探討基于設(shè)備狀態(tài)與調(diào)度運(yùn)行的電網(wǎng)風(fēng)險評估方法及應(yīng)用

探討基于設(shè)備狀態(tài)與調(diào)度運(yùn)行的電網(wǎng)風(fēng)險評估方法及應(yīng)用

【Summary】探討基于設(shè)備狀態(tài)與調(diào)度運(yùn)行的電網(wǎng)風(fēng)險評估方法及應(yīng)用。影響不同電力設(shè)備損壞的因素不一，本次研究構(gòu)建不同故障率模型，即環(huán)境外露型和封閉環(huán)境型，采用蒙特卡羅法隨機(jī)抽樣，對系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行模擬，并運(yùn)用最優(yōu)切負(fù)荷模型對系統(tǒng)故障負(fù)荷損失進(jìn)行確認(rèn)。為了解電網(wǎng)故障所導(dǎo)致停電對不同區(qū)域的用戶所產(chǎn)生的影響，構(gòu)建相應(yīng)的停電損失函數(shù)模型,以此計算因停電所致使不同用戶的損失。結(jié)果顯示，停電對以服務(wù)業(yè)為主的主城區(qū)來說損失最大，其次為工業(yè)及居民為主的副城區(qū)，影響最小的為郊區(qū)耗能高的工業(yè)聚集區(qū)。該方法對風(fēng)險評估的結(jié)果與實(shí)際情況相比較，重合率較高，貼切實(shí)際，值得推廣運(yùn)用該方法?！綤eys】設(shè)備狀態(tài)；調(diào)度運(yùn)行；電網(wǎng)；風(fēng)險評估；蒙特卡羅法前言隨社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會對電能的消耗急劇增加，基于該背景下，國家對于電網(wǎng)的建設(shè)也相繼增加[1]?；陔娋W(wǎng)智能化及新能源開發(fā)的基礎(chǔ)，對于電網(wǎng)調(diào)度來說也變得愈發(fā)復(fù)雜，調(diào)度過程中，線路故障、設(shè)備故障、極端天氣，自然災(zāi)害等，都可能是增加調(diào)度復(fù)雜性的因素[2]。詳細(xì)了解電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行事故，對其事故原因及類型進(jìn)行分析，制定解決方案或科學(xué)有效的預(yù)防方案[3]。及時發(fā)現(xiàn)并解決運(yùn)行故障，是滿足新時代電能需求的基礎(chǔ)[4]。本文在影響不同電力設(shè)備損壞因素不一的基礎(chǔ)上，建立更貼切實(shí)際的故障模型?；谠O(shè)備狀態(tài)，利用蒙特卡羅法隨機(jī)抽樣，以此確定設(shè)備狀態(tài)，并運(yùn)用最優(yōu)切負(fù)荷模型對系統(tǒng)故障負(fù)荷損失進(jìn)行確認(rèn)，在取得電網(wǎng)運(yùn)行障礙所造成的損失后，考慮停電對不同用戶的影響，以此得到的風(fēng)險評估結(jié)果更貼近現(xiàn)實(shí)。調(diào)度運(yùn)行危險因素在電網(wǎng)調(diào)度工作中，危險因素即在調(diào)度作業(yè)中可能發(fā)生危險的區(qū)域或者工作項(xiàng)目，主要包括工作地點(diǎn)、環(huán)境及行為動作等。該工作中，由于調(diào)度工作本身具有不確定性及多樣性，為遵循相對應(yīng)的監(jiān)督管理制度，需將工作內(nèi)容與制度要求相結(jié)合，以此高效有序的開展相應(yīng)的管控工作。首先要將引發(fā)調(diào)度運(yùn)行故障的原由總結(jié)到危險因素，然后對危險因素進(jìn)行分析，對其發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)估。其次對易形成危險因素的地方進(jìn)行記錄，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，依照該標(biāo)準(zhǔn)可有效避免此類危險因素，同時能防止該類因素突變。狀態(tài)選擇及分析風(fēng)險2.1抽樣分析蒙特卡羅法是一種統(tǒng)計模擬法，該方法是二十世紀(jì)四十年代中期基于科學(xué)技術(shù)發(fā)展和電子計算機(jī)發(fā)明的基礎(chǔ)下所提出數(shù)值計算方法。采用該方法的目的為通過計算機(jī)隨機(jī)抽取數(shù)字來對設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行判定，以此推斷出整體系統(tǒng)的情況。并將所抽取的所有數(shù)字的平均值當(dāng)作實(shí)際值，選擇抽樣時不考慮系統(tǒng)所需運(yùn)行時間及設(shè)備順序。將系統(tǒng)看作由N個設(shè)備組成，每個設(shè)備均相互獨(dú)立，每個設(shè)備的狀態(tài)只有兩種，即故障或運(yùn)行。計算式如下：0ni＞qi（運(yùn)行狀態(tài)）Xi=10≤ni≤qi（設(shè)備故障）其中Xi表示設(shè)備狀態(tài)，qi表示故障幾率，ni則表示為[0，0]區(qū)間的一個隨機(jī)數(shù)值。用計算機(jī)對每個設(shè)備的狀態(tài)Uki隨機(jī)抽樣并對比，可得到Mi（系統(tǒng)狀態(tài)的一個組合）：Mi=（U1i，…，Uki，…UNi）在系統(tǒng)中循環(huán)抽樣m次后，能得到m個設(shè)備樣本狀態(tài)，將所有數(shù)值看為一個集合，集合定義為Ω：Ω=（M1，M2，M3，…Mk，…Mm）對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行隨機(jī)抽樣的途中，每抽取一個結(jié)果，便對抽取設(shè)備或系統(tǒng)可靠性指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化求值，利用Ω集合下的可靠性平均值估算，算法為：E（F（X））=E（F（X））=＾Ｅ（F（X））=上述表達(dá)式中，E（F（X））為設(shè)備或系統(tǒng)可靠性指標(biāo)；F（X）為設(shè)備狀態(tài)函數(shù)，P（x）為設(shè)備或系統(tǒng)狀態(tài)概率函數(shù)，＾Ｅ（F（X））為指標(biāo)的抽樣估計值，F(xiàn)（Xi）為第i次抽取到的設(shè)備狀態(tài)指標(biāo)函數(shù)。故障幾率及后果電力不足幾率：顧名思義，電力不足即電網(wǎng)供電輸出不能滿足用電需求的幾率，其計算方式為：LLOLP==其中，n（s）表示系統(tǒng)故障導(dǎo)致負(fù)荷消減狀態(tài)s的次數(shù)，m′則表示抽樣模擬總的次數(shù)。電力不足期望：即系統(tǒng)發(fā)電容量不夠或設(shè)備障礙導(dǎo)致退出運(yùn)行從而無法滿足用電需求的嚴(yán)重程度，其計算方法為：EEDNS=評估風(fēng)險對風(fēng)險的評估即分析在預(yù)想設(shè)備故障的情況下系統(tǒng)運(yùn)行的情況，以及評估設(shè)備故障的后果，得到風(fēng)險指標(biāo)的流程。選擇系統(tǒng)狀態(tài)的方法較多，如蒙特卡羅法、狀態(tài)枚舉等，接著分析電網(wǎng)拓?fù)洌鶕?jù)預(yù)想設(shè)備故障的電網(wǎng)拓?fù)?，評估是否存在電網(wǎng)解列、廠站、用戶全停風(fēng)險。對電網(wǎng)行潮流計算，以此判斷是否存在設(shè)備、配件過載的風(fēng)險，并計算風(fēng)險指標(biāo)，計算公式為：Crisk=其中Crisk為風(fēng)險指標(biāo)，NC為假設(shè)故障數(shù)量，分別為故障j發(fā)生的幾率及后果嚴(yán)重程度。討論防范措施是保證電網(wǎng)調(diào)動正常運(yùn)行的安全保障。詳情為：①制定相應(yīng)制度及標(biāo)準(zhǔn)，防止保護(hù)定值單的缺失，從而導(dǎo)致事故發(fā)生[5]。②由專業(yè)保護(hù)人員負(fù)責(zé)新設(shè)備及二次回路的檢測，電網(wǎng)設(shè)備換新或升級時，應(yīng)召集繼電保護(hù)人員集中培訓(xùn)相關(guān)知識，包括設(shè)備構(gòu)造、運(yùn)行原理及功能等。除此之外，還應(yīng)培訓(xùn)智變站的新技術(shù)，以繼電保護(hù)人員具備良好的通信和自動化交叉等專業(yè)技能[6]。③繼電保護(hù)作業(yè)中，如出現(xiàn)保護(hù)選型配置錯誤的情況，易對電網(wǎng)的運(yùn)行留下安全隱患。對此，繼電保護(hù)人員應(yīng)積極參加基礎(chǔ)建設(shè)工程的設(shè)計審查，并對保護(hù)配置作出專業(yè)的建議及指導(dǎo)。④若繼電保護(hù)裝備出現(xiàn)操作失誤或誤簽投退等問題，將導(dǎo)致電網(wǎng)設(shè)備在運(yùn)行或開啟時未收到保護(hù)，易引發(fā)電網(wǎng)事故。針對該情況應(yīng)考慮停用設(shè)備對電網(wǎng)運(yùn)行是否存在影響，對工作環(huán)境或內(nèi)容復(fù)雜和時間跨度大的停用設(shè)備，嚴(yán)格執(zhí)行專職、專業(yè)人員兩級批復(fù)制度[7]。⑤依據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，合理制定臨時定值的范圍，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行恢復(fù)時，視情況調(diào)整回原定值[8]。⑥分布式電源接入后保護(hù)配置未及時更新，易發(fā)生容量超標(biāo)，從而導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行故障。此類情況應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)定，接入分布式電源做好審查，控制總量，核對保護(hù)定值。綜上所述,電網(wǎng)運(yùn)行障礙嚴(yán)重影響電網(wǎng)運(yùn)行，據(jù)電網(wǎng)調(diào)度障礙不同問題采用不同方式的防范措施，是電網(wǎng)調(diào)度正常運(yùn)行的有利保障。基于該背景下，注重電網(wǎng)調(diào)度的管理工作，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，令操作流程化、規(guī)范化，可以使得電網(wǎng)調(diào)度安全穩(wěn)定的運(yùn)行。Reference[1]唐鶴,周俊宇,吳海江,等.基于電網(wǎng)調(diào)度操作全過程的動態(tài)N-1風(fēng)險評估技術(shù)分析[J].電子設(shè)計工程,2021,29(09):184-187+193.[2]陳國華,吳濤.基于設(shè)備狀態(tài)與調(diào)度運(yùn)行的電網(wǎng)風(fēng)險評估方法及應(yīng)用[J].水電能源科學(xué),2018,36(07):202-205+214.[3]何騰芳,鄧兵華,戴亦,等.電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行全過程風(fēng)險跟蹤與動態(tài)調(diào)控技術(shù)研究[J].通信電源技術(shù),2019,36(04):5-6.[4]丁立順.電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行全過程風(fēng)險跟蹤與動態(tài)調(diào)控技術(shù)[J].技術(shù)與市場,2021,28(06):174-175.[5]程培波,李艷萍,李忠民.淺析電網(wǎng)風(fēng)險評估與運(yùn)行方式安排輔助決策系統(tǒng)[J].青海電力,2019,38(02):23-26.[6]朱炳銓,倪秋龍,項(xiàng)中明,等.電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行全過程風(fēng)險跟蹤與動態(tài)