高慧
国网山东省电力公司平原县供电公司，山东省德州市，253100
摘要：我国经济建设的快速发展推动我国各行业发展迅速，随着我国经济水平快速发展，电力供需矛盾日益加剧，变电站数量迅速增加，变电运行事故也随之增多。电力企业必须消除事故风险点和运行压力，并合理调整变电站运行方式，进而提高供电可靠性。同时，技术人员必须密切注意变电站设备的承载能力，加强对变电站内设备的检查和维护，认真分析设备运行状态，及时消除安全隐患。
关键词：电网运行全过程；风险协调控制体系与架构设计
引言
我国电力行业的快速发展使我国人们的生活水平和生活质量有了很大的改善和提升。电力系统在不断发展的过程中正凸显出前所未有的复杂性。一方面，新能源的大规模渗透给电力供需平衡带来新的挑战。同时，在特高压技术的发展和推动下，电网一体化程度大幅提高、电气联系增强、运行特性更加复杂。另一方面，近年来频发的寒潮、高温、台风等自然灾害对电网安全造成严重影响。随着电力市场化改革的不断深入，电网运行的经济性也受到越来越多的关注。
1全过程风险协调控制的必要性
随着常规机组出力在全网负荷中的占比进一步下降，在备用容量不足的情况下，一旦发生直流闭锁故障或新能源出力的大幅波动，系统功率平衡即有可能受到破坏。同时，受到台风、雷暴、冰灾等自然灾害的影响，在其范围内的输变电设备强迫停运率将显著上升，易引发连锁故障和大面积停电事故。目前电力系统仍普遍采用基于确定性安全准则的调度方式，安全约束最优潮流，未能考虑多重不确定性因素对电网运行的影响，缺乏针对小概率高风险事故的防控能力。虽然影响电网安全运行的风险因素众多，影响机制各异，但是其发展过程通常具有一定的时序特征。例如，台风行进路线及其对输电线路的影响是可预测的；基于油色谱数据能够分析变压器的潜伏性故障发展过程。如果仅在事故发生前后进行电网风险控制，控制成本较大，效果也并不理想。因此，可以在风险发展的初期就实施相应的控制，以减轻运行点前后的风险控制压力。以上述2个场景为例：在日前调度阶段，降低处于台风影响范围内的输电线路负载率；并将可能出现故障的变压器提前列入检修计划，从而减小设备非计划停运对电网运行的影响。然而由于风险的不确定性，在较长的时间尺度下对风险发展态势进行预测较为困难，风险控制策略需面向多个预想场景，风险约束可以取得较为宽松；随着时间的推移，对风险的预测趋于精确，场景数量减少，风险控制策略可以制定得更具针对性。
2系统总体架构
系统的总体架构决定了未来的技术实现难易程度、未来系统发展与满足需求的弹性空间。考虑到融合电网运行风险预警管控的管理需求、相关业务以及可视化展示的技术要求，结合智能电网与泛在物联网发展的要求，构建了如下的系统总体设计架构，系统由两部分组成:上层应用系统和底层支持平台。上层应用系统包括大屏可视化、虚拟现实场景展示、增强现实互动应用。大屏可视化是指基于Windows的实时渲染3D应用程序实现电网风险3D仿真实时管控。VＲ场景展示是指基于HTCVive虚拟现实系统实现特定场景的电网风险演化路径的全流程展示。增强现实互动应用是指基于热点区域与大屏可视化系统进行增强现实交互，能够在移动设备中热点区域的三维信息和互动AＲ信息。3D模型库实现诸如生成、修改、导入和删除模型的一系列操作。动态编辑平台实现对场景、事件、任务、时间线等对象及属性的编辑操作。
3完善电网运行模式
要求电网工作人员熟练掌握电网运行的安全模式，在未发生风险之前及时对设备进行检修，对隐形的风险进行有效的防范。同时，也要保证的是在电网的正常运行中一旦出现各种异常信息，就要在第一时间内进行风险处理。
在预测风险的过程中，电网工作人员可以对容易出现的风险发生做好概率的预测，对电力设备的运行状态进行监测，这样双管齐下的调控模式，可以有效降低风险。
4安装故障解列装置的必要性
对电源来讲，由于其本身容量比较小，在一般情况下不会对电网的稳定性造成严重影响，若主电网的主供电线路因出现故障，导致瞬时跳闸情况出现时，电源将会因不能完全承担变电站负荷的原因自行解列，然后等待与系统重新并网。但电源与配网的连接比较薄弱，在电网跳闸时间比较长的情况下，由于一些原因，可能会令电源不能自行解列，在此背景下，若主供电源无条件重合，那么电源将会被无条件拉入系统，造成一系类的问题，或者变电站的负荷状态变为重负荷时，同样会影响电源的正常工作。在这种情况下，为保障电源在并网以后可以安全解列，工作人员应当在对实际情况进行考查后，对可能出现的问题进行预计，以便依据用户需求，在电源主网终端变电站的位置相应的安装故障解列装置。
5加大对运维人员的培训力度
变电站运行维护人员的安全意识和操作水平对变电站正常运行是至关重要的。所以，有针对性的培训就显得尤为重要。首先安全知识培训必不可少，用典型事故案例分析来树立操作人员的安全意识，充分认知变电运行管理中可能存在的风险；其次要通过实际演练来提升操作人员的技能水平，确保各类操作都熟练，并且能够简单处理应急的事故，确保变电站安全平稳运行。
6全过程风险协调控制体系
全过程风险协调控制的思路，强调在风险产生的初期就实施相应的防控措施，同时基于对风险发展趋势的预测，在不同的时序阶段进一步采取相应的控制策略，以实现电网运行风险的滚动跟踪和逐级管控。基于此思路建立的全过程风险协调控制体系不仅包含多时间尺度预防控制（中短期、日前和实时）间的协调策略，还包括预防控制（实时）与紧急控制（事故后）的配合方法。其中检测到的故障是指通过继电保护和稳控措施仍未消除的电网故障。由于加强电网的措施主要在电网规划阶段完成，与调度运行的时间尺度差别较；而校正控制必须由系统变量的实际动态行为来触发，这与按照工况和故障组合来选择控制措施的第一道防线和第二道防线具有明显的区别。因此风险协调控制过程主要面向“三道防线”中的第一道防线和第二道防线，而不包含加强电网和校正控制这2个阶段。实现包括中短期（月度）、日前、实时以及事故后在内的多阶段风险协调控制。由于中短期、日前和实时阶段的时间尺度差异较大，调度决策存在时序上的逻辑关系。同时，系统在前一阶段也难以准确掌握支撑后阶段调度决策的风险信息，从而无法实现在一个时间断面上进行多阶段的协同优化。因此，采用分阶段优化的方式，即当前阶段的风险控制基于前序时段中的调度决策，在模型中用带有上标*的变量表示。进一步，在中短期和日前阶段内包含不同风险控制方式之间的协调，即对于机组启停计划与检修计划以及发电计划和停电时间的协同优化。针对实时和事故后的风险控制问题，由于两者在实际运行点前后，时间粒度一致，采用协同优化的方式。
结语
随着智能电网的发展，设备老化、气象灾害等复杂内外部因素已成为影响电网安全可靠运行的突出问题。现有的电网运行调度体系无法跟踪电网风险的发展趋势，不具备多阶段、相协调的风险防控能力，急需构建面向电网运行全过程的风险协调控制体系。
参考文献
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