電網在線穩定監視的有力工具
——考慮合理安全原則的電網在線傳輸極限算法

電網在線穩定監視的有力工具
——考慮合理安全原則的電網在線傳輸極限算法

中國經濟多年高速增長，以及在可以預見的將來仍保持較高的增長速度，形成了對能源、電力的強烈需求。規模日益龐大的電力網絡在中國的能源利用體系中占有重要的地位。為保障輸電安全，在線監視和預警系統正逐步在電網推廣。在線傳輸極限計算是其中非常復雜，且意義重大的功能，其目的是不斷給出電網當前主要聯絡斷面的傳輸功率的極限值，為調度操作提供指導。該值過低，不利于發揮輸配電設備的能力，過高會帶來較大的安全風險。為提高在線傳輸極限計算的性能和效益，中國電力科學研究院組織專家團隊進行了深入的研究，并取得令人矚目的成果。

該研究內容來源于國家重點基礎研究發展計劃項目（973項目）“提高大型互聯電網運行可靠性的基礎研究”項目中的第四子課題“大型互聯電網在線運行可靠性評估、預警和決策支持系統”（課題編號：2004CB217904）和國家電網公司資助項目“電力系統動態安全評估與預警系統”，在《中國電機工程學報》（Proceedings of the CSEE）2010年8月第30卷22期的論文《考慮合理安全原則的大型互聯電網在線傳輸極限計算》中得到了全面闡述。

計算傳輸極限的方法是找出電網在被研究時段，使斷面傳輸極限功率增加的變化方式，并按斷面功率增加值的大小逐一校核這些運行方式的穩定性。當某一運行方式不再能滿足穩定要求時，說明斷面極限已經達到。由于電力系統的狀況及其運動軌跡不能精確預知。不管離線計算還是在線計算，都不可能窮盡所有的運行方式并給出結論，只能用有限的運行方式代表被研究時段電力系統的所有變化軌跡，這導致了傳輸極限難以同時滿足安全和效率需求。該文提出的合理安全原則較好地解決了上述矛盾。該原則指出：在線傳輸極限計算過程應該反映電網的特征和生產需求（合理性）；計算結果必須有足夠的保守性以保證實際出現的運行方式安全（安全性）。

在合理性原則的實現過程中，該文綜合了電網的網架結構、傳輸極限的有效時段、其他斷面對被研究斷面的影響以及電網的安全特征等因素，給出了最大限度反映電網特征和計算需求的方法。

安全性原則的實現基于對各種不同穩定形式的考察。計算中采用在滿足合理性原則的前提下，對所有穩定形式最易失去穩定的方向調節斷面功率。由此獲得確定傳輸極限的運行方式組合集。

用這種方式挑選運行方式巧妙地在經濟和安全性之間獲得平衡，該方法一方面用合理性原則剔除了對傳輸極限計算沒有實質影響的因素，抓住了決定斷面功率增長的主要電網特征，使分析計算簡化、合理。另一方面，用安全性原則保證只要電網不發生異常，斷面實際流過的功率不超過計算值，則該功率能安全地傳輸，給調度員以清晰的指導。

該文所提出的方法已經在中國國家電網調度中心以及多個網、省調度中心獲得應用，產生了良好的經濟效益和社會效益。