探討基于設備狀態(tài)與調(diào)度運行的電網(wǎng)風險評估方法及應用

探討基于設備狀態(tài)與調(diào)度運行的電網(wǎng)風險評估方法及應用

【Summary】探討基于設備狀態(tài)與調(diào)度運行的電網(wǎng)風險評估方法及應用。影響不同電力設備損壞的因素不一，本次研究構建不同故障率模型，即環(huán)境外露型和封閉環(huán)境型，采用蒙特卡羅法隨機抽樣，對系統(tǒng)狀態(tài)進行模擬，并運用最優(yōu)切負荷模型對系統(tǒng)故障負荷損失進行確認。為了解電網(wǎng)故障所導致停電對不同區(qū)域的用戶所產(chǎn)生的影響，構建相應的停電損失函數(shù)模型,以此計算因停電所致使不同用戶的損失。結果顯示，停電對以服務業(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)。該方法對風險評估的結果與實際情況相比較，重合率較高，貼切實際，值得推廣運用該方法?！綤eys】設備狀態(tài)；調(diào)度運行；電網(wǎng)；風險評估；蒙特卡羅法前言隨社會經(jīng)濟的發(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)的建設也相繼增加[1]?；陔娋W(wǎng)智能化及新能源開發(fā)的基礎，對于電網(wǎng)調(diào)度來說也變得愈發(fā)復雜，調(diào)度過程中，線路故障、設備故障、極端天氣，自然災害等，都可能是增加調(diào)度復雜性的因素[2]。詳細了解電網(wǎng)調(diào)度運行事故，對其事故原因及類型進行分析，制定解決方案或科學有效的預防方案[3]。及時發(fā)現(xiàn)并解決運行故障，是滿足新時代電能需求的基礎[4]。本文在影響不同電力設備損壞因素不一的基礎上，建立更貼切實際的故障模型?；谠O備狀態(tài)，利用蒙特卡羅法隨機抽樣，以此確定設備狀態(tài)，并運用最優(yōu)切負荷模型對系統(tǒng)故障負荷損失進行確認，在取得電網(wǎng)運行障礙所造成的損失后，考慮停電對不同用戶的影響，以此得到的風險評估結果更貼近現(xiàn)實。調(diào)度運行危險因素在電網(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)域或者工作項目，主要包括工作地點、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，為遵循相對應的監(jiān)督管理制度，需將工作內(nèi)容與制度要求相結合，以此高效有序的開展相應的管控工作。首先要將引發(fā)調(diào)度運行故障的原由總結到危險因素，然后對危險因素進行分析，對其發(fā)展趨勢進行預估。其次對易形成危險因素的地方進行記錄，制定相關標準，依照該標準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，該方法是二十世紀四十年代中期基于科學技術發(fā)展和電子計算機發(fā)明的基礎下所提出數(shù)值計算方法。采用該方法的目的為通過計算機隨機抽取數(shù)字來對設備的狀態(tài)進行判定，以此推斷出整體系統(tǒng)的情況。并將所抽取的所有數(shù)字的平均值當作實際值，選擇抽樣時不考慮系統(tǒng)所需運行時間及設備順序。將系統(tǒng)看作由N個設備組成，每個設備均相互獨立，每個設備的狀態(tài)只有兩種，即故障或運行。計算式如下：0ni＞qi（運行狀態(tài)）Xi=10≤ni≤qi（設備故障）其中Xi表示設備狀態(tài)，qi表示故障幾率，ni則表示為[0，0]區(qū)間的一個隨機數(shù)值。用計算機對每個設備的狀態(tài)Uki隨機抽樣并對比，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）對設備狀態(tài)進行隨機抽樣的途中，每抽取一個結果，便對抽取設備或系統(tǒng)可靠性指標進行優(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））=上述表達式中，E（F（X））為設備或系統(tǒng)可靠性指標；F（X）為設備狀態(tài)函數(shù)，P（x）為設備或系統(tǒng)狀態(tài)概率函數(shù)，＾Ｅ（F（X））為指標的抽樣估計值，F(xiàn)（Xi）為第i次抽取到的設備狀態(tài)指標函數(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)故障導致負荷消減狀態(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)電容量不夠或設備障礙導致退出運行從而無法滿足用電需求的嚴重程度，其計算方法為：EEDNS=評估風險對風險的評估即分析在預想設備故障的情況下系統(tǒng)運行的情況，以及評估設備故障的后果，得到風險指標的流程。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)拓撲，根據(jù)預想設備故障的電網(wǎng)拓撲，評估是否存在電網(wǎng)解列、廠站、用戶全停風險。對電網(wǎng)行潮流計算，以此判斷是否存在設備、配件過載的風險，并計算風險指標，計算公式為：Crisk=其中Crisk為風險指標，NC為假設故障數(shù)量，分別為故障j發(fā)生的幾率及后果嚴重程度。討論防范措施是保證電網(wǎng)調(diào)動正常運行的安全保障。詳情為：①制定相應制度及標準，防止保護定值單的缺失，從而導致事故發(fā)生[5]。②由專業(yè)保護人員負責新設備及二次回路的檢測，電網(wǎng)設備換新或升級時，應召集繼電保護人員集中培訓相關知識，包括設備構造、運行原理及功能等。除此之外，還應培訓智變站的新技術，以繼電保護人員具備良好的通信和自動化交叉等專業(yè)技能[6]。③繼電保護作業(yè)中，如出現(xiàn)保護選型配置錯誤的情況，易對電網(wǎng)的運行留下安全隱患。對此，繼電保護人員應積極參加基礎建設工程的設計審查，并對保護配置作出專業(yè)的建議及指導。④若繼電保護裝備出現(xiàn)操作失誤或誤簽投退等問題，將導致電網(wǎng)設備在運行或開啟時未收到保護，易引發(fā)電網(wǎng)事故。針對該情況應考慮停用設備對電網(wǎng)運行是否存在影響，對工作環(huán)境或內(nèi)容復雜和時間跨度大的停用設備，嚴格執(zhí)行專職、專業(yè)人員兩級批復制度[7]。⑤依據(jù)電網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性，合理制定臨時定值的范圍，當系統(tǒng)運行恢復時，視情況調(diào)整回原定值[8]。⑥分布式電源接入后保護配置未及時更新，易發(fā)生容量超標，從而導致電網(wǎng)運行故障。此類情況應嚴格執(zhí)行相關規(guī)定，接入分布式電源做好審查，控制總量，核對保護定值。綜上所述,電網(wǎng)運行障礙嚴重影響電網(wǎng)運行，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)度正常運行的有利保障?；谠摫尘跋拢⒅仉娋W(wǎng)調(diào)度的管理工作，嚴格按照相關標準實施，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風險評估技術分析[J].電子設計工程,2021,29(09):184-187+193.[2]陳國華,吳濤.基于設備狀態(tài)與調(diào)度運行的電網(wǎng)風險評估方法及應用[J].水電能源科學,2018,36(07):202-205+214.[3]何騰芳,鄧兵華,戴亦,等.電網(wǎng)調(diào)度運行全過程風險跟蹤與動態(tài)調(diào)控技術研究[J].通信電源技術,2019,36(04):5-6.[4]丁立順.電網(wǎng)調(diào)度運行全過程風險跟蹤與動態(tài)調(diào)控技術[J].技術與市場,2021,28(06):174-175.[5]程培波,李艷萍,李忠民.淺析電網(wǎng)風險評估與運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,項中明,等.電網(wǎng)調(diào)度運行全過程風險跟蹤與動態(tài)