电网运行异常的状态特征与趋势指标

电网运行异常的状态特征与趋势指标

郭灵杰 冯海梅

巴彦淖尔电业局 内蒙古巴彦淖尔市 015000

摘要：电力系统在运行的过程中会受到很多因素的影响，所以电力系统运行的过程中也会体现出非常强的脆弱性，这种情况也会使其在运行的过程中会受到很多因素的干扰，最终处在了非正常运行的状态，文中从电网结构的超常变化、间歇性电源功率的剧烈波动、负荷高峰期的快速攀升和低谷期的快速下降等方面，描述了考察电网运行状态和趋势是否进入异常的着眼点。

关键词：状态特征；趋势指标；运行异常

1考察电网运行态势异常的着眼点

理论上，电网运行状态取决于电网拓扑结构与参数、注入和汲出电网的各类源流量以及各种扰动。只要知晓这些条件，电网运行状态信息一般就可以借助特定的高级应用软件计算获得，或由EMS和WAMS提供的数据经适当处理后得到。当外部电能需求发生变化后，各类电源的发电方式、电网结构、调控措施等，一般需要做相应的调整，这必然使得电网运行状态发生不同程度的变化。

1.1电网汲出流过量或者是超常变化

引起的态势异常情景首先是负荷的高位迅速升高。通常体现在负荷水平和负荷的升高已经超过了常态的标准和水平，这样的情况下非常容易导致系统的上调容量和上调相应迅速的下降，甚至基本处于完全消耗的状态。而这一现象也是引起电网态势异常的一个重要的外部因素，通常这种现象会发生在比较极端或者是恶劣的天气中，用电负荷过大就会出现符合水平和变化已经超出了正常的水平。此外在风和光电源渗透率比较高的情况下会因为风速的下降而使得系统的负荷呈现出异常的现象，这也会使得电网态势逐渐开始恶化，所以对这种情况也要极度的重视。其次是负荷低位期的再次快速下降。这种现象通常会呈现为负荷水平明显超出正常的水平，在这样的情况下比较容易出现系统下调容量和下调相应的迅速减弱，这样也使得备用的资源比较少，甚至还会出现完全没有备用资源的情况。出现这种现象的主要原因是负荷出现了低谷效应，或者是参与运行的小火电设备数量大量减少等等综合因素导致了这一现象的产生，所以自实际的工作中应该采取多种措施来对这一现象进行有效的控制。在这种状况下，尤其是在晚间或者是接近傍晚的时间和重大事件有密切的关联同时结果又是未知的活动结束之前或者是刚刚结束的时候，是很难对负荷的实际情况予以清晰的掌握的，这个时候就有可能发生因为方向把握的不是非常准确而出现的电网运行态势异常的现象。

1.2因电网注入源过/欠量或超常变化引起的态势异常情景

（1）间歇性电源功率的超常剧烈波动情景

间歇性电源功率的超常剧烈波动，易引起局部电压波动幅度偏大，部分线路潮流波动幅度偏大甚至导致关键断面潮流裕度吃紧；还有可能成为引起低频振荡的一种不规则强迫振荡源。

（2）因电网结构超常变化引起的态势异常情景

电网部分的设备故障或操作容易引起网络结构变化幅度偏大，并由此增加电网自身的结构脆弱性。除了正常或一般的小范围事故操作引起网络结构变化幅度偏大外，还存在由极端外部恶劣自然环境引起电网结构大面积发生变化的风险，并由此引起电网结构脆弱性的急剧升高。这也是电网态势，特别是趋势恶化的一种重要来源。该情景可作为一类特殊问题处理，暂不列入本文分析范畴。

2趋势指标的建立

在建立趋势指标的过程中，应该先将所需要的信息收集起来，比如电网运行方式的信息以及电网设备状态的信息等，还需要事先将气象以及灾害的信息收集到位，这样才能准确无误的进行预测，尤其是在一些重大的活动中，这些准备工作就更加重要了，可以说直接起到了事半功倍的作用。在收集完信息以后，就可以对电网结构的超常变化进行预测了，并且还能预测电源的变化，对于未来特征趋势指标的确定起到了基础性的影响，通过一系列的准备工作以后，最终就能对电网运行异常指标加以综合性的评估，得到最终的安全稳定裕度。

对于电压和频率等质量类状态特征指标，可以由WAMS提供的信息直接给出，其趋势指标可以依据相关预报信息，通过潮流计算或灵敏度分析方法在线生成。而安全类状态特征和趋势指标往往需要由WAMS提供的信息经过一定的计算才能得到。在电网异常运行工况下，提高相关状态特征和趋势指标的计算速度和精度以满足实用要求是一项关键性挑战，传统计算方法一般不能满足要求。而且，为了尽可能快地给出缓解电网异常程度的关键控制措施，相关状态特征和趋势指标的计算模型应尽可能具有解析性。

在同一类型内部，由不同特征或指标求出的态势异常程度值可以取不同的权重，以代表其对整体态势异常程度的相对贡献；其权重可以根据专家经验或偏好程度进行取值。对同时利用安全、质量类型的特征或指标对系统态势异常进行综合评估时，应根据二者之间的重要性给出具有明显区别度的相对权重。

3情景交错及其对电网运行态势恶化的影响

在对于单个或是一种工作异常问题所衍生的相关电网工作形式变恶劣的情形之外，我们也必须在检修中注意多种原因共同导致和多类别负荷情况之间交错产生的新故障对电网系统的影响，从电网运转原理的角度上来看，电网运行状况不佳甚至恶化与有关问题的共同作用有着极其紧密的关系，而如果产生了此类问题就可能代指电网工作的趋势愈发的差，在电网工作的时候，网络的汲出流和注入源等诸多关键部分都可能产生异常的状况，尽管此种综合性的作用方式致使电网故障发生的几率比较小，不过在有些地区抑或是任一时间段致使异常的发生是有很大可能的，若是出现这种状况一旦发生就极其有可能致使部分地区电网无法正常提供电力。

4电网运行态势异常的综合评估

（一）特征与指标阈值的整定

从有关探讨和实验的最新成果中找出整定的相关数据。比如：与振荡阻尼、脆弱性有关的参数阈值，可以按照这些准则做出整定。在相关课题的探讨和现实应用的有关项目中，大多会做出阻尼较弱、脆弱性较低等参考数值，这些值对阈值整定有着一定的参考意义。

（二）态势异常度综合评估

1、多层次模糊综合评判。多层次模糊综合评判是在实际检测中非常常用的一种方法，它能够使用在各个方面。比如：以这种方法使用在电力系统电压稳态预警等级的全面判断上，并在电网电压态势剖析中收到了不错的使用效果。此手段的最大的问题是在相异因素的模糊隶属度的判定以及各种因素间的权重的选择方面上。

2、基于货币化量度的风险类综合评判方法。风险类综合评判方法是基于对各种因素考虑的前提下，尤其是电网存在不稳定性情况下的新方法。在以前的风险评估方式下，一本必须将事件出现后所导致的恶劣后果以货币化形式表现出来。由于对恶劣后果的货币化表现方式自身就有着极大的不确切性，加之致使恶劣后果情况的出现几率大多无法精确遇见，所以风险评估结果并不具备较高的可信程度。对于恶劣后果的货币化很难表示这些问题，部分学者希望应用风险控制代价抑或各种物理指标代替对恶劣后果的评定。现在，这方面的研究还处于处不要阶段，还有诸多问题有待在未来解决。

结论

在实际的工作中对电网运行状态和趋势异常进行次详细的分析能够有效的反映出近期电网运行中可能会存在的问题，同时也可以根据电网运行的实际情况来采取有效的措施，本文对电网运行状态和趋势异常的典型情景进行分析，有助于梳理出电网情景和状态的因果性、状态和趋势的差异性等关系。由此建立的反映电网运行异常的状态特征与趋势指标体系及评估流程和方法，以及给出的整定有关参数阈值的指导性原则和态势异常度综合评估方法，可为进一步工程应用提供技术支持。

参考文献

[1]彭洪强.电网异常及事故的分析处理[J].黑龙江科技信息,2014.

[2]边莉,边晨源.电网故障诊断的智能方法综述[J].电力系统保护与控制,2014.