電網運行風險評估與輔助決策系統的應用

王開林　胡昊　路文喜　陳飛　王水英

摘 要

結合電網運行風險評估與輔助決策應用現狀，提出可行技術路線，采用跨平臺編程語言工具和關系型數據庫，建立電網風險評估指標體系和風險評估模型，引入基于網絡拓撲的樹搜索算法，實現電網隱患事故預警，并在此基礎上依據電力系統安全穩定控制相關規定鶴導則，構建專家系統規則知識庫及啟發式規則，運用基于網絡拓撲結構的啟發說搜索算法，對電網可能發生的事故風險提出相應的防范措施及事故風險恢復供電預案。

【關鍵詞】電網運行 評估系統 網絡拓撲 搜索算法

1 引言

近年來，地區地方經濟的快速發展，用戶負荷需求水平不斷創出新高，電網規模也隨之不斷擴大，直接導致地區電網結構和運行方式更加復雜，對電網安全運行提出更高的要求，給調控中心工作人員的日常工作帶來巨大挑戰。為防止人工進行運行方式評估造成遺漏，開展電網運行安全評估技術的研究與應用，開發一套“電網運行風險評估與輔助決策系統”（下稱 評估系統），為電網運行安全風險評估及輔助決策提供科學決策依據。

2 系統技術路線

評估系統采用面向對象技術和模塊化思想，基于IEC61970、SVG標準構建電網模型，并實現數據的同步更新及電網運行方式的圖形化操作、人機交互等功能。通過深入研究電網運行安全風險有關規程規范及風險評估理論，建立一套較為完整的風險評估指標體系和風險評估模型，對電網元件和系統的風險水平進行合理的風險分級。基于網絡拓撲結構的樹搜索法和風險評估模型，快速搜索當前電網的薄弱環節和脆弱節點，對電網運行可能存在的事故風險進行預警，以圖形界面的形式友好直觀展示出來，同時依據電力系統安全穩定控制相關規定和導則，構建專家系統規則知識庫及啟發式規則，運用基于網絡拓撲結構的啟發式搜索算法，結合電網負載分布情況，對電網可能發生的事故風險提出相應的防范措施及事故風險恢復供電預案，并提交電網安全運行風險評估及輔助決策報告。

3 主要研究內容

（1）收集、分析電網的網架架構、統調及未統調電源、各類用戶負荷，電網大、小運行方式等全面數據，研究國家電網、安徽省電力公司、蚌埠供電公司關于電網調度運行安全風險評估相關技術文件和地方規定。

（2）研究基于IEC61970 CIM模型標準化技術和可復用公共圖形標準SVG，設計電網靜態模型（設備臺帳、物理連接、電網圖形）的準實時同步方法，研究IEC104遠動通信規約，設計運行數據實時獲取方案，達到調度自動化高級應用功能的“即插即用”與少維護，保護資源。

（3）研究電網風險評估理論及電網風險評估指標體系，構建風險等級指標庫，對風險評估指標進行量化分級。

（4）量化評估電網運行安全風險，科學確定電網運行安全風險級別，更好地指導開展電網安全風險評估工作，研究電網運行安全風險的量化評估和等級確定的具體方法。

（5）研究地區電網運行方式風險評估模型，電網運行方式風險評估主要包括：系統風險指標體系和風險分析模塊。

系統風險指標體系主要從電網分區、重要用戶、電壓等級、負荷分布及損失等方面對電網運行風險等級進行劃分。

風險分析模塊，負責對電網運行風險進行分析，給出電網在正常運行方式下某設備故障（停運）后引起風險事故造成的風險級別，該模塊分風險辨識和風險估計兩個方面。

風險辨識主要對正常運行方式下某設備進行預設故障（檢修/停運）進行風險評估，結合設備的保護措施，以影響停電區域最小為目標最終確定該設備故障（檢修/停運）造成的停電風險事故。

風險估計通過對后果進行分析，給出該設備造成風險事故過程中開關變位、二次設備動作信息的情景分析，參照風險指標體系給出事故后果造成的停電區域、減供負荷、重要用戶停電等損失分析。

風險評估模型根據損失分析結果最終給出該設備故障（檢修/停運）引起電網運行風險最高等級及風險報告。

（6）研究電網薄弱環節和脆弱節點的快速搜索算法，基于網絡拓撲結構和電網負載率分布的安全運行風險管控措施及事故風險分析恢復供電輔助決策方法，研究輔助決策功能設計和實現方案。

（7）研究可視化圖形操作模擬、人機交互以及自動報告技術。通過模擬環境對一次指令的操作和防誤校核，同步基于專家系統、外放式策略庫，進行操作所帶來的電網狀態信息變化判斷，啟動風險評估與輔助決策，自動生成風險評估報告。

4 應用效益

評估系統具有顯著的特點：

（1）實現電網薄弱環節和脆弱節點的快速搜索、風險定級與輔助決策（預案）的自動化與智能化。

（2）提出基于網絡拓撲結構和電網負載率分布的恢復供電輔助決策方法。

（3）風險辨識過程中引入保護措施進行風險修正，提高風險定級的準確性。

評估系統的實現，提高電網運行的智能化水平，為工作人員在日常電網運行中風險控制、應急預案管理、智能方式安排提供多種高效的輔助決策。提升風險評估的完整性與準確性，提高電網供電可靠性。同時，為設備檢修、電網規劃等提供輔助決策信息，挖掘電網元件可靠運行潛力，優化電網運行方式，提升電網安全運行水平，實現顯著的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]張忠會，李小文，何樂彰，謝義苗，張琪琪.電網運行風險評價指標體系的構建及應用[J].水電能源科學，2015（01）：190-193.

作者簡介

王開林（1980-），碩士學位。現為國網安徽省電力公司蚌埠供電公司工程師。研究方向為電網調度運行管理。

胡昊（1980-），大學本科學歷。現為國網安徽省電力公司蚌埠供電公司高級工程師。研究方向為電網調度管理。

路文喜（1982-），碩士學位。現為國網安徽省電力公司蚌埠供電公司工程師。研究方向為電網調度運行。

陳飛（1980-），大學本科學歷。現為國網安徽省電力公司蚌埠供電公司工程師。研究方向為電網調度運行管理。

王水英（1980-），碩士學位。現為國網安徽省電力公司蚌埠供電公司工程師。研究方向為變電運行。

作者單位

國網安徽省電力公司蚌埠供電公司 安徽省蚌埠市 233000