浅论电网运行安全风险的在线评估论文

浅论电网运行安全风险的在线评估论文（精选7篇）

篇1：浅论电网运行安全风险的在线评估论文

浅论电网运行安全风险的在线评估论文

一、电网运行安全风险在线评估的内涵

对于风险的含义,在工程界有一个经典的公式。即:R={Si,pi,xi} 。其中R 为风险,Si表示有危害的场景,pi是出现该场景的概率而xi则代表场景出现的后果。因此,我们可以从危害、场景和可能性三个方面来阐述电网运行安全风险的内涵。 (一)电网运行阶段的危害 1

.中断供电造成能量损失。供电是电力系统存在的重要目的,在电力被广泛应用的今天,供电的中断必会给社会各界的单位或个人带来不同程度的能量损失。

2.造成直接经济损失。电力系统运行安全问题的出现在给用电客户带来经济损失的同时,造成安全隐患的负荷中断、设备损坏和机会成本更会带来直接的经济损失。

3.电网运行超过稳定约束。表现在设备过载、母线电压越线和暂态失稳等方面。

(二)电网运行安全稳定问题的场景

1.第一场景:电网元件运行正常,但运行工况过渡到稳态后出现安全稳定问题。

2.第二场景:电网元件运行正常,但发电或负荷大幅度波动诱发安全稳定问题。

3.第三场景:电网元件故障,故障情况下发生的安全稳定问题。

(三)电网运行安全风险的可能性

电网运行安全风险出现的可能性,要根据问题出现的场景进行分析。第一场景是关于导致运行方式的概率。第二场景针对风电等新能源机组出力和符合突变出现的特征。第三类场景则是基于电网运行方式、外部自然环境、设备状态和故障历史统计信息等内容对故障形态及演化规律进行了探究。

二、我国电网运行安全风险在线评估的必要性

国家电网是社会经济发展的重要组成部分,与人民的生活密切相关。电网系统是用户供电的根本保证,因此保证电网运行安全是电力系统管理的首要任务。电力系统的`运行过程中,相关工作人员要进行实时监控,实时调度、迅速应对随机事件的发生,以确保电网的安全运行。因此,电力调度员的工作任务十分繁重,随时都要面对各种各样的调度决策问题,同时也要承担每一步决策和操作可能造成的安全性和经济性问题。

三、电网运行安全风险在线评估的特点

电网运行安全在线评估是在电力系统运行过程中进行的一种风险管理,针对在线化和风险评估两方面的特征分析,具有以下几个方面的特点:

(一)评估所需的时间尺度短。这是电网运行安全在线评估的最大特点和优势,只需要几分钟到几小时就可以完成评估,对系统问题作出迅速反馈。

(二)候选场景动态变化。电网运行安全风险的在线评估需要根据电网的运行方式、自然环境和设备状态,有针对性的选取场景,同时不断调整候选场景。

(三)故障可能性模式具有时变性。外部环境和设备状态是故障可能性建模的主要原因,究其根本故障是由于外因不断变化和考虑的时间范围小造成的。

四、电网运行安全风险在线评估所要解决的问题

电网运行安全在线评估对于保证电力系统的顺利运行有着重要的作用,但在具体实施过程中仍存在着很多的重点和难点。本文针对实现在线评估的需要解决的几个关键问题进行了分析。

(一)选择合适的风险指标

风险指标与评估和控制决策方法以及效果密切相关。电网运行中关注的方面很多,不必将这些要求都在指标体系中予以体现,可将某些方面作为约束条件。

(二)高校风险场景的动态生成与初选

风险评估的场景数量对效率有很大影响,而需要详细进行风险评估的场景不一定多。在初始场景之后的每个阶段有多种可能的场景,因而在后续阶段仍需选择场景。因此,快速、准确的风险场景生成和初选技术对实现在线风险评估非常重要。

(三)故障可能性时变模型

故障概率的准确性是影响风险评估结果可信度的关键因素之一,因而备受关注。故障概率建模虽然已有一定基础,但仍有必要深入研究。

参考文献:

[1]赵希正.强化电网安全保障可靠供电[1].电网技术,,27(10):7.

[2]吴政球,荆勇.基于时域仿真的暂态稳定裕度灵敏度分析[1].中国电机工程学报,,21(6):19-24.

[3]李生虎,丁明,汪兴强.电力系统静态电压安全问题的概率评价[J].电力系统动化,003,27(20):26-30.

 

篇2：浅论电网运行安全风险的在线评估论文

管理暂行办法

第一章 总 则

第一条 为加强和规范国家电网公司（以下简称公司）信息安全风险评估工作，加强公司信息安全的全过程动态管理，进一步提高公司信息安全水平，根据国家网络与信息安全协调小组《关于开展信息安全风险评估工作的意见》，特制定本办法。

第二条 公司信息安全风险评估是对公司一体化企业级信息系统的潜在威胁、薄弱环节、防护措施等进行分析评估，以识别信息安全风险，发现信息网络、信息系统的脆弱性和薄弱环节，提出有针对性的信息安全整改工作建议，提高信息系统整体防护水平。

第三条 公司一体化企业级信息系统包括一体化企业级信息集成平台和八大业务应用。一体化企业级信息集成平台（简称“一体化平台”）包含信息网络、数据交换、数据中心、应用集成和企业门户；八大业务应用包括财务（资金）管理、营销管理、安全生产管理、协同办公、人力资源管理、物资管理、项目管理、综合管理业务应用。

第四条 本办法适用于公司总部，各区域电网、省（自治区、直辖市）电力公司和公司直属单位（以下简称各单位）

--信息安全风险评估工作。

第二章 职责分工

第五条 信息工作办公室（以下简称信息办）是公司信息安全风险评估工作的归口管理部门，主要职责：

（一）负责贯彻落实国家有关部门要求，制定公司信息安全风险评估工作规范等文件；

（二）负责统筹制定公司一体化企业级信息系统安全风险评估工作计划；

（三）负责对各单位实施信息安全风险评估工作落实情况进行监督、检查；

（四）负责组织以中国电力科学研究院和国网南京自动化研究院为主，公司有关人员参加的信息安全风险评估工作队伍/技术支撑单位，统筹开展公司各单位信息安全风险评估工作。

第六条 各单位负责本单位范围内信息网络和信息系统安全风险评估的具体实施工作，主要职责：

（一）细化本单位信息安全风险评估实施计划，落实工作组织机构；

（二）具体委托公司信息安全风险评估工作队伍/技术支撑单位，开展本单位范围内信息安全风险评估实施工作；

（三）根据评估结果提出信息安全加固与整改工作计划

--报信息办批准后组织实施。

第七条 中国电力科学研究院和国网南京自动化研究院为公司信息安全风险评估工作队伍/技术支撑单位，主要职责：

（一）协助信息办制定和完善公司信息安全风险评估工作规范等文件编制工作；

（二）根据信息办要求，接受各单位委托，开展信息安全风险评估工作，承担具体信息安全风险评估任务；

（三）会同各单位完成信息安全风险评估报告。

第三章 内容和过程

第八条 信息安全风险评估包括资产评估、威胁评估、脆弱性评估、现有安全措施评估、风险计算和分析、风险决策和安全建议等评估内容。

第九条 各单位的信息安全风险评估实施总体分为启动准备、风险要素评估、风险计算分析建议、安全整改等四个阶段。

第四章 组织实施

第十条 公司信息安全风险评估分为自评估和检查评估。信息安全风险自评估工作周期为两至三年；等级保护级

--别高的信息系统，按照国家有关部门要求开展信息安全风险自评估工作。检查评估工作根据国家有关部门要求，结合公司信息安全实际情况，不定期组织开展。

第十一条

各单位根据信息安全风险评估周期要求，结合本单位实际情况，于每年10月前提出下一信息安全风险自评估工作计划并报信息办。信息办结合公司各单位信息安全情况，统筹考虑并确定公司下一信息安全风险评估工作计划。

第十二条

对于纳入下一信息安全风险评估计划的单位要按照具体的时间要求，提前落实工作负责人，落实经费，联系风险评估技术支撑单位，细化工作计划，做好各项准备工作。

第十三条

各单位的信息安全风险评估工作要依据公司信息安全风险评估工作规范等文件，严格按照信息安全风险评估工作步骤、环节、内容，坚持信息安全风险评估标准，保证信息安全风险评估工作的科学性、规范性、客观性和实效性。

第十四条

各单位在开展信息安全风险评估工作时，对在线运行信息系统实施有关测试，要事前建立应急预案，落实应急措施，确保信息系统安全、可靠运行。对于因进行信息安全风险评估工作导致信息系统运行异常和故障的情况，要认真分析原因，提出改进措施，避免类似事件再次发生。

第十五条 各单位要高度重视信息安全风险评估专业

--人员培养工作，加强自身专业人员技术培训，认真做好技术支撑单位服务工作的配合、督促和评价工作。

第十六条

各单位计划内信息安全风险评估工作要于当年完成，并形成信息安全风险评估安全自评估报告、工作报告、技术报告、风险分析报告，整改建议报告，并报信息办。

第十七条

各单位要本着实事求是的原则开展安全整改，对于信息安全风险评估发现的安全风险如果不需要增加新的安全技术手段和安全项目解决的问题，如通过修改配臵和加载补丁的安全加固等，应立即着手组织实施；对于需要通过安全项目解决的问题，各单位要选择重点，在整改建议报告中提出项目规模、内容、实施时间和有关建议。

第十八条

各单位要加强评估过程的保密管理。评估单位和评估实施单位对评估的信息负有保密责任，不得对外泄露。

第十九条

中国电力科学研究院、国网南京自动化研究院要按照信息安全风险评估工作常态化、延续性和保密性要求，建立持续、稳定的信息安全风险评估工作技术支撑队伍，加强技术支撑能力与服务能力建设，完善评估工具，切实承担起信息安全风险评估服务与指导工作任务。

第二十条

在业务流程、系统状况发生重大变化需进行计划外信息安全风险评估时，各单位要及时报公司信息办，信息办将根据实际情况组织实施。

--第二十一条 各单位要按照公司统一制定的信息安全风险评估费用测算办法，根据实际情况认真核算工作量与评估费用，与公司信息安全风险评估技术支撑单位签订信息安全风险评估技术服务委托合同或协议。

第五章 附 则

第二十二条 本规定由国家电网公司信息工作办公室负责解释并监督执行。

第二十三条 本规定自印发之日起执行。

篇3：浅谈电网运行安全风险在线评估

在电网运行过程中, 继电保护具有十分重要的作用, 但电力保护目前也存在着许多隐患问题, 一旦爆发, 必定给电网带来巨大的经济损失与严重的危险。对此, 相关部门必须高度重视继电保护的隐患问题, 真正落实继电保护隐患运行风险的在线评估工作。

2 继电保护的的隐患及隐患的运行风险在线评估系统分析

2.1 继电保护的隐患分析

2.1.1 硬件方面的隐患

在电力系统的整体运行过程中, 硬件的继电保护隐患存在十分重大的影响。但由于部分电力系统的局限性, 再加上部分必要硬件设施的缺失, 导致继电器存在较差的自主应变能力、较长的远后备保护延时以及较大的潜在风险等隐患。这些隐患的存在与日常检测的不到位、仪器设备未定期进行隐患排查等问题存在较大的关联, 进而给继电保护的硬件带来一定的隐患。

2.1.2 保护定值方面的隐患

在当前的继电保护工作中, 可能存在忽视后备保护在继电保护中重要性的现象, 导致继电保护中的隐患增加。而保护定值不合理的设置, 定值的错误设置, 是保护定值在继电保护中存在隐患的主要原因。

2.2继电保护隐患的运行风险在线评估系统

2.2.1 在线评估系统

在电网实际运行中, 通过在线评估系统的运用, 可实现各项数据的实时在线采集与检测, 并且还能够在此基础上进行相应的判断与评估。当前的继电保护检测系统主要包括EMS与SCADA, 一旦发现数据异常, 即为偏离预定值, 便会发出警报, 之后, 相关工作人员便可对继电保护装置进行检查与维修。

2.2.2 在线辨识系统

就当前情况来看, 继电保护隐患的发生主要受到保护定值与系统硬件缺陷的影响。为了避免此类隐患问题的发生, 在电网建设中, 应积极应用在线辨识系统。大多数情况下, 一旦继电保护系统中的某一部分出现缺陷, 便会引发继电保护隐患。这就需要积极运用风险评估, 掌握继电保护的失效概率, 分析有关指标, 确定隐患将会带来的严重性, 采取合理有效的方法处理。

3 继电保护隐患的运行风险在线评估要点

3.1 不合理保护定值的风险在线评估

3.1.1 继电器不合理定值的隐患范围

通常情况下, 不合理保护定值只有在一定的范围内, 才会对继电器保护动作的正常发出造成影响, 以图1进行说明。以HF1表示初段的继电保护与末端的故障关系。由图1可知, 当首段L1发生故障, 距离较小的位于L2段的R2也会受到L1段的影响, 进而导致保护定值不合理现象的出现, B2误跳, 此处的隐患范围即为图1中的阴影区域。

3.1.2 不合理保护定值隐患的发生率

对于不合理保护定值隐患的发生率, 可通过一个简单的电网接线示意图加以说明, 如图2所示。图2为一个简单的电网示意图, 以其中相间距离一段保护躲不过末端故障 (记为HF1型隐患) 、相间距离二段保护与下级保护失配 (记为HF2型隐患) , 以及相间距离三段保护与下级保护保护失配 (记为HF3型隐患) 为例进行说明。根据图2中的L1短路, 按照事件树结构 (基本模式如图3所示) , 可计算出不合理保护定值隐患的发生率 (已知B1为初段, 发生率≤17%) 。计算方法为:假设每一段上发生故障的概率相同, 每一段上的故障发生概率记为Pfn, 则L1短的隐患暴发概率为:PHF1=Pf1×LHF, 以此类推, 便可计算出每一段不合理定值隐患的发生率。Pf1表示HF1的暴发概率, LHF表示所对应的隐患范围。

3.1.3 不合理保护定值隐患的风险计算

针对继电保护隐患的在线评估, 可根据以下公式计算出不合理定值的总风险, 具体公式为:;式中:Pi-第i个保护定值不合理的运行风险;Pj-在第j种情况下的严重性指标, Sj-暴发率。通过上述公式进行计算, 便可确定每一段上的不合理保护定值隐患风险, 之后便可采取有效的措施, 及时规避。

3.2 继电保护系统硬件缺陷的在线评估

相比于继电保护定值不合理隐患的风险评估, 硬件缺陷的在线评估要简单的多, 但需要先做好由硬件缺陷导致的继电保护不正确动作出现的概率, 此时, 可先进行硬件缺陷导致的继电保护异常的分析工作, 即为: (1) 设备本身继电保护硬件故障导致动作不正确。 (2) 电力设备发生故障, 设备本身继电保护正常动作, 但由于受到相邻设备硬件问题的影响, 导致其无法发出正确的保护动作。 (3) 设备未出现故障, 即为电网受到外界因素的干扰导致继电保护硬件缺陷误动。通过对上述三种情况的分析, 可计算出硬件缺陷隐患发生的概率, 进而对隐患的风险值进行计算。通过深入分析隐患风险值, 可准确找出继电保护系统的硬件缺隐患, 积极采取有效的措施加以改进, 最大限度的提高电网运行可靠性与安全性。

4 结束语

综上所述, 在电力系统正常运行过程中, 继电保护具有十分重要的作用, 有助于维护电网安全, 确保供电质量, 提升电力企业效益。对此, 必须深入分析继电保护隐患的运行风险在线评估方法, 以确保电力系统运行的安全性, 提升电力系统供电质量与效率。

摘要：在电网运行过程中, 由于受到多方面因素的影响, 继电保护往往存在一定的安全隐患, 从而无法确保电网的安全、稳定运行。对此, 本文首先分析了继电保护的定义及其隐患的运行风险在线评估系统, 之后对继电保护隐患的运行风险在线评估要点进行了相应的阐述, 以供参考。

篇4：浅论电网运行安全风险的在线评估论文

【关键词】电网变化过程；地区电网；运行风险；风险评估

【中图分类号】V242.3+1【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0386-02

地区的电网运行，关系到的不只是社会与国家的发展、安全、社会稳定等因素，同时也与人们切身利益息息相关。纵观近几年，因为地区电网在发展建设上滞后于它的负荷迅猛增长上，电网普遍都会存在瓶颈的情况。特别是高峰负荷的时段，部分的设备经常处在重载或者是过载运行的状态，不能满足我国电网在安全运行方面的相关要求，导致电网的安全裕度被大大降低，其运行风险也就逐渐加大，地区电网在安全运行以及持续可靠的供电方面，将会面临十分严峻的时代挑战。针对风险进行客观、定量的方式进行评估，制定科学的控制预案和计划。

一 、我国计及电网变化过程的地区电网运行风险评估的概况

（一） 当前，我国地区电网在安全上的分析都是把传统静态的安全性分析作为其主要形式，它把离线的方式使用了N-1的准则进行电网静态的安全性校检，通常的方法有直流潮流法、灵敏度法、补偿法等多种形式。上述方法在应用上已经趋于成熟，可是，因为忽视的故障方面的发生概率，不能够对我国电网风险之中的不确定性做出一个全面、科学、客观的分析。对于电网规划时候所说的裕度准确评估中，虽然对事故概率等因素也做出了考虑，并根据相关考虑采取了必要的校验措施，对整体系统潮流都进行了再调度，可是，它主要是应用在电网的具体规划建设方面，在指标上比较抽象，不能够对电网的运行与保护进行有效地指导。

（二） 面对电网在传统可靠性上的相关分析以及已有的一系列缺陷，电网在运行上的风险评估这种方法是20世纪的90年代末被提出来的，而且取得了非常广阔的发展。可是当前关于评估的方式上，仍然存有不足之处，一般考虑的仅仅是部分因素所带来的影响，实现我国电网运行上的风险评估，其缺乏的是系统性的设计，设计计及电网保护与备用电源的自动投入这一装置动作和相关调度人员切负荷操作等相关因素，对于运行所存在的风险与影响。可以根据具体的实例进行方法的检验。

二 、地区电网的运行风险与指标体系

（一） 地区电网的调度人员在关注风险点的时候，一般关注的都是节点的失压以及支路过载而引起的一系列负荷损失。据此，可以根据风险的理论进行定义，其地区电网在失压风险上的指标用RLOV与过载的风险指标为ROL来表示：

（二）在式子中：S是电网的状态，而G是电网负荷在损失状态下的集合，MLOV（S）与MOL（S）这两个分别用来反映电网状态的S节点失压以及支路过载所引起的负荷损失上的严重程度，其中的P（S）是电网的状态S之中的概率，La（s）仅仅是为了考虑因为复合垫的失压而导致的情况，其中电网负荷的损失为它的具体表现；这之中的Lb（s）是考虑这个支路在过载时所引起的一系列电网负荷时的消减系数；这之中的Lo是电网的总负荷。可以把综合式之中的（1）和（2）进行系数计量比，定义区的电网在运行上具体风险指标为R：

三 、我国计及电网的变化过程在运行风险上的评估方法

（一） 计及电网的变化过程是地区电网在运行风险上的评估方法，其综合计及这种继电保护和设备自投的相关动作，以及调度员在切负荷操作上的相关影响，都是电网变化这一过程之中的主要因素，能够真实的反映出电网在运行变化这一具体过程，所以，实现电网运行风险能够被科学化的评估对于我国电力事业的发展具有一定意义。

（二） 在雅克比矩阵奇异这一电网孤岛来进行失压上的分析。潮流计算之中的雅克比矩阵不是奇异内容，表示了电网根本不存在这种孤岛；如果这个矩阵变得奇异，那么就可以利用检测雅克比矩阵列这种相关系的数值来进一步的分析，分析电网的内部是否存有孤岛和孤岛的相关组成。因为雅克比矩阵在子矩阵上为：这和雅克比矩阵之间有着相同的一系列奇异性。所以，在雅克比矩阵这一孤岛上进行失压分析，能够转化成对雅克比矩阵具体的子矩阵H之间的具体分析。具体的方法可以是利用检测矩阵的H之中列相关系数，进一步判别电网之中是否存在了孤岛；

因为潮流这种计算在电网的运行风险评估上是其基础部分，雅克比矩阵能否出现奇异和出现奇异的一系列原因进行细致分析，更是潮流计算之中必不可少的重要步骤。所以，在雅克比矩阵这一奇异孤岛的方法之上进行具体计算，会比传统图论这种方法来检测孤岛效应具有更多的优点，其中的易于实现、快速有效都是它明显的突出优势。

（三） 继电保护在正确运作上能够快速且有效的进行故障设备情况的具体切除，它是我国电网安全运行与稳定运行的基础保障。可是，我国继电保护在动作上将会造成我国继电网的拓扑结构与潮流的改变和转移，一定程度上会导致支路出现过载情况，甚至会诱发故障出现连锁反应，致使大面积的出现停电等灾难性事故。电网之中的配置距离分为三段进行保护，不只是要把它当成是后备的保护，也要进行支路过载等方面的深度预防，与此同时，应该辅助调度人员在切负荷方面的操作，进一步实现对我国电网过载上的有效控制，进而保证电网可以安全运行。对于继电保护的动作和电网运行上的相关风险影响等，都呈现了复杂性与不确定性。

为了能够增强电网在供电上的可靠性，其地区电网可以装设一些设备的自投装置，用来降低地区电网之中的失压风险。由此可见，能够影响电网变化的过程之中的相关因素，都是直接关系到了地区的电网运行以及风险可能，对于风险的评估之中，一定要合理地去设计这相关的因素，才可以让评估所得的结果更加符合工程的实际，具有全面性、科学性等特点。

（四） 关于评估抽刘和其它别的使用的相关潮流计算方式，可以结合图示来进一步显示，透析计及电网在变化过程之中地区电网运行风险的具体评估流程分析。如图1所示：

为了增强评估的效率，可以引进灵敏度的方法来提高其计算速度，也就是对那些支路断开而且没有造成电网的节点失压之中种种状态形象，可以直接的采用灵敏度的方法来求得支路的开断，这也是电网的一种潮流。

总结

综上所述，定量、客观的去评估电网的运行风险，对于保障我国电网安全、稳定的运行具有非常重要的意义。对于地区的电网运行进行的一系列风险评估，一定要计及影响电网在变化这一过程之中的全部要素，才可以让评估的结果更加符合现实情况，真实的反映出电网运行所存有的风险、水平。对于其风险评估，要考虑继电保护和设备的自投装置之中的动作，以及一些列操作影响因素，能够快速、准确的对地区电网进行风险“绝优化”评估，进一步促进我国电力事业的发展。

参考文献

[1] 汪隆君，李博，王钢，胡子珩，何晓峰. 计及电网变化过程的地区电网运行风险评估 [J].电力系统自动化，2011年 第01期

篇5：电网规划方案与风险评估分析论文

【内容摘要】电能是社会运行的必要能源，为了能够保障社会运行的电能，进行电网规划是十分必要的。基于此，本文研究了电网规划方案的适应性以及电网规划方案的风险评估，以期能够促进电网合理规划，促进电能合理分配。

【关键词】电网规划方案;适应性;风险评估

供电公司电力系统中电能的分配和传输主要依靠电网规划实现，随着我国社会的不断发展，我国的电力系统越来越完善。在电力系统中，我国不同地区的用电量、电力设施、用户等存在很大差异，电力系统并没有固定的模式，为了能够合理提供电能，电力规划需要得到重视。研究电网规划方案的适应性与风险评估具有重要的现实意义。

一、电网规划方案概述

电网规划是为了减少投入，提高配电合理性，主要工作内容是收集资料、分析资料、提出方案、完善方案以及执行。其中对资料的收集和分析是基础，例如某区想要改造电网，最先进行的是对资料的收集，需要对该区域内用户分布、用电量进行分析，在收集完成之后，需要对资料进行分析，需要对该地区的增长率进行分析，对用电高峰时段进行分析，在此基础上制定电网建设方案。电网规划方案作为电网建设的重要基础，是电网规划执行的依据。包含着计划投资额、主要建设方向以及施工对象等一系列内容，其中最重要的是投资额，是决定着投资回报的重要因素。在确定投资额的时候，需要依据参考数据，确定最佳方案，降低投资额。

二、电网规划方案的适应性

(一)数据的收集工作。电网规划工作的基础是数据收集工作，数据的收集也是电网后续工作的重要依据，一般情况下，数据收集工作是通过层次化的方式实施，也就是说是以地区作为总体目标，通过对目标的细化，将目标分成若干个的小目标，对目标细化成多个子目标，根据不同的具体对象，分配不同的子目标。例如某市的电网规划方案，为能够保障电网规划方案的适应性，甲市中的相关部门需要先进行数据的收集工作，然后将全市的区和县作为子目标，同时需要将街道和乡镇作为单位，划分出不同的子目标，其中具体对象是子目标下的电力用户数量。用电数量、阶段用电量和规划出大型的用电场所等，在完成对基础数据的收集之后，需要对数据进行系统的分析。例如对电力变化情况的分析，在某市中的总耗电量是1亿度，近五年的变化呈现出上升趋势，而后来趋于平稳，其中平均增长率约为1.9%，在电网规划中并不存在大型用电场所，在的年度耗电量应该在1.02亿度附近。收集数据工作是保障电网规划方案具备适应性的基础，需要慎重认真地进行。

(二)草拟方案模拟。在经过了数据收集工作之后，还需要经过简单的模拟，也就是说用电量的模拟，这种模拟是对电力原理的模拟，事实上，并不具备实用性，在电网规划方案草拟过程中，需要考虑多种因素。例如对于沿海城市的电网规划方案的草拟，需要考虑天气原因，如果遇到厄尔尼诺效应，在暴雨天气下，用电量一定会大幅增加，由于沿海城市需要进行除水作业，供电可能会出现中断问题，那么用电量将会下降，出于对这些动态因素的考量，需要在草拟方案的时候给予充分的重视，需要对多种影响因素进行考量。使用计算机进行计算，通过数据的分析和处理，建立电子模型，能够实施人工控制对实验进度进行控制，如果方案中存在一定不足需要进行及时的修改，需要对电网规划方案不断完善，直至方案的可行性能够得以实现，以此保障电网规划方案的适应性。[1]

(三)拟定不同时期的方案。电网规划方案主要包含两种，一种是短期方案，一种是中期方案。一般情况下，在中期方案能够实现比较高的适应性，只要不存在大型改造工程，就能够满足长期工作。短期方案是指在电网运行一个月的期限内的基本情况，包含着负荷预测、运行预测、停电预测以及相应的实际情况，如果存在着明显差异，那么还需要持续调整。中期方案是指短期方案能够实现适应性，再继续使用之后一年期限之内电网的运行情况。其中重点内容包含电网的输电量最大值、平均负荷状况、电能的损耗情况以及用电量情况等等，通过对以上数据汇总和分析，汇总分析结果将成为中期方案适应性的评定依据，如果有需要，还要进行改造，不断进行调整。

三、电网规划方案的风险评估

(一)投资风险评估。电网规划方案的风险评估最主要的.评估内容是对投资内容的评估，客观意义上讲，我国的电力公司是具备一定程度的垄断特征和公益性质的，相对的市场竞争压力并不大，如果在市场经济条件中，国家电网是企业制单位，也需要保障投资能够有所回报。面对这样的要求，对投资风险的评估是十分必要的。假如某个地区要进行大规模的电网规划，对投资进行预测的时候，需要考虑所有开支的内容，包含人员的费用、材料的费用等基本开支，同时还有高温天气的补贴、材料的补充等额外费用。这一部分投资内容的回报分成两个部分，一部分是社会回报，一部分是经济回报，经济回报与社会回报之间，需要进行综合考量，需要对投资进行衡量，需要以投资结果作为基础，对投资风险进行评估，选择具有最高回报的投资方案。[2]

(二)性能风险评估。在电网规划方案正式实施之后，需要进行性能风险的评估，包含对实际需要的满足程度的差距。一般情况下，在数据收集环节，相关人员会根据实际数据作为规划的基本支持，由于特殊原因，可能会导致用电量发生动态变化，那么整个电力系统的性能可能会面临部分风险。例如在高温天气中，如果一段时间内连续出现高温，那么人们使用空调和风扇的时间和频率也会增加，由此耗电量也大会大幅度增加。在这种情况下，如果继续使用常规的供电方式，使用固定的输电量，那么极有可能会导致供电的不足，那么系统将面临性能上的风险。在实际电网规划方案中，需要在规划结果之上设置一定的范围，如果计算得出供电量达到1亿度，那么范围应该设定在1.1亿度左右，以此来应对可能出现的变化情况。

(三)风险评估流程。电网规划方案中风险评估的流程包含:一是选定电网规划的实际区域，确定基础用电量、改造费用、电价等，根据数据信息草拟出方案;二是根据电能消耗的实际情况，判断出可能出现的变化情况，在制定方案的时候进行充分的考量。这是风险评估中常见流程。另外，常用的风险评估流程还有对风险进行分类，对不同的分类类别进行分析，得到结果之后，才能根据指标设定加权参数，根据权重进行排序，然后根据不同系数之间的关系，来确定风险的大小，对方案进行拟定和不断优化。这两种方案目前被广泛应用到电网规划方案的风险评估中，能够有效提高电网规划方案的适应性，有效控制风险。

四、结语

综上所述，本文先进行了电网规划方案的适应性研究，需要数据的收集工作，然后草拟方案模拟，拟定不同时期的方案，研究了电网规划方案的风险评估，包含着投资风险评估、性能风险评估，分析了风险评估流程。

【参考文献】

[1]李宏.风险评估在电网规划设计中的应用探讨[J].通讯世界，，1:211～212

篇6：浅论电网运行安全风险的在线评估论文

柔性交流输电系统FACTS (Flexible AC Transmission System) 通过输电网络参数调节实现潮流和电压控制, 从而有效降低网损和发电成本, 提高交流输电系统的稳定性和运行可靠性[1,2,3]。TCSC属于晶闸管控制的串联型FACTS元件, 可调节输电线路电抗来提高线路传输功率极限, 故对系统可靠性有重要改善作用。国内外学者在TCSC对电力系统可靠性的影响上进行过初步探索研究。文献[4-5]考虑了2种不同故障模式, 建立了多模块TCSC的状态空间转移模型;文献[6]在文献[4-5]基础上建立了含TCSC线路的简化可靠性模型;文献[7]在TCSC的线路可靠性模型中考虑了开关故障;文献[8]在含TCSC的柔性输电系统可靠性研究中, 计入了参数的不确定性;文献[9]从暂态稳定性的角度研究了TCSC降低系统暂态失稳风险的有效性。迄今为止, 在TCSC对电网可靠性的影响方面, 研究内容主要集中在规划可靠性评估, 而针对短期运行可靠性的研究甚少。

在短期运行可靠性评估中, 需要计及设备运行条件和外界环境对其可靠性的影响, 即电力设备的可靠性参数会随运行条件和环境而实时变化。文献[10-12]分别提出了元件故障率按指数函数变化的条件相关故障率CDFR (Condition-Dependent Failure Rate) 模型、线性函数和双曲正切函数的线路停运概率模型。这些模型的共同点是将元件可靠性参数和元件运行条件 (如潮流、电压等) 通过一定解析函数拟合而成, 此方法侧重于分析实时运行条件对元件可靠性参数的影响。然而, TCSC可以通过改变电网参数改变运行条件, 因此它不仅对系统中其他电力元件的可靠性产生影响, 也对自身的可靠性有一定影响。而现有的电网运行风险评估模型主要针对常规电力设备, 很少涉及TCSC元件。

本文首先根据TCSC结构和故障模式建立了计及部件冗余配置的TCSC可靠性框图;然后, 针对TCSC的电抗-电流 (X-I) 运行特征, 提出一种计及TCSC视在电抗约束的含TCSC的线路可靠性模型;最后, 根据实时运行条件下故障率参数的时变特性, 应用马尔可夫理论推导了TCSC核心部件和整个线路的状态概率计算公式, 建立了条件相关的故障率模型。

1 TCSC的可靠性建模

1.1 TCSC的结构和故障模式

TCSC一次主回路由多个TCSC子模块串联组成, 子模块中主要元件有:电容器组、晶闸管阀及其冷却系统、旁路电抗器L、金属氧化物限压器 (MOV) 以及旁路开关, 其结构如图1所示。

TCSC故障模式分为子模块故障和整台TCSC故障2种。当子模块中电容器组或者晶闸管阀故障导致该子模块失效时, 子模块保护 (MCP) 动作并控制子模块的旁路断路器合闸, 实现故障子模块的隔离, 故此种故障模式不会影响其他子模块正常工作;当MOV故障时, 为防止保护间隙燃弧时间过长, 需由TCSC公共保护 (CCP) 控制TCSC的旁路断路器合闸, 使整个TCSC退出运行。

为了提高TCSC的可靠性, 一次主回路设备采用冗余配置。在设计时, 电容器组和晶闸管阀的内部元件留有一定冗余数, 当其失效数在冗余数范围内时, 该部件不会失效。故分析TCSC可靠性模型时应考虑到TCSC部件的冗余配置。

1.2 TCSC的可靠性模型

由TCSC的子模块故障模式可知, 只要其中一个TCSC子模块正常运行, TCSC不会失效, 只有当TCSC全部子模块故障时TCSC才会失效;当MCP、MOV或晶闸管阀的冷却系统故障时, CCP动作并将TCSC隔离;但当CCP失效时TCSC故障后将无法被隔离, 故CCP故障会影响TCSC所在线路的正常运行。假设TCSC的开关设备完全可靠, 则TCSC可靠性框图如图2所示。由于TCSC每个子模块配置相同且相互独立, 对于含G个子模块的TCSC, k个子模块正常运行的概率为:

其中, CGk为G个子模块中有k个子模块正常运行的排列组合数;PT、QT分别为TCSC子模块正常运行和故障失效的概率。子模块完全正常或部分正常运行的概率如式 (2) 所示。

由TCSC可靠性框图可得TCSC处于运行状态以及完全失效的概率分别为:

其中, PTr、PMOV、Pcool、PMCP、PCCP分别为子模块系统、MOV、冷却系统、MCP、CCP正常运行的概率。

1.3 TCSC子模块可靠性模型

TCSC的可靠性模型已考虑导致整台TCSC失效的情况, 因此TCSC子模块的可靠性模型主要针对子模块中的元件引起模块本身失效的情况, 故TCSC子模块可靠性框图如图3所示。

电容器组由多个电容器单元串并联组成, 一个电容器单元由多个电容元件串并联组成。对于内熔丝保护方式的电容器, 每个电容元件都串有熔丝对其进行保护, 当其中一个电容元件被击穿, 故障电容元件被隔离, 其他电容元件正常运行。此时, 电容器只损失一个元件, 不会影响该电容器单元的正常运行, 只有当损坏元件较多时, 电容器单元才会由于雪崩效应而退出运行[13]。因此, 电容器单元相当于配置了一定冗余数的电容元件。TCSC采用内熔丝电容器时, 电容器组采用H桥型接线, 如图4所示, 电容器组分成参数相同的4个桥臂, 每个臂的电容器单元先并后串, 串、并联数分别为N/2和M/2;电容器单元中的电容元件先并后串, 串、并联数分别为n和m。

当电容器单元中一个串联段有电容元件损坏后, 与之并联的正常电容元件电流将会增加, 产生过电压。由于少量元件的损坏对电容器组电容量的影响较小, 为简化分析, 假设故障前后整个电容器组承受的电压保持不变, 则电容器单元中故障段完好元件的过电压倍数[14]为:

其中, x为电容器单元中一个串联段的损坏电容元件数。电容元件的冗余数则为Kev等于最大允许过电压倍数时所对应的损坏元件数。

其中, kev max为电容元件最大允许过电压倍数。

令de=[d], de为一个串联段中冗余电容元件数, []表示向下取整。在对有内熔丝的电容器组进行不平衡保护整定时, 要求保障故障电容器单元中故障串联段的剩余完好元件上的连续运行电压不超过元件额定电压的1.3倍, 即kev max不超过1.3, 由此可以推算出电容器组不平衡保护动作整定值, 即不平衡保护在de+1个电容元件发生击穿时动作跳闸[15,16,17]。故电容器单元的可靠性框图如图5所示。

当电容器单元有电容元件损坏时, 损坏电容元件所在故障段的电压升高, 导致故障段剩余电容元件击穿的故障概率增加, 这些电容元件发生故障的可能性远远大于其他完好串联段的电容元件, 因此故障单元因雪崩现象而故障的可能性也远大于其他完好单元, 为简化分析, 可作如下近似假设:

a.忽略电容器单元中各串联段同时故障的可能性, 即各串联段故障为互斥事件;

b.忽略单相电容器组中各单元同时故障的可能性, 即各电容器单元故障为互斥事件;

c.三相电容器组相互独立, 各相电容器组故障为独立事件。

则电容器单元的故障概率可用下式表示:

其中, QCr为电容器单元中一个串联段故障失效的概率;PCe (n-1) 为其他n-1个串联段完全正常的概率;Cmi为一个串联段的m个电容元件中有i个电容元件正常运行的排列组合数;PCi、QCi分别为当电容器单元故障段剩余i个电容元件时, 这些电容元件正常运行和故障失效的概率;PCm为完好串联段的电容元件正常运行的概率。

单相电容器组的故障概率可用式 (10) 表示:

其中, PCn (MN-1) 为其他MN-1个完好单元完全正常的概率。

三相电容器组的故障概率为:

晶闸管阀由双向反并联的晶闸管对、晶闸管电子设备 (TE) 、阻尼电阻Rs、阻尼电容Cs和直流均压电阻RDC构成, 其结构如图6所示[13]。

晶闸管、晶闸管电子设备、阻尼电阻和阻尼电容故障将导致其所在的晶闸管级不能正常运行;直流均压电阻主要使晶闸管在关断情况下承担的直流电压在晶闸管阀层进行均匀分布, 其阻值很大, 正常运行时不起作用。因此可得到晶闸管阀的可靠性框图, 如图7所示。

晶闸管阀留有一定裕度, 当晶闸管阀内有晶闸管级损坏时, 其他完好晶闸管级的电压升高, 导致其故障概率增加。对于晶闸管级串联数为Ns、晶闸管级冗余数为ds的晶闸管阀, 其故障失效概率为:

其中, CiNs为Ns个晶闸管级中有i个晶闸管级正常运行的排列组合数;QSr为单相晶闸管阀故障失效的概率;PSi、QSi分别为当晶闸管阀剩余i个晶闸管级时, 这些晶闸管级正常运行和故障失效的概率;PTHYi、PTEi、PRsi、PCsi为闸管阀剩余i个晶闸管级时, 晶闸管级中晶闸管、晶闸管电子设备、阻尼电阻和阻尼电容正常运行的概率。

考虑电抗器的影响, TCSC子模块正常运行和故障失效的概率分别为:

其中, PTL为电抗器正常运行的概率。

2 含TCSC线路的可靠性模型

2.1 TCSC的视在电抗约束

TCSC补偿范围由触发角、电压和电流约束等共同决定, 如图8所示[18], 图中视在电抗为以XC为基准值的标幺值, 线路电流为以线路额定电流ILN为基准值的标幺值。

在容性区域内, TCSC视在电抗的最大值为:

其中, Xmax0、Xmax UC分别为触发角限制和电压限制决定的TCSC视在电抗最大值;IL为线路电流;UCmax为TCSC在容性区域持续运行的最大允许电压。在本节中, 所有电抗以XC (标称容抗) 为基准值;所有电流以线路额定电流ILN为基准值;所有电压以ILNXC为基准值。

在感性区域内, TCSC视在电抗最小值为:

其中, Xmin0、Xmin UL、Xmin ILT分别为触发角限制、谐波热效应限制和晶闸管电流限制决定的TCSC视在电抗最小值;ULmax为TCSC在感性区域持续运行的最大允许电压;ILTmax为TCSC在感性区域晶闸管全导通运行的最大允许线路电流;Xbypass为TCSC在旁路模式下的视在电抗。

由上述可得单模块TCSC的运行范围:

其中, XTCSC为TCSC的视在电抗;ILCmax为TCSC在容性区域持续运行的最大允许线路电流;Xblocked为TCSC在闭锁模式下的视在电抗。

但对于多模块TCSC, 不同数量的子模块运行时, TCSC对应不同的X-I特性曲线, 如图9所示[7]。单模运行时其补偿范围会出现断层, 视在电抗变化范围为[Xmax, Xblocked]∪[Xbypass, Xmin];当多个子模块运行时, TCSC能实现视在电抗的连续控制, 且随着运行子模块数的增加, 连续补偿范围增加, 而TCSC视在电抗最大值和最小值均不变化。考虑稳态运行时线路电流不会很大, 可认为2个及以上的子模块运行时TCSC的视在电抗范围为[Xmax, Xmin]。

2.2 计及TCSC视在电抗约束的线路可靠性模型

由于TCSC视在电抗的变化范围随运行子模块数和运行条件变化, 故在最优负荷削减模型中需分别对不同视在电抗约束予以计及。设PL和QL表示线路正常运行和故障失效概率, 对模块4的TCSC, 当2个及以上的子模块运行时, 认为TCSC补偿范围连续, 此时线路正常运行的概率为:

当单个子模块运行时, TCSC补偿范围断层, 此时线路正常运行的概率为:

当TCSC旁路时, 线路无TCSC补偿, 此时其正常运行的概率为:

线路故障以及CCP故障都会导致线路失效, 故含TCSC线路失效的概率为:

可见, 要得到含TCSC线路的可靠性模型, 关键在于求出TCSC部件和线路的状态概率。在TCSC中, 电容器组和晶闸管阀的可靠性与运行条件紧密相关, 由式 (7) — (15) 可知, 要得到电容器组和晶闸管阀的故障概率, 关键是求出PCi、QCi、PTHYi、PTEi、PRsi和PCsi。由于PTEi、PRsi和PCsi很小, 而晶闸管是晶闸管阀的关键部件, 在很大程度上决定晶闸管阀的可靠性, 因此本文主要对其和电容元件进行分析。

3 基于实时运行条件的元件瞬时状态概率和故障率

3.1 晶闸管、电容元件和线路的瞬时状态概率

在传统可靠性评估中, 元件故障率由统计平均值得到;而在运行风险评估中, 因评估周期很短, 元件故障率随运行条件实时变化。假设晶闸管、电容元件和线路有运行和失效2个状态, 由马尔可夫过程可得它们的瞬时状态概率, 如式 (28) 、 (29) 所示。

其中, P (t) 、Q (t) 分别为t时刻元件正常运行和故障失效概率;P (0) 、Q (0) 分别为评估周期初始时刻元件正常运行和故障失效概率;λ和μ分别为元件故障率和修复率, 由于运行风险评估周期很短, 可将元件看作不可修复元件, 即μ=0。

现有文献采用瞬时状态概率模型时一般近似认为元件故障率在评估期间大小不变, 然而实际运行中负荷水平和外界环境实时变化导致故障率随时间变化。故本文将评估周期分成N个时间段Δt, 每个时间段内运行条件近似恒定, 且根据每个时间段内的运行条件计算元件故障率, 则 (j+1) Δt时刻元件的状态概率如式 (30) 、 (31) 所示。

其中, P ( (j+1) Δt) 、Q ( (j+1) Δt) 分别为 (j+1) Δt时刻元件正常运行和故障失效概率;λj+1为[jΔt, (j+1) Δt]时间段元件故障率;P (jΔt) 为jΔt时刻元件正常运行的概率。那么:

依此类推, 可得:

可见, 只要知道晶闸管、电容元件和线路的P (0) 和λk, 就可以求得它们在任意时刻的状态概率。如果能确定这些元件在评估周期初始时刻处于运行状态, 则P (0) =1。

3.2 晶闸管、电容元件和线路的故障率

3.2.1 基于载流量和服役时间的元件故障率模型

从绝缘材料的热特性角度出发分析载流量对元件故障率的影响, 可得到元件的故障率与载流量的关系[10], 如式 (36) 所示。

其中, λ (I) 为偶发故障期元件故障率;λ0为正常运行条件下的故障率, 近似为长期统计数据平均值λ軍, 即;Ispec为额定载流量;Itrip为保护装置整定值;A、B为常数。

元件故障率随载流量I的变化曲线如图10所示。

当元件服役时间较长进入损耗故障期后, 需考虑元件老化因素, 元件老化失效故障率可由式 (39) 计算[19]。

其中, T为元件服役时间;β为形状参数;T63%为故障率为63%时对应的元件寿命。需要说明的是, 对于具有相同服役时间的元件, 其老化程度受运行条件和外界环境的影响会有较大差异, 因此需将元件服役时间换算为一定参考条件下的等效服役时间Te, 式 (39) 改为:

由于运行风险评估的周期 (例如日风险评估) 很短, 在评估周期内因老化导致的元件寿命损耗增加可以忽略不计, 因此老化失效故障率可近似取为常数, 可见在短期评估周期内可用指数分布来近似描述老化故障。基于上述分析, 计及载流量和等效服役时间的元件故障率可表示为:

其中, TN为元件的有效寿命。

3.2.2 晶闸管、电容元件和线路的条件相关故障率

a.电容元件:设电容器单元完好串联段中每个电容元件承受电压为UC, 对应故障率λCm (TCe, IC) =λCm (TCe, UC/XC) ;当电容器单元故障段剩余i个完好电容元件时, 这些电容元件承受电压为Kev (m-i) UC, 其故障率为λCi (TCe, Kev (m-i) UC/XC) , 即λCi (TCe, Kev (m-i) IC) , 计算公式为式 (41) 。

b.晶闸管:设完好晶闸管阀中每个晶闸管级承受电压为US, 其内部晶闸管承受电压为UTHY, UTHY=US, 令该晶闸管阻抗为ZTHY, 对应故障率为λTHY (TTHYe, ITHY) =λTHY (TTHYe, UTHY/ZTHY) ;当晶闸管阀剩余i个完好晶闸管级时, 这些晶闸管级中的晶闸管承受电压为KSv (Ns-i) US, 其中KSv (Ns-i) =Ns/i, 则该晶闸管故障率为λTHYi (TTHYe, KSv (Ns-i) UTHY/ZTHY) , 即为λTHYi (TTHYe, KSv (Ns-i) ITHY) , 计算公式为式 (41) 。

c.线路元件:传统线路额定载流量是基于最恶劣气候条件得到的, 不能正确反映不同气候条件下线路的实际允许载流量。为定量分析评估周期内气温变化对线路可靠性的影响, 可通过天气相关的线路实时静态额定载流量ILN来代替Ispec, ILN由摩尔根公式计算[20], 如式 (42) 所示。线路故障率可由式 (41) 计算。

其中, A=πσDke[ (273+tc) 4- (273+t0) 4], σ为斯蒂芬-鲍尔茨曼常数, tc为导体稳态温度, t0为环境温度;v为风速;D为导线外径;ke为导线表面的辐射系数;γ为导线表面吸热系数;Si为日照强度;Rd为工作温度下导体的支路电阻;ζ、τ为常数。

4 算例分析

本文以RBTS测试系统[21]为例对电网运行风险进行评估分析。在评估中, 输电线路的额定容量取为原始数据的70%, Ispec、Itrip分别取为额定载流量的80%和120%, 电容元件和晶闸管元件的Ispec、Itrip分别取为额定载流量的100%和120%, 元件最大故障率取为平均故障率的20倍。线路1和线路6附近负荷较大, 本文选择在这2条线路安装TCSC。TCSC部件配置参数如表1所示[15,22], TCSC视在电抗约束参数如表2所示[6,18] (表中数据为标幺值) , TCSC子模块部件故障率参数取值如表3所示。MOV、旁路电抗器、冷却系统、MCP和CCP的故障概率取为0.005。

4.1 含TCSC线路可靠性参数计算结果

根据前述的元件运行可靠性模型, 本文分别计算了24 h含TCSC线路的状态概率, 令电容元件、晶闸管和线路的等效服役时间均为5 a。

a.24 h内负荷水平不随时间变化, 在不同系统负荷系数条件下, 含TCSC线路在23:00—24:00时段的状态概率如表4所示。

b.24 h内负荷水平不随时间变化, 系统负荷系数为1.0, 含TCSC线路在不同时段的状态概率如表5所示。

c.24 h内负荷水平随时间变化, 含TCSC线路在不同时段的状态概率如表6所示。

由表4可知, 线路故障率随着负荷系数的增加而增加, 尤其当负荷系数增至1.1时尤为明显, 这是由于TCSC子模块的故障增加了线路的故障率。由表5可知, 线路故障率随时间增加而呈递增趋势。但是当24 h内负荷水平随时间变化时, 线路故障率不仅随时间变化, 也受负荷水平变化的影响, 如表6所示。

4.2 不同负荷水平下的电网日运行风险评估

本文使用交流潮流负荷削减模型对不含TCSC和含TCSC的电网运行风险进行评估, 系统状态选取采用状态枚举法, 发输电故障枚举到3阶。不含TCSC和含TCSC系统在不同负荷水平下的日运行风险评估结果如图11、12所示。其中, LOLP是失负荷概率, EENS是电量不足期望。

负荷水平较大时的系统风险指标明显大于负荷水平低时的系统风险指标。在09:00—20:00时段, 虽然负荷水平变化较小, 但系统风险指标随时间增加呈逐渐增大趋势。安装TCSC后, 系统风险指标比安装前明显减小, 负荷水平较高时 (09:00—20:00) 尤其明显。这主要是因为TCSC通过调节潮流缓解了输电堵塞, 从而使系统中的故障状态数减小或者某些故障状态的负荷削减量减小。因此TCSC能有效改善系统可靠性水平, 而它自身的可靠性对系统可靠性影响很小。

为进一步研究TCSC对系统可靠性的影响, 本文计算了不同峰值负荷下系统24 h的风险指标, 并列出18:00—19:00时段系统的风险指标, 如表7、8所示。其中, LOLP1、LOLP2、ΔLOLP分别为不含TCSC和含TCSC的失负荷概率以及失负荷概率变化量;EENS1、EENS2、ΔEENS分别为不含TCSC和含TCSC的电量不足期望以及电量不足期望变化量。

由表7可知, 当系统峰值负荷百分数小于115%, 含TCSC系统的LOLP指标远小于不含TCSC系统, 且LOLP改善量随峰值负荷百分数增大而逐渐增大。然而, 当系统负荷增大到一定程度 (峰值负荷百分数为115%) 时, 载流量的增大导致TCSC元件故障率增大, 含TCSC系统的LOLP指标的改善效果有所下降。由表8可知, 含TCSC系统的EENS指标小于不含TCSC系统, 并在TCSC容量约束范围内, 系统负荷越大, TCSC的改善作用越明显。

4.3 考虑元件老化的电网日运行风险评估

当线路等效服役时间较长时, 线路进入损耗故障期, 线路寿命分布参数β取为8.1, T63%取为40 a[19]。本文计算了线路等效服役时间为5 a和30 a时系统24 h的风险指标, 并列出18:00—19:00时段的系统风险指标, 如表9所示。随着线路等效服役时间的增加, 系统的风险指标增加, 可见, 线路老化对系统可靠性产生了不利影响。

4.4 考虑气温变化的电网日运行风险评估

图13为不考虑气温变化和考虑气温变化情况下不含TCSC系统的EENS曲线, 系统峰值负荷取为原始数据的115%。由图13可知, 当负荷水平较低时, 线路实时额定载流量很充裕, 系统风险指标主要受负荷水平影响。当负荷水平较高时, 计及气温变化的系统风险指标比不计及的低, 尤其是在气温较低的时间段 (18:00—20:00) , 此时的线路实时额定载流量远大于基于最恶劣天气的额定载流量。可见, 系统负荷较大时, 负荷水平和气温变化都对系统风险指标产生了影响。

当系统安装TCSC后, 线路实时额定载流量较充裕, 线路过载风险降低, 考虑气温变化和不考虑气温变化的EENS变化曲线几乎重合, 系统风险指标主要受负荷水平影响, 如图14所示。

5 结论

本文结合TCSC的结构和故障模式, 建立了TCSC的可靠性框图, 详细分析了含TCSC线路的可靠性模型, 然后推导出TCSC核心部件和整个线路在时变故障率参数下的状态概率计算公式, 并建立了元件故障率模型, 最后对RTBS测试系统在24 h的运行风险进行评估, 得到如下结论。

a.本文计及了元件故障率因运行条件改变而实时变化的特性, 并基于此推导了元件的时变故障率, 由该时变故障率得到的评估结果能够反映系统风险与负荷水平、时间的关系。

b.本文的模型考虑了元件服役时间和气温对元件运行可靠性的影响, 评估结果更符合实际情况, 可为运行人员提供有益的参考。

篇7：浅论电网调度运行安全控制对策

一、前言

电网运行中，调度的主要目的是保证电网以及电力系统的稳定运行，调度的主要任务是调度运行人员根据电网的运行方式、运行状态以及具体的工作需要来进行倒闸操作。鉴于电网运行所涉及到的安全因素众多，所以运行期间难免会因安全因素的影响而发生运行故障。而电力调度中的危险点便是造成电力运行故障，甚至导致电力安全事故发生的主要原因。为此，在电力调度运行中，就必须严格控制好电力调度中的危险点，必须采取措施对故障进行预防，或对事故进行处理，最大限度的保障电网的运行安全。

二、影响电网调度运行安全的行为或因素

电网调度运行中，容易对电网调度运行安全产生影响的因素主要有：误调度事故、监督力量薄弱、突发事件等等。详细分析如下：

（一）误调度事故

所谓误调度事故，主要指电网调度过程中因调度失误而造成的电力事故，一般由调度命令错误，而电气操作人员不知，依然按照调度命令执行任务引起。通常情况下，误调度事故对电网调度人员的安全并不会有直接的影响，但对电网的运行安全以及电气检修人员的生命安全会构成巨大威胁。

（二）突发事件

电力调度运行的具体操作流程极为复杂，且操作过程中对调度系统的性能要求也比较高，调度人员只有掌握了全面的调度系统要求与技术之后，才可正式进行电网调度。需要注意的是，由于电网调度运行中的突发事件比较多，所以调度时往往需要调度人员高度集中自己的注意力，并要求其务必要具备同时处理多个故障或调度事故的能力。

（三）调度运行工作的连续性

调度运行工作并非一个瞬时性动作，它具有连续和连贯的特点。而正是因为它的这一特点，使得它在实际调度时，任一一个环节出现错误，都将产生连锁反应，接二连三的影响到其他环节的工作，造成误调度事故发生。

三、电力调度运行方式

（一）对检修计划进行编制

对检修计划进行编制过程中存在的主要危险点由：由于对电网的运行方式考虑不周全所导致的对于特殊的检修没有进行事先的协调与沟通，且没有对各种检修方式下可能存在的事故进行综合的演练和考虑。针对这种情况所进行的安全管理策略为：首先要尽可能地制定周密的检修计划，并从实际情况进行出发，对电网的运行方式进行严格的筛选，确保所选用的运行方式的正确性及严谨性。严格按照公司计划和要求对运行方式进行选择；其次要依照调度的规程对检修进行申请，如果出现了特殊的情况，则需要向相关的负责人进行申请，并得到其批复后方可执行，对于重大检修要事先制定相关的事故预想。

（二）电网新设备的启动

如果是电网新设备的启动则其主要危险点应是由于相关人员不熟悉设备所导致的，对此危险点进行分析和预防的注意事项是：首先要熟悉相关的图纸和设备，并保障对设备的名称和编号非常熟悉，其次对设备所管辖的范围和主变的分接头、相关运行方式都要有全面的了解，明确相关设备的实验要求。

（三）运用正确的保护方式

如果是由于保护方式不合理所导致的危险点，则应保证对保护运行规程进行熟悉，了解电网的运行方式，熟悉电网保护配置情况及相关定值配合情况。确保相关安全的科学性和合理性，及时了解运行方式的危险点编制情况，全面收集相关的运行资料，对电网的接线方式和设备检修计划进行熟悉，确保主网及各电压等级电网接线方式的正确性，确保对电网保护的自动合理配置。

四、调度员工作管理

调度员进行危险点分析主要内容有：

（一）对于检修计划的审批不够严格，容易出现填写不当的现象，没有严格依据相关规定执行预告而进行变电站的停电，对此应采取的安全管理措施为：在填写检修审批单时严格按照相关规范进行，确保审批、预告、开工及竣工等手续的正确性，调度员要严格按照相关审批意见执行，确保其足够重视调度运行的安全管理。

（二）对操作过程的指令票进行危险点分析。操作过程指令票存在危险点，主要是由于在操作过程中没有进行严格的审核，其所下达的指令不合适，且相关的调度工作不到位，存在明显的失误。对此应在严格执行指令票的同时，确保检修申请及电网检修方式的合理性，对操作任务有明确的认识，并注意相关事项，对已执行的操作记录及命令进行严格的对照，且在对位置进行核对时要确保其以与模拟图的一致性。在具体的执行过程中要严格按照指令票进行，避免相关的遗漏，严禁调整操作顺序或者增加操作项目，如果确实遇到需要对操作项目进行调整的情况，则务必征求专工或者主管领导的同义后方可进行。在对指令票进行执行的过程中，要严格执行录音、记录及复诵等相关监护机制，且使用规范的术语，如果操作过程中遇到了事故则需要对其进行立即停止，并对事故进行分析，及时采取有效的处理措施进行处理。

（三）电网设备临检危险点，主要是指没有对安全措施进行周密分析。对此所采取的安全管理对策为：从现场情况出发，对于确实有临检必要的设备才可以做出临检批准，在对设备进行临检时首先要暂停设备运行，并且注意在设备停运后仍采取安全措施，且务必按照相关规定的要求认真填写指令票，如果没有必要对设备进行停运，就要下达相应的告示，确保设备的正常运行。

（四）交接班工作中的危险点，主要是指漏交以及误交等情况。对此，采取的安全管理对策为：在进行交接班时要尽可能地不同时进行调度操作安排，在对重大事故进行处理或者是进行其他重大操作的情况下，禁止同时进行交接班工作；除此之外，对于交接班的双方工作人而言，还要在口头交接的同时认真填写交接记录。

（五）多电源客户的操作危险点，主要指的是误合环。相应的安全管理对策为：对于自备发电机的用户，要进一步强化管理工作，将其他电源停电，做好多电源用户的管理工作，并从实际情况出发，制定避免出现低压电路倒送电的对策。

五、自动化信息监控管理

对自动化信息进行监控主要有微机屏危险点及遥控操作的危险点，分别分析如下：

（一）对微机监控屏的危险点进行分析，主要是要确保监控数据到位，在进行微机监控时，不能只是简单地等待告警提示，而是要根据变电站的实际情况进行仔细的检查，尤其是要保障遥信和遥感数据的一致性。

（二）对遥控操作中存在的危险点进行分析，主要是保障遥控时相关监护工作到位。调度人员要确保相应的安全管理对策得到执行，进行操作时都必须采取相应的防误操作措施及监控措施，在调度工作中都必须实行二人负责制。

六、结论

由于存在多种原因导致电网运行过程中调度事故会对电网的安全生产造成严重的影响，对电网调度运行安全控制主要是分析各种扰动对系统的影响，并采取合理的方法消除这种影响，提高整个电力系统的抗干扰能力，消除各种不利因素对电网安全调度的影响。

参考文献

[1] 骆劭.从地级调度的角度浅谈电网运行中的“三道防线”[J].中国新技术新产品，2011（10）.

[2] 韦志炜.浅谈如何确保电网安全制度[J].民营科技，2011（10）.