R52 線（龍門變-麥嶼變）單線供電。1 min 之后，即00:59 試送嶺龍4373 線（龍門變-塘嶺變）成功。如圖2（d）所示，嶺龍4373 線試送成功后，龍門變第二次恢復(fù)由2 回220 kV 出線供電。

如圖2（e）所示，01:36 和02:58 麥嶼變2 臺500 kV 主變相繼故障跳閘，值班調(diào)度精準(zhǔn)辨識風(fēng)險并試送故障線路，有效避免了龍門變和古城變?nèi)?。在麥嶼變2 臺500 kV 主變故障后，原由麥嶼變供電的古城變?nèi)匀痪S持由500 kV 塘嶺變和麥嶼變之間的1 條220 kV 通道（塘嶺變-嶺龍4373線-龍門變-麥龍4R52 線-麥嶼變）供電。

由上述分析可得，值班調(diào)度及時辨識風(fēng)險并果斷處置，在00:32 和00:59 分別成功試送麥龍4R52 線和嶺龍4373，使得2 次出現(xiàn)的龍門變單線供電薄弱方式時間窗口均存在1 min，有效避免了后續(xù)疊加故障造成龍門變和古城變?nèi)Ｊ录?/p>

事后分析總結(jié)，08-10 T 01:00 前后正是220 kV 及以上主網(wǎng)輸變電設(shè)備故障跳閘最為密集的時段，調(diào)度員需要完成從大量保護(hù)動作信息中分析、掌握線路狀態(tài)并辨識系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)風(fēng)險，再結(jié)合歷史試送信息做出處置判斷，對重要線路進(jìn)行一系列試送過程。客觀分析，上述調(diào)度處置過程中龍門變及古城變?nèi)匀淮嬖? min 左右的全停風(fēng)險，但是在當(dāng)時背景下當(dāng)值調(diào)度能及時關(guān)注并辨識出薄弱環(huán)節(jié)，盡可能壓縮風(fēng)險時間，已經(jīng)做到有限人力的極限。

2.2.2 補(bǔ)強(qiáng)220 kV 系統(tǒng)“一線饋供六站”極端方式

在臺州地區(qū)，塘嶺供區(qū)下的220 kV 系統(tǒng)一度出現(xiàn)嶺澤4341 線（塘嶺變-澤國變）“一線饋供六站”的極端薄弱供電方式。如圖3 所示，嶺澤4341線單線串供了澤國變、巨峰變、劍山變等6 座220 kV 變電站。

圖3 220 kV 系統(tǒng)“一線饋供六變”供電方式

極端薄弱供電方式的形成過程如表1 所示，08-10 T 00:11 嶺國4342 線（塘嶺變-澤國變）三相跳閘，00:34 塘山4336 線（塘嶺變-劍山變）第6次故障跳閘后重合不成功，隨后塘劍4335 線（塘嶺變-劍山變）和臺巨2355 線（臺州電廠-巨峰變）分別因母線故障失電和避雷器間隔跌落不具備運(yùn)行條件而緊急拉停，03:10 臺州電廠220 kV 副母線跳閘后導(dǎo)致臺峰2350 線（臺州電廠-巨峰變）跳閘失電，“一線饋供六站”的極端薄弱供電方式正式生成。該方式下嶺澤4341 線饋供6 座220 kV 變電站的最大負(fù)荷為9.6 萬kW，線路潮流在穩(wěn)定限額可控范圍內(nèi)。

表1 “一線饋供六變”特殊供電方式產(chǎn)生過程

面對上述極端薄弱供電方式，當(dāng)值調(diào)度快速組織線路試送、補(bǔ)強(qiáng)網(wǎng)架，其中塘山4336 線（塘嶺變-劍山變）于03:34 試送成功后，結(jié)束了“一線饋供六站”的系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險。從表1 中可見，在08-10 T 3:10—3:34 的時間窗口內(nèi)，若嶺澤4341線故障跳閘且重合不成，將增加220 kV 全停變電站6 座，造成大面積停電事故，并為臺風(fēng)過后的系統(tǒng)和負(fù)荷供電恢復(fù)增加巨大難度。

2.2.3 500 kV 系統(tǒng)“兩線四站”極端方式處置過程

08-10 T 01:26，由于500 kV 麥嶼變側(cè)線路電壓互感器引線斷線，玉麥5407 線（玉環(huán)電廠-麥嶼變）被緊急拉停，隨后01:36 和02:58 麥嶼變2 臺500 kV 主變相繼故障跳閘，此時麥嶼變內(nèi)500 kV系統(tǒng)主接線如圖4（a）所示。

03:23 麥四5863 線（麥嶼變-四都變）單相跳閘后重合成功，系統(tǒng)接線圖上觀察500 kV 網(wǎng)架正常，但由于麥嶼變側(cè)中開關(guān)（5022 開關(guān)）不重合，造成玉嶼5408 線（玉環(huán)電廠-麥嶼變）與麥四5863線（麥嶼變-四都變）破串，麥嶼變500 kVⅠ母和Ⅱ母線分列運(yùn)行，如圖4（b）所示。

此時玉環(huán)電廠與四都變電氣聯(lián)系被切斷，形成“兩線四站”極端薄弱運(yùn)行方式。如圖5 所示，500kV 浦塘5473 線（塘嶺變-回浦變）和220 kV君燎2Q48 線（君田變-童燎變）雙線帶著臺州地區(qū)4 座500 kV 廠站（塘嶺變、柏樹變、麥嶼變和玉環(huán)電廠）以及近20 座220 kV 廠站。該薄弱方式持續(xù)到03:34 華東網(wǎng)調(diào)發(fā)令將麥嶼變5022 開關(guān)從熱備用改為運(yùn)行才結(jié)束。在此期間，500 kV 浦塘5473 線和220 kV 君燎2Q48 線構(gòu)成電磁環(huán)網(wǎng)，向子系統(tǒng)外輸功率短時超過100 萬kW。在上述緊要關(guān)頭，華東網(wǎng)調(diào)立即通知玉環(huán)電廠1 臺百萬千瓦機(jī)組停機(jī)，減小孤島系統(tǒng)外送潮流。

03:32 浦塘5473 線還發(fā)生了單相故障跳閘重合成功，此時距離03:34 麥嶼變5022 中開關(guān)合上還有2 min。若重合不成，將是對聯(lián)絡(luò)線潮流及小系統(tǒng)穩(wěn)定的一系列考驗，浦塘5473 線潮流會全部轉(zhuǎn)移至220 kV 君燎2Q48 線上。若沒有提前預(yù)控潮流，將會導(dǎo)致后者嚴(yán)重過載而連鎖跳閘，圖5 所示的系統(tǒng)將解列為孤島系統(tǒng)后瓦解全停。

圖4 麥嶼變500 kV 系統(tǒng)接線示意圖

圖5 500 kV 系統(tǒng)“兩線四站”極端方式示意圖（08-10 T 03:23—03:34）

2.3 臺風(fēng)影響過后的電網(wǎng)恢復(fù)

在臺風(fēng)影響過后，各級調(diào)度和現(xiàn)場搶修專業(yè)密切配合，安全、有序、高效地指揮電網(wǎng)恢復(fù)正常運(yùn)行方式。08-11 T 23:05，500 kV 網(wǎng)架全部恢復(fù)正常；08-13 T 06:32，220 kV 以上主網(wǎng)架全部恢復(fù)正常。

3 臺風(fēng)對省級電網(wǎng)的影響特點分析

3.1 臺風(fēng)對省級電網(wǎng)影響分析

中國東南沿海地區(qū)是受臺風(fēng)影響最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，臺風(fēng)災(zāi)害多發(fā)且大多伴隨著強(qiáng)風(fēng)及強(qiáng)降雨，給電網(wǎng)輸變電設(shè)備安全運(yùn)行帶來巨大威脅。

以浙江省為例，據(jù)中央天氣網(wǎng)統(tǒng)計，1949—2019 年，共有45 個臺風(fēng)在浙江登陸。其中，與“利奇馬”臺風(fēng)類似，2004 年第14 號“云娜”臺風(fēng)對浙江電網(wǎng)也造成了巨大破壞[17]?！袄骜R”臺風(fēng)與“云娜”臺風(fēng)的主要參數(shù)及造成浙江電網(wǎng)220 kV及以上主網(wǎng)故障統(tǒng)計如表2、表3 所示。

表2 “利奇馬”和“云娜”臺風(fēng)參數(shù)對比

表3 “利奇馬”和“云娜”臺風(fēng)造成電網(wǎng)故障統(tǒng)計

由表1 數(shù)據(jù)對比看出，雖然“云娜”臺風(fēng)強(qiáng)度不及“利奇馬”臺風(fēng)，但對浙江電網(wǎng)220 kV 及以上主網(wǎng)破壞程度更大。2004—2019 年，電網(wǎng)經(jīng)過15 年的發(fā)展，面對在相同地點登陸、強(qiáng)度更強(qiáng)的臺風(fēng)“利奇馬”時，電網(wǎng)主網(wǎng)結(jié)構(gòu)仍能維持完整，220 kV 以上廠站全停數(shù)目及概率大幅度降低。主要原因是：

（1）電網(wǎng)基建發(fā)展使得主網(wǎng)網(wǎng)架更為堅強(qiáng)，系統(tǒng)可靠性大幅提高，廠站成規(guī)模，全停風(fēng)險降低。

（2）斷路器等設(shè)備性能大幅提升，SF6斷路器可試送次數(shù)比少油斷路器高幾個數(shù)量級，更加有利于在極端惡劣天氣下快速恢復(fù)電網(wǎng)。

（3）電力調(diào)控技術(shù)不斷發(fā)展，調(diào)度員可以不依賴人工匯報直接獲知設(shè)備跳閘信息，進(jìn)而判斷出故障設(shè)備并試送，大幅提高了故障處置效率。

3.2 超強(qiáng)臺風(fēng)對省級電網(wǎng)影響特點

如前所述，超強(qiáng)臺風(fēng)會對主網(wǎng)網(wǎng)架造成巨大破壞，引起輸變電設(shè)備密集性故障跳閘，甚至出現(xiàn)極端薄弱運(yùn)行方式，一旦調(diào)度處置不當(dāng)或者不及時，將造成大面積停電事件。通過事后分析關(guān)鍵線路能否及時成功試送，以及孤島系統(tǒng)內(nèi)出力和負(fù)荷是否平衡，決定了最終能否化解大面積失電風(fēng)險。

以浙江電網(wǎng)為例，超強(qiáng)臺風(fēng)對電網(wǎng)的影響具有以下特點：

（1）超強(qiáng)臺風(fēng)導(dǎo)致電網(wǎng)大面積全停風(fēng)險較十多年前已大為降低，但可能性仍然存在。

（2）超強(qiáng)臺風(fēng)對電網(wǎng)的破壞程度與臺風(fēng)強(qiáng)度廣度、局部網(wǎng)架規(guī)模結(jié)構(gòu)和設(shè)備質(zhì)量密切相關(guān)。

（3）超強(qiáng)臺風(fēng)破壞后的電網(wǎng)供電能力與電力調(diào)控技術(shù)水平密切相關(guān)。電力調(diào)度抗臺應(yīng)急處置的主要任務(wù)是維持主網(wǎng)互聯(lián)互通的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)及孤島系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，最大程度保障供電可靠性。

4 超強(qiáng)臺風(fēng)調(diào)度應(yīng)急處置經(jīng)驗及難點

4.1 調(diào)度抗臺處置經(jīng)驗總結(jié)

調(diào)度故障處置過程中，一般遵循“快速隔離故障、保證運(yùn)行設(shè)備、逐步恢復(fù)供電”的原則。在超強(qiáng)臺風(fēng)影響下，主網(wǎng)輸變電設(shè)備故障后大概率由保護(hù)裝置直接跳閘，因此快速隔離故障不是調(diào)度處置的難點。以“利奇馬”臺風(fēng)為例，220 kV 及以上輸變電設(shè)備中只有2 例是設(shè)備出現(xiàn)異常后主動拉停隔離，僅占失電設(shè)備總數(shù)的1.6%。

此外，在臺風(fēng)影響下，受調(diào)度、現(xiàn)場人員和物資限制，220 kV 廠站全停后基本無法快速恢復(fù)供電。受“利奇馬”臺風(fēng)影響，全停的3 座220 kV變電站由于母線受損或者線路開關(guān)壓力釋放無法合閘送電等原因，均不能在短時間內(nèi)恢復(fù)運(yùn)行。

因此，電網(wǎng)調(diào)度在抗擊超強(qiáng)臺風(fēng)應(yīng)急處置中的重點、難點是“保持運(yùn)行設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行”，即保障重要聯(lián)絡(luò)通道運(yùn)行，避免出現(xiàn)廠站全停，尤其是防止樞紐變電站全停。通過2.2 節(jié)所述的危險場景應(yīng)急處置過程，總結(jié)出如下調(diào)度抗臺處置經(jīng)驗：

（1）準(zhǔn)確辨識網(wǎng)架薄弱環(huán)節(jié)。首先要迅速識別薄弱網(wǎng)架中的潛在孤島系統(tǒng)，其次要綜合比較風(fēng)險并根據(jù)危急程度進(jìn)行排序。特別需要關(guān)注500 kV 線路故障跳閘重合成功后，中開關(guān)不重合的情況。

（2）及時調(diào)節(jié)潛在孤島系統(tǒng)內(nèi)發(fā)用電平衡。當(dāng)局部網(wǎng)架破壞嚴(yán)重時，須及時關(guān)注潛在孤島系統(tǒng)的發(fā)用電平衡情況，制定重要斷面穩(wěn)定限額，避免出現(xiàn)潛在孤島系統(tǒng)與主網(wǎng)解列后頻率失穩(wěn)全停。

（3）積極試送線路、快速補(bǔ)強(qiáng)網(wǎng)架。及時開展故障線路試送、分區(qū)空充線路恢復(fù)運(yùn)行及500 kV 變電站220 kV 母聯(lián)開關(guān)合環(huán)等補(bǔ)強(qiáng)操作?？焖傺a(bǔ)強(qiáng)網(wǎng)架，可以降低系統(tǒng)解列及變電站全停概率，但同時必須關(guān)注短路電流超標(biāo)問題。

4.2 調(diào)度處置難點與挑戰(zhàn)

抗擊超強(qiáng)臺風(fēng)過程中，輸變電設(shè)備在短時間內(nèi)密集跳閘，電網(wǎng)調(diào)度處置面臨如下難點和挑戰(zhàn)：

（1）依靠人工梳理重要設(shè)備故障跳閘信息存在延遲和遺漏可能，且在提煉跳閘信息并轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)拓?fù)溥^程中，重要設(shè)備的故障信息容易淹沒在海量跳閘信息中，從而增加系統(tǒng)風(fēng)險持續(xù)時間。

（2）歷史故障信息缺乏整合，依靠人工難以宏觀把握全局。靜態(tài)系統(tǒng)拓?fù)鋱D所含信息有限，在實際調(diào)度處置過程中，主要依賴調(diào)度員之間交流協(xié)同，容易來不及查看元件歷史故障信息，造成錯漏送電或多次重復(fù)試送到同一故障上等情況。

（3）依靠人工難以準(zhǔn)確辨識危險點并評估風(fēng)險。在瞬息萬變的網(wǎng)架中掃描潛在孤島系統(tǒng)，人工雖在圖形辨識上有一定優(yōu)勢，但容易忽略500 kV 變電站內(nèi)中開關(guān)跳閘不重合情況，不能快速統(tǒng)計潛在孤島系統(tǒng)內(nèi)部的負(fù)荷及機(jī)組發(fā)電功率。

（4）在設(shè)備密集性故障跳閘情況下，只能依靠人工進(jìn)行串行故障處置，優(yōu)先處置最緊迫最嚴(yán)重的故障。此時，并發(fā)故障只能排隊等候處理，導(dǎo)致調(diào)度人員對次要故障缺乏關(guān)注，可能會疏忽新增的更大系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險。

（5）人工難以定量評估“短路電流超標(biāo)”和“可靠性降低”問題。為解決短路電流超標(biāo)問題，通常采用供區(qū)分列運(yùn)行的方式。然而在強(qiáng)臺風(fēng)影響下，為提高供電可靠性，分列運(yùn)行的分區(qū)有恢復(fù)并列運(yùn)行的需求，兩者的取舍缺乏明確標(biāo)準(zhǔn)。

5 對省級電網(wǎng)抗臺應(yīng)急處置的啟示

5.1 智慧調(diào)度故障處置的作用及需求

臺風(fēng)影響下電網(wǎng)狀態(tài)瞬息萬變，而調(diào)度員對事件的感知、理解、認(rèn)識、判斷需要時間。特別是對于大量并發(fā)疊加的復(fù)雜事件，人腦的反應(yīng)速度有限，溝通協(xié)調(diào)也需要較長時間，因此始終會有風(fēng)險窗口期存在。為此，本節(jié)探討基于人工智能技術(shù)的智慧調(diào)度在故障處置中的作用和需求。

智慧調(diào)度在故障處置中的應(yīng)用，核心思想是讓機(jī)器在學(xué)習(xí)中掌握電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行知識，快速辨識電網(wǎng)運(yùn)行危險點，從而縮短系統(tǒng)風(fēng)險的時間窗口。研究表明，基于深度學(xué)習(xí)可以快速搜索大容量多饋入直流系統(tǒng)的高風(fēng)險連鎖故障[18]，亦可以在超強(qiáng)臺風(fēng)等極端方式下在線發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵斷面[11]，顯著提升電網(wǎng)運(yùn)行安全性，降低大停電風(fēng)險。

通過人工智能技術(shù)，可以實現(xiàn)對調(diào)控規(guī)程自主理解學(xué)習(xí)，在線研判電網(wǎng)潮流及風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警，快速搜索電網(wǎng)關(guān)鍵連鎖故障路徑，自主隔離電網(wǎng)故障，重構(gòu)電網(wǎng)拓?fù)洌畲笙薅鹊乇Ｕ想娋W(wǎng)安全及供電可靠性水平。結(jié)合電網(wǎng)調(diào)控機(jī)器人技術(shù)[10-11]，面向大電網(wǎng)實時調(diào)控運(yùn)行的人工智能技術(shù)應(yīng)用，既能實時感知和分析電網(wǎng)運(yùn)行狀況、評估風(fēng)險，又能協(xié)助調(diào)控運(yùn)行人員開展實時調(diào)控業(yè)務(wù)，輔助故障處置。

5.2 智慧調(diào)度故障處置的關(guān)鍵技術(shù)

實際電網(wǎng)運(yùn)行中，故障種類及狀況繁多，要在機(jī)器上實現(xiàn)全部故障的在線分析和處置難度極大。但通過前文的經(jīng)驗總結(jié)及難點歸納，在臺風(fēng)等惡劣場景下，可將智慧調(diào)度故障處置功能聚焦到保障供電可靠性和潛在孤島系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行上。針對這兩點進(jìn)行功能開發(fā)，可作為智慧調(diào)度在故障處置中應(yīng)用的突破口。主要包括如下三方面關(guān)鍵技術(shù)：

（1）故障處置知識庫的構(gòu)建。應(yīng)用深度學(xué)習(xí)、自然語言處理、知識圖譜等技術(shù)，采用“規(guī)則+數(shù)據(jù)”模式實現(xiàn)對調(diào)度規(guī)程、故障處置預(yù)案及實例的自主學(xué)習(xí)，并可以結(jié)合實時電網(wǎng)運(yùn)行方式，對歷史案例進(jìn)行復(fù)盤回溯學(xué)習(xí)，構(gòu)建的決策引擎具備自我學(xué)習(xí)升級功能，可以模擬人工處置思路，為智慧調(diào)度故障處置提供決策支撐。

（2）基于在線安全分析的電網(wǎng)風(fēng)險辨識。升級綜合智能告警功能，整合事件化的實時和歷史故障信息，開展電網(wǎng)在線安全分析，高效辨識潛在孤島系統(tǒng)失電風(fēng)險，自動生成并監(jiān)視重要斷面穩(wěn)定限額，提供故障處置輔助決策。

（3）基于人機(jī)交互的故障處置助手。通過安全防護(hù)身份認(rèn)證后，調(diào)度員基于語音交互，可以觸發(fā)故障處置助手調(diào)節(jié)機(jī)組出力，實現(xiàn)潛在孤島系統(tǒng)發(fā)用電平衡；對220 kV 斷路器進(jìn)行遙控操作，提高線路試送、分區(qū)合環(huán)操作效率。此外，基于語音識別、語義分析等自然語言處理技術(shù)，與智能操作票系統(tǒng)、日志系統(tǒng)等模塊互聯(lián)，實現(xiàn)信息交互、自動統(tǒng)計和故障分析，記錄重要處置過程，自動生成短信并及時發(fā)布故障信息。

6 結(jié)語

受超強(qiáng)臺風(fēng)“利奇馬”影響，浙江電網(wǎng)輸變電設(shè)備在短時間內(nèi)密集故障，主網(wǎng)網(wǎng)架和供電能力受到嚴(yán)重破壞。本文回顧了臺風(fēng)登陸前后一系列極端薄弱運(yùn)行方式的形成過程，并著重介紹了化解重大電網(wǎng)風(fēng)險的關(guān)鍵調(diào)度處置步驟。通過與15年前“云娜”臺風(fēng)的影響對比，分析超強(qiáng)臺風(fēng)對電網(wǎng)影響的特點，即隨著電網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、設(shè)備質(zhì)量及調(diào)度控制技術(shù)均取得長足的進(jìn)步，超強(qiáng)臺風(fēng)導(dǎo)致電網(wǎng)大面積全停的風(fēng)險已大大降低，但可能性仍然存在。

進(jìn)一步總結(jié)出抗擊超強(qiáng)臺風(fēng)過程中，電網(wǎng)調(diào)度應(yīng)急處置的重點和難點是準(zhǔn)確辨識網(wǎng)架薄弱環(huán)節(jié)、關(guān)注潛在小系統(tǒng)內(nèi)發(fā)用電平衡和快速補(bǔ)強(qiáng)網(wǎng)架。分析了智慧調(diào)度在故障處置中的作用、需求及關(guān)鍵技術(shù)，提出將分析故障集縮小到保障供電可靠性和潛在孤島系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行兩方面，作為智慧調(diào)度在故障處置中應(yīng)用的突破口。展望了未來智慧調(diào)度在快速感知故障、及時辨識出特定模式危險點和薄弱環(huán)節(jié)方面的潛力，根據(jù)處置規(guī)則迅速制訂處置策略，可替代人工進(jìn)行自動快速處置，縮短系統(tǒng)風(fēng)險的時間窗口。