电网调度运行全过程风险跟踪与动态调控技术 任应钦

发表时间:2020/7/2   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:任应钦
[导读] 摘要:传统的电网调度运行风险评估和控制方法只关注某一个调度阶段内的风险状况,忽略前一个调度阶段对后续阶段的影响,无法综合反映调度运行全过程的风险水平,也无法提供适应调度运行全过程风险控制的措施。
        (贵州电网有限责任公司铜仁供电局  贵州铜仁  554300)
        摘要:传统的电网调度运行风险评估和控制方法只关注某一个调度阶段内的风险状况,忽略前一个调度阶段对后续阶段的影响,无法综合反映调度运行全过程的风险水平,也无法提供适应调度运行全过程风险控制的措施。全过程风险追踪与动态调控是电网运行的基本保证,不仅提升电力系统运行的安全性和可靠性,而且有助于获得经济效益和社会效益。在阐述电网调度运行全过程风险跟踪与动态调控必要性的基础上,系统阐述风险跟踪的方法,并针对性地提出风险动态调控的技术措施,以期合理控制电网调度运行风险,进而在提升电力系统运行质量的同时,实现电力工程行业的进一步发展。
        关键词:电网调度;全过程;风险跟踪;动态调控
        1电网调度运行全过程风险跟踪与动态调控的必要性
        当前,以全过程理念为指导的电网调度运行风险跟踪和调控手段得以实施。从管理效果来看,首先电网调度运行的整个过程被纳入风险监管体系,实现了电力系统各个运行阶段风险的
        全面把控,反映了电网系统的真实安全水平,从而为风险预防和调控奠定了基础。其次,通过实施全过程动态调控,可以系统地管理电力系统前后阶段风险的影响,提升电网调控的效率和质量,保障运行的安全性和可靠性。最后,从整体管理过程看,电网调度运行过程中,全过程风险跟踪与动态调控技术的应用提升了电力企业的服务能力,获得了电网运行经济效益,彰显了企业的社会价值。
        2电网调度运行的全过程风险跟踪研究
        2.1电网调度运行的风险识别
        风险源辨识指利用风险源信息(内部风险源信息、外部风险源信息等)和设备停运模型,计算出设备停运率,从而辨识出电网调度运行中的风险源的过程。不同调度阶段对风险源信息的关注点各不相同,采用的设备停运模型也各有侧重,最后得到的风险源辨识结果也体现每个调度阶段的关注重点。
        2.2电网调度运行的全过程风险评估
        风险评估是风险指标评估的重要内容,是以电网调度运行的具体情况为基础,并对其进行预想故障的分析,评估可能出现的风险后果。具体而言,电网调度运行风险评估的过程包含三个环节:第一,选择电网调度运行失效状态。通常,状态枚举、蒙特卡罗模拟和N-k等都是电网调度运行失效状态选择的重要类型,然后针对具体状态类型,分析和计算其可能发生的概率。第二,有效分析电网拓扑结构。将预想故障类型的拓扑结构作为分析对象,分析其电网解列、厂站或重要用户全停风险的存在情况,研究电网拓扑结构的稳定控制。第三,计算电网潮流的严格化风险指标。线路、变压器及输电断面是电网潮流计算的基本对象,并将重载风险和过载风险作为主要研究内容,实现了节点电压偏移风险的有效控制。通常,电网风险指标计算公式为:其中,Crisk指电网系统的风险指标;Nc指预想故障发生的个数;Pj和Sj分别指故障j发生的概率和后果严重度。通常,电网调度运行风险后果的严重度具有多重性,可直接体现在电网解列、厂站全停、线路或变压器过载以及电压偏移等方面。
        2.3电网调度运行的风险定级
        风险定级是结合相关风险定级规则,将风险指标转换为若干风险等级的过程。由于调度员无法通过风险指标数值了解产生风险的原因详情及风险造成的后果详情,所以通过风险定级,将风险指标数值转变成风险等级,使得调度人员对风险水平能更好地把握。风险等级由故障概率等级和故障后果等级共同决定。目前,电网系统调度运行的风险故障概率分为5个层级,如表1所示。
 
        电网解列、厂站全停、线路或变压器过载以及电压偏移等常见的电网事故管理过程中,我国电力工程行业在风险故障概率定级规则的基础上,结合《国家电网公司安全事故调查规程》,将电网风险故障后果等级分为5个等级,计算公式为:
        L=round[(1-μ)Lp+μLs](2)
        其中,L、Lp、Ls分别指电网调度运行的风险等级、故障等级和故障后果等级;(0,1)是μ的基本取值区间。同时,为有效确认电网故障后果等级,可通过round函数四舍五入取整。
        3电网调度运行的全过程动态调控研究
        3.1电网调度运行的中短期调度
        中短期调度的时间跨度较长,预测结果较为粗糙。该调度环节中,风险源信息的属性较固定,电力工作人员通过评估和预警风险,为中短期调度风险的跟踪处理奠定了基础。通常交直流特高压线路的传输功率、中短期灾害预报等,是电网调度运行的中短期调度前评估的重要内容。一旦风险追踪系统发现高风险场景,电力调度人员须在风险机组组合模型的基础上确定目标函数,并在满足供电平衡约束、线路潮流约束和发电机出力限制约束的基础上,最小化确认开机费用、停机费用及运行费用等风险指标,然后系统性地进行机组组合优化和动态调整。
        3.2电网调度运行的日前调度
        日前调度是风险调控管理的关键内容,其调度的时间跨度为24h。通过应用日前调度,可有效控制电网调度运营系统的负荷数据、设备状态数据和灾害预报信息,为确定次日机组出力计划提供了评定依据。电力工程应用过程中,最优潮流模型是风险调度的基本形式,可满足日前机组供电平衡约束和线路潮流约束。同时,通过约束日前机组出力计划,可系统优化电网日前运行模式,从而合理控制电网运行风险,获得安全效益、经济效益及社会效益。
        3.3电网调度运行的日内实时调度
        日内实时调度是对未来1h或15min的电网运行情况进行调度,保证电网实时功率平衡。在日内实时调度阶段,气象(灾害)预报信息比较准确可信,设备状态监测信息也是实时获取,一方面可以利用最新的气象(灾害)预报信息评估设备故障概率,辨识出高故障率的设备,另一方面,可以利用实时的设备状态监测信息发现处于紧急甚至是危险状态的设备,如阻塞的线路等,辨识出高危险的设备。高故障率和高危险的设备作为日内实时调度的风险源,参与后续的风险跟踪和动态调控。
        4结语
        总之,电力工作人员只有充分认识全过程风险跟踪和动态调控的价值,在分析风险追踪方式的基础上进行高质量的动态调控管理,才能合理控制电网调度运行风险,提升电力系统运行质量。
        参考文献:
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        [2]姜慧兰.浅论电力调度自动化系统的运行管理及安全风险控制[J].科技尚品,2017,(2):110.
        [3]吴华剑.电力系统调度运行的危险点及控制方法分析[J].科技与创新,2017,(18):63-64.
        [4]陈建平.浅析电力调度运行安全风险及具体的防范方法[J].中国新技术新产品,2017,(17):143-144.
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