基于風(fēng)險(xiǎn)的電網(wǎng)調(diào)度操作最佳供電路徑生成策略

【摘要】隨著電力系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展，為了確保電網(wǎng)調(diào)度操作票系統(tǒng)生成票樣的合理性，本文通過實(shí)際的試驗(yàn)分析提出了一種在風(fēng)險(xiǎn)基礎(chǔ)上的調(diào)度操作最佳電路徑的生成機(jī)制。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)險(xiǎn)；電網(wǎng)調(diào)度；供電路徑

現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展使得電力能源的供應(yīng)量日益增大，電網(wǎng)運(yùn)行的壓力也明顯增加，作為支撐電力能源供應(yīng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，它的安全問題受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注，那么對于電網(wǎng)調(diào)度人員來說，要有效降低自身的工作負(fù)擔(dān)，就需要采取一種行之有效的調(diào)度操作票自動(dòng)生成系統(tǒng)，這樣可以促進(jìn)電網(wǎng)調(diào)度工作效率和質(zhì)量的提高。

1.風(fēng)險(xiǎn)基礎(chǔ)上的最佳供電方案的總體結(jié)構(gòu)

基于風(fēng)險(xiǎn)下的電網(wǎng)調(diào)度操作負(fù)荷轉(zhuǎn)移，它的最佳供電方案確定的整體流程可以通過下圖所示來體現(xiàn)出來：

2.對于可行供電方案的選擇確定

我們通過對電網(wǎng)電氣連接圖進(jìn)行拓?fù)浞治觯梢园研枰M(jìn)行轉(zhuǎn)移的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)作為初始節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而構(gòu)建一個(gè)電力系統(tǒng)生成樹結(jié)構(gòu)。在拓?fù)鋱D、記錄支路數(shù)據(jù)表以及節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)表等的支持下，建立一個(gè)鄰接表形式的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。為了在最短的時(shí)間內(nèi)找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，將其作為電源節(jié)點(diǎn)的所有可行供電通路，可以采用深度優(yōu)先的搜索方法來實(shí)現(xiàn)對生成樹的搜索訪問，在這一過程中結(jié)合啟發(fā)式剪枝技術(shù)，對不滿足電力系統(tǒng)靜態(tài)安全約束、違反電力系統(tǒng)基本運(yùn)行規(guī)范等的操作要及時(shí)的淘汰，這樣可以保證最終的搜索結(jié)果是只包含符合要求的有效負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑，大大減少了搜索過程中中所要經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)數(shù)和回溯次數(shù)，進(jìn)而提高了搜索的效率。如果要對電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行深度優(yōu)先搜索中加入剪枝技術(shù)，就可以有效保證電網(wǎng)調(diào)度操作整個(gè)過程的安全性，而且在這一過程中還可以及時(shí)的排除那些不符合要求的路徑，提高搜索的效率，但是，需要注意的是，這里所獲得的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案只是滿足電網(wǎng)最基本要求的可行供電方案，還是需要進(jìn)一步按照合理的決策方法要求，選擇出最為合適的供電方案。

3.基于風(fēng)險(xiǎn)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移最佳供電方案確定

要在可行的供電方案中選擇確定最佳的供電路徑，就需要采用正確的評價(jià)評估方法，筆者采用靜態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)評估的方法。這種靜態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)評估方法，從它的應(yīng)用原理和流程來看，它一般是從初始隨機(jī)故障所引起的過負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)和低電壓風(fēng)險(xiǎn)等的方面來進(jìn)行的一種分析，但是，這種分析方法并沒有考慮到初始故障所引發(fā)的設(shè)備過負(fù)荷或者是低電壓所導(dǎo)致的保護(hù)動(dòng)作，這就使得電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)很可能會(huì)造成進(jìn)一步的故障產(chǎn)生，也就是所說的連鎖反應(yīng)[1]。在實(shí)際工作中為了提高風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)獲取的科學(xué)性和合理性，下文采用的綜合風(fēng)險(xiǎn)評估在對常規(guī)的過負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)以及低電壓風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)時(shí)，也同時(shí)兼顧到了對初始故障是否會(huì)引發(fā)連鎖過程進(jìn)行了分析，通過對它們的分析描述，在掌握了一定的數(shù)據(jù)資料基礎(chǔ)上提出了兼顧連鎖過程的電網(wǎng)綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的計(jì)算方法。按照綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)在可行供電方案中優(yōu)先選擇確定出一種最能確保電網(wǎng)運(yùn)行安全和穩(wěn)定的供電方案。

3.1風(fēng)險(xiǎn)的理論描述。不同環(huán)境下的風(fēng)險(xiǎn)定義是不一樣的，它在電力系統(tǒng)安全分析中的定義是：在初始故障中集中故障所產(chǎn)生的概率與故障所帶來的后果的乘積之和，對其的表達(dá)式為：

上述表達(dá)式中，R表示系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)值；i表示的是初始故障元件的集合；PE表示的是事故出現(xiàn)的概率；而SE表示的是事故所帶來的后果。

3.2電網(wǎng)靜態(tài)安全綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的相關(guān)計(jì)算。首先，對電網(wǎng)初始線路故障集的確定。供電線路的異常退出運(yùn)行很大程度上與初始隨機(jī)事件有關(guān)，一旦發(fā)生后就會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致某些薄弱部分的過負(fù)荷或者是低電壓現(xiàn)象發(fā)生。其次，故障發(fā)生率的確定。對于故障發(fā)生率的確定需要按照不同的線路故障來進(jìn)行，電氣設(shè)備的故障率也就是初始故障發(fā)生的可能性大小，它是反映電力系統(tǒng)是否可靠的重要參數(shù)[2]。筆者采用設(shè)備狀態(tài)評分方法來對初始故障率進(jìn)行確定，經(jīng)過研究可以表明，兩者之間具有以下的指數(shù)關(guān)系：P=kecs上一公式中，P表示的是設(shè)備的故障率；k表示的是比例系數(shù)；C表示的是曲率系數(shù)；；S表示的是設(shè)備的狀態(tài)評分。那么要得到參數(shù)k和C的大小，只需要知道2年的設(shè)備歷史狀態(tài)評分S和設(shè)備故障率P的值就可以了。第三，對故障集中故障導(dǎo)致的后果程度計(jì)算。對于它的計(jì)算，包含有兩個(gè)方面的指標(biāo)，即過負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重度指標(biāo)和低電壓風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重度指標(biāo)。首先，過負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重度指標(biāo)是系統(tǒng)中電路出現(xiàn)故障需要維修時(shí)，電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)流經(jīng)線路電流的大小超出了它的額定限值，使得過負(fù)荷造成的風(fēng)險(xiǎn)。一般來說，如果流經(jīng)線路的電流大于自身的額定值月80%時(shí)，就存在有過負(fù)荷的風(fēng)險(xiǎn)，如果一直增長到約1.5倍左右時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)生崩潰，這時(shí)候嚴(yán)重度可以確定為1。其次，低電壓風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重指標(biāo)是在輸電線路出現(xiàn)故障或者是檢修中某些母線電壓下降到了一定的程度后引起的風(fēng)險(xiǎn)類型，我們知道，低電壓的嚴(yán)重性主要是由母線的電壓大小來決定的，那么如果母線的電壓在標(biāo)幺值以下時(shí)，就說明系統(tǒng)存在低電壓的風(fēng)險(xiǎn)，而且這種風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重度還會(huì)隨著電壓降低幅度的增大而指數(shù)增大；如果節(jié)點(diǎn)的電壓在標(biāo)幺值以下的狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)就會(huì)直接退出運(yùn)行，這個(gè)時(shí)候它的嚴(yán)重程度是1。

4.總結(jié)

電網(wǎng)調(diào)度在電力系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)揮著重要的作用，在調(diào)度操作的最佳供電方案確定過程中，要考慮到它的安全性和經(jīng)濟(jì)性要求，并結(jié)合對電網(wǎng)連鎖反應(yīng)的靜態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)評估的指標(biāo)，這樣也就實(shí)現(xiàn)了在進(jìn)行調(diào)度操作中確定促進(jìn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的最佳供電方案，也就大大提高了操作票序列的合理性。

參考文獻(xiàn)

[1]杜剛，孟勇亮，彭暉，趙家慶，戴則梅，翟明玉.地區(qū)電網(wǎng)智能調(diào)度控制系統(tǒng)實(shí)踐與展望[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2015，39（01）：200-205.

[2]姜惠蘭，史建昇，曾凱，鄭雙琦.基于風(fēng)險(xiǎn)的電網(wǎng)調(diào)度操作最佳供電路徑生成策略[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2015，39（10）：157-162.