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电力系统停电风险评估及方法

摘要:我国的经济社会不断发展,社会生产生活对电力提出了更高的要求。在电力系统的运行中,经常会出现电力系统停电风险,阻碍电力的可持续供应。为了满足市场的用电需求,电力行业必须对停电风险进行评估,采取有效的应急举措,提升电力系统的运行效率。本文将具体探讨电力系统停电风险评估指标及方法,希望能为相关人士提供一些参考。

关键词:电力系统;停电风险;评估指标及方法

进入新世纪以来,我国的市场经济持续繁荣,给我国的电力行业带来了前所未有的发展机遇和挑战。电力行业承担着重要的供电职能,从某个角度来看,电力系统的正常运转直接关系着国民经济的稳定发展。

一、电力系统停电风险评估指标

(一)危害因子

我国的经济社会不断发展,对电力行业提出了更高的要求。为了引导电力行业的健康发展,避免出现重大电力输送事故,我国制定了安全事故应急处理条例,并形成了电力系统停电风险评估的技术规范。以区域为划分依据,可以将我国的电力事故划分成普通事故、较大事故、严重事故三个等级,不同等级的电力事故危害性不同,危害因子也呈现出较大的差异。具体来说,电力事故的危害因子主要包括以下几项:第一是非常规电路、第二是停电节点、第三是联锁故障区域。

(二)计算方法

为了对电力事故的等级进行划分,需要掌握有效的危害因子计算方法。以联锁故障区域为例,许多电力事故都是由联锁要素引起的,因此要把本体危害值和其他要素的危害值联系在一起,全面反映电力事故的危害程度。在计算的过程中,需要应用固定的方程式,用故障灾难因子除以联锁故障的节点总数,以此来得出电力故障的灾难度。以相对危害因子为例,一些电力事故是由非常规危害因子所导致的,在对这些电力事故的灾难度进行计算时,需要形成统一的判断标准。在的难度较小的电力事故可以分成一级事件、二级事件和三级事件,其划分依据是节点的减供负荷值。从这个角度来看,想要对电力系统的停电风险进行评估,必须计算减供负荷值。电力事故的节点减供负荷量除以全网的减供负荷,就是该次电力事故的相对危害因子,相对危害因子的值越大,电力事故越严重,相对危害因子的值越小,电力事故越轻微。在计算主要危害分子和相对危害分子之后,还应该对停电事故的危害分值进行计算,以此提高事故等级判定的精确度。

二、电力系统停电风险评估方法

在计算机系统的停电风险发生之前,需要对整个系统进行长时间的故障仿真模拟,并利用此种方法来进行故障频率的有效计算,以及对故障后果进行充分认识。下面以OPA模型为例,进行连锁故障仿真分析。

(一)故障仿真方法

对于OPA整个模型来说,理论来源比较多,其中最受大众认可的来源是自组织临界理论SOC,该模型的根本原理是以负荷化为根本依据,对电力系统的断电进行整体分析,并在分析过程中运用了潮流直流的大致计算,这其中包含很多动态甚至漫动态的时间影响尺度,而站在快动态角度来说,它是利用微观世界来对负荷和线路故障进行真实反映,另外,通过漫动态中的全部过程来实现对模拟电力系统发电,能导致负荷水平和线路容量的整体增长。在上述各式中,G是发电机集合节点;L是负荷的集合点,P是电极的输出动力,Pj是节点负荷,F是线路中有功的潮流矩阵,B是线路中最大的对角矩阵,A是网络中电力系统相关联的矩阵。O是各个节点和电压所形成的矩阵。C是所有发电机在工作过程中所产生的具体费用,式中以i台为例,W是相关单位在单位负荷切除后所受到的整体损失。通过对整个过程进行总结,通过实现优化目标,使得发动机的整体费用和负荷之和能够保持在最小状态。通常情况下,W会比ci高出一本分,可以保证目标更好的实现。另外,在优化过程中存在几个约束条件,分别是:功率节点下的平衡约束、发电机整体的出力约束,系统中的容量储存能力约束和最高的切负荷约束。

(二)具体计算流程

根据对OPA模型分析可以看出,上述所建立的风险评估体系以及故障连孙中制造的仿真计算流程都具有非常高的准确程度,而且在实际工作中也能等到重要应用,通过对各种风险指标的总结和分析。

三、电力系统停电风险评估实例

为验证本文设计的电力系统停电风险评估方法是否能够有效完成科学评估电力系统停电风险,本文通过选择笔者所在地某电网系统为例,在该电网系统当中拥有500kV网架,39机82节点系统。与此同时,通过仿真分析我们可以得知该电网在5000d以内进行运行的过程当中拥有超过2000次事故的事故集,统一采用归一化的方式处理事故频率,通过利用专业拟合曲线的工具拟合电力系统事故规模同频率的曲线,并分别用F和S表示电力系统发生事故的频率和损失的负荷量,可以得知二者之间存在明显的线性关系,而这也意味着电网出现停电事故且事故规模同频率幂律之间有着十分紧密的关联,依照幂律的基本形式,电力系统在停电之后其损失的负荷频率将会依次减少。而在对薄弱区域进行辨识的过程当中,通过运用前文给出的相关公式能够对各节点停电风险值进行准确计算,将其按照一定规律进行排列之后我们可以发现在该电网当中存在分别存在两个风险极大和相对比较大的停电区域,另外还有多个停电风险相对比较小的区域,而通过后期的比对检验之后证明了这一辨识结果的科学性和准确性,这也意味着本文设计的电力系统停电风险评估方法确实能够有效评估出停电风险。

四、结论

在电力系统的日常运行中,停电问题屡屡发生,给我国经济带来了重创。为了降低电力系统的停电风险,必须对风险指标进行评估,并采用现代化的风险评估方法。

作者:苗壮王兵迟福有单位:大连供电公司

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