電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的控制技術(shù)分析

劉玉滿(mǎn)（國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司白山市城郊供電分公司，吉林 白山 134300）

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電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的控制技術(shù)分析

劉玉滿(mǎn)
（國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司白山市城郊供電分公司，吉林 白山 134300）

摘 要：本文介紹了電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性包括的三個(gè)主要方面，主要是設(shè)備、元件以及系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。具體分析了電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的控制技術(shù)，并詳細(xì)描述了電力系統(tǒng)元件運(yùn)行可靠性模型和電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性控制模型；提出了面向調(diào)度的可靠性控制指標(biāo)體系。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；可靠性；控制技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，人們的生活水平不斷提高，日常生活與生產(chǎn)都與電力息息相關(guān)。電力系統(tǒng)在國(guó)家工業(yè)發(fā)展中占有舉足輕重的地位。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性至關(guān)重要。只有保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，才能使工業(yè)生產(chǎn)和人們生活所需電能的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)得到保障。近年來(lái)，電力系統(tǒng)運(yùn)行安全事故時(shí)有發(fā)生，人們?cè)絹?lái)越重視電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性。提高電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，無(wú)論是對(duì)電力系統(tǒng)本身還是對(duì)人們的生產(chǎn)生活，都具有積極作用。

一、電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性介紹

可靠性是評(píng)價(jià)電力系統(tǒng)運(yùn)行的重要標(biāo)準(zhǔn)，通常用可靠度來(lái)具體衡量一個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況。主要是通過(guò)延長(zhǎng)電力系統(tǒng)工作時(shí)間、降低系統(tǒng)故障率以及提高工作效率等方式來(lái)保證可靠度的。通過(guò)可靠性來(lái)判斷電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況是否符合安全生產(chǎn)要求，運(yùn)行正常的電力系統(tǒng)必須要有較高的可靠度，以保證整個(gè)電力系統(tǒng)可以高效、安全、持續(xù)的運(yùn)行，從而確保電能的生產(chǎn)和輸送始終保持在高效、穩(wěn)定狀態(tài)。

電力系統(tǒng)的主要作用就是將電廠(chǎng)生產(chǎn)的電能穩(wěn)定持續(xù)的提供給用戶(hù)，電力系統(tǒng)要有良好的運(yùn)行可靠性才能使輸送電能質(zhì)量得到保障。電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性具體是指電力系統(tǒng)設(shè)備、元件和系統(tǒng)要在規(guī)定條件下完成預(yù)設(shè)的工作量，如果沒(méi)有達(dá)到生產(chǎn)指標(biāo)，說(shuō)明該電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠度過(guò)低，需要通過(guò)改進(jìn)系統(tǒng)或者更換設(shè)備和元?dú)饧确绞絹?lái)提高整個(gè)系統(tǒng)可靠度。電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的任務(wù)主要有以下幾方面，首先要對(duì)電力系統(tǒng)元器件運(yùn)行過(guò)程中生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行具體分析累計(jì)，然后再通過(guò)這些數(shù)據(jù)綜合分析各元件的可靠性；其次是對(duì)電力系統(tǒng)可靠性模型進(jìn)行解析和模擬，在模擬過(guò)程中觀察電力系統(tǒng)是否能夠在規(guī)定條件下完成工作指標(biāo)，在模擬完成后對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，得到某些現(xiàn)象發(fā)生的概率，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)，提高可靠性。最后還要具體考察電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性控制的輔助模塊，從而做出更準(zhǔn)確決策，保證整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)行。

二、電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的控制技術(shù)分析

在電力系統(tǒng)中，各個(gè)元器件出現(xiàn)故障時(shí)隨即發(fā)生的，系統(tǒng)中某個(gè)元件出現(xiàn)故障，就會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，造成嚴(yán)重后果。所以為了能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，可以對(duì)電力系統(tǒng)中各個(gè)元件進(jìn)行建模，以便較為精確掌握各元件的工作狀況。通常采用齊次元件瞬時(shí)狀態(tài)概率對(duì)電力系統(tǒng)元件進(jìn)行建模，該建模方式可以較全面的概括各元器件?？梢杂煤瘮?shù)P0和P1具體表示元件發(fā)生故障概率λ和維修率μ之間的關(guān)系，根據(jù)元件數(shù)量，可以得到在t時(shí)刻電力系統(tǒng)的瞬時(shí)概率為：Pk（t）=∏Pj（t）∏PR（t）。通過(guò)具體分析元件模型的各個(gè)相關(guān)參數(shù)，可以得出較準(zhǔn)確的元件發(fā)生故障概率和維修率。

實(shí)際應(yīng)用中，主要是通過(guò)切負(fù)荷指標(biāo)來(lái)度量電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。電力系統(tǒng)的切負(fù)荷指標(biāo)無(wú)論是系統(tǒng)的短期規(guī)劃還是長(zhǎng)期規(guī)劃又或者是對(duì)電源規(guī)劃，都有著舉足輕重的作用，這些指標(biāo)直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)總方案是否可行。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，工作人員不但要關(guān)注電量不足期望值和重要節(jié)點(diǎn)，還要密切關(guān)注電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定。雖然傳統(tǒng)的度量指標(biāo)已經(jīng)包含了線(xiàn)路過(guò)負(fù)荷、母線(xiàn)電壓超限以及系統(tǒng)功率不平衡等方面，但是沒(méi)有對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行具體定義，這樣就很難對(duì)電力系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，不能實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的控制電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。本文在傳統(tǒng)度量指標(biāo)基礎(chǔ)上補(bǔ)充了面向可靠性的控制指標(biāo)體系，主要包括以下三方面，安全狀態(tài)下運(yùn)行狀態(tài)量處理的概率指標(biāo)、電力系統(tǒng)狀態(tài)的概率指標(biāo)以及系統(tǒng)電量不足期望值概率指標(biāo)。

電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，主要通過(guò)以下幾個(gè)方面對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性進(jìn)行評(píng)估：對(duì)各元件的可靠性模型進(jìn)行具體分析，通過(guò)對(duì)比，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式進(jìn)行選擇，對(duì)運(yùn)行結(jié)果和檢測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性指標(biāo)進(jìn)行分析。后兩點(diǎn)較為重要。通常采用快速排序法對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行選擇，根據(jù)狀態(tài)概率的大小進(jìn)行排序，得出負(fù)荷要求的系統(tǒng)狀態(tài)，然后再應(yīng)用EENS確定誤差范圍。采用動(dòng)態(tài)潮流分析法對(duì)運(yùn)行結(jié)果和計(jì)算記性分析，綜合考慮分析結(jié)果，最終得到切負(fù)荷量，確定可靠性指標(biāo)。

為了能夠更好確保電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，通常建立電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性控制模型，以便更精準(zhǔn)控制系統(tǒng)可靠性。電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性控制模型主要包括目標(biāo)函數(shù)、約束條件和控制變量三部分。電力系統(tǒng)有較高的實(shí)時(shí)計(jì)算要求，所以在滿(mǎn)足計(jì)算結(jié)果精度的前提下，要適當(dāng)提高計(jì)算速度，保證計(jì)算數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。因此，通常采用直流潮流的方法對(duì)電力系統(tǒng)中的潮流進(jìn)行分析，這樣，在電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性模型中就不需要考慮電壓的束縛，提高計(jì)算速度和計(jì)算精度。

電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性算法是屬于隨機(jī)機(jī)會(huì)的約束規(guī)劃問(wèn)題，因此，電力系統(tǒng)可靠性算法的隨機(jī)約束條件應(yīng)該在一定的置信水平上才能夠成立。通過(guò)查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，采用遺傳算法對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性進(jìn)行求解會(huì)使計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確，所以在對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性控制模型進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可以采用遺傳算法來(lái)進(jìn)一步保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，無(wú)論是國(guó)家工業(yè)生產(chǎn)還是人們?nèi)粘Ｉ?，用電需求都在不斷增加，因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性顯得尤為重要，面對(duì)這樣的情況，必須加強(qiáng)電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的控制技術(shù)研究工作，進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，保證有持續(xù)、穩(wěn)定、高效的電力供應(yīng)，確保人們的生產(chǎn)生活不受電力系統(tǒng)故障的影響。相關(guān)部門(mén)要不斷研發(fā)更高層次的電力系統(tǒng)可靠性控制技術(shù)和措施，讓電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性得到更進(jìn)一步保證。

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中圖分類(lèi)號(hào)：TM732

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