電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與輔助決策系統(tǒng)的應(yīng)用

王開林　胡昊　路文喜　陳飛　王水英

摘 要

結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與輔助決策應(yīng)用現(xiàn)狀，提出可行技術(shù)路線，采用跨平臺(tái)編程語(yǔ)言工具和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，建立電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，引入基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臉渌阉魉惴?，?shí)現(xiàn)電網(wǎng)隱患事故預(yù)警，并在此基礎(chǔ)上依據(jù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制相關(guān)規(guī)定鶴導(dǎo)則，構(gòu)建專家系統(tǒng)規(guī)則知識(shí)庫(kù)及啟發(fā)式規(guī)則，運(yùn)用基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的啟發(fā)說(shuō)搜索算法，對(duì)電網(wǎng)可能發(fā)生的事故風(fēng)險(xiǎn)提出相應(yīng)的防范措施及事故風(fēng)險(xiǎn)恢復(fù)供電預(yù)案。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)運(yùn)行 評(píng)估系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?搜索算法

1 引言

近年來(lái)，地區(qū)地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用戶負(fù)荷需求水平不斷創(chuàng)出新高，電網(wǎng)規(guī)模也隨之不斷擴(kuò)大，直接導(dǎo)致地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式更加復(fù)雜，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行提出更高的要求，給調(diào)控中心工作人員的日常工作帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。為防止人工進(jìn)行運(yùn)行方式評(píng)估造成遺漏，開展電網(wǎng)運(yùn)行安全評(píng)估技術(shù)的研究與應(yīng)用，開發(fā)一套“電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與輔助決策系統(tǒng)”（下稱 評(píng)估系統(tǒng)），為電網(wǎng)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及輔助決策提供科學(xué)決策依據(jù)。

2 系統(tǒng)技術(shù)路線

評(píng)估系統(tǒng)采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和模塊化思想，基于IEC61970、SVG標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建電網(wǎng)模型，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步更新及電網(wǎng)運(yùn)行方式的圖形化操作、人機(jī)交互等功能。通過(guò)深入研究電網(wǎng)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)規(guī)程規(guī)范及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論，建立一套較為完整的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，對(duì)電網(wǎng)元件和系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)水平進(jìn)行合理的風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)?；诰W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的樹搜索法和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，快速搜索當(dāng)前電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)和脆弱節(jié)點(diǎn)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行可能存在的事故風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，以圖形界面的形式友好直觀展示出來(lái)，同時(shí)依據(jù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制相關(guān)規(guī)定和導(dǎo)則，構(gòu)建專家系統(tǒng)規(guī)則知識(shí)庫(kù)及啟發(fā)式規(guī)則，運(yùn)用基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的啟發(fā)式搜索算法，結(jié)合電網(wǎng)負(fù)載分布情況，對(duì)電網(wǎng)可能發(fā)生的事故風(fēng)險(xiǎn)提出相應(yīng)的防范措施及事故風(fēng)險(xiǎn)恢復(fù)供電預(yù)案，并提交電網(wǎng)安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及輔助決策報(bào)告。

3 主要研究?jī)?nèi)容

（1）收集、分析電網(wǎng)的網(wǎng)架架構(gòu)、統(tǒng)調(diào)及未統(tǒng)調(diào)電源、各類用戶負(fù)荷，電網(wǎng)大、小運(yùn)行方式等全面數(shù)據(jù)，研究國(guó)家電網(wǎng)、安徽省電力公司、蚌埠供電公司關(guān)于電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相關(guān)技術(shù)文件和地方規(guī)定。

（2）研究基于IEC61970 CIM模型標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)和可復(fù)用公共圖形標(biāo)準(zhǔn)SVG，設(shè)計(jì)電網(wǎng)靜態(tài)模型（設(shè)備臺(tái)帳、物理連接、電網(wǎng)圖形）的準(zhǔn)實(shí)時(shí)同步方法，研究IEC104遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約，設(shè)計(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取方案，達(dá)到調(diào)度自動(dòng)化高級(jí)應(yīng)用功能的“即插即用”與少維護(hù)，保護(hù)資源。

（3）研究電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論及電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)指標(biāo)庫(kù)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行量化分級(jí)。

（4）量化評(píng)估電網(wǎng)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)，科學(xué)確定電網(wǎng)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，更好地指導(dǎo)開展電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，研究電網(wǎng)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)的量化評(píng)估和等級(jí)確定的具體方法。

（5）研究地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，電網(wǎng)運(yùn)行方式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要包括：系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系和風(fēng)險(xiǎn)分析模塊。

系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系主要從電網(wǎng)分區(qū)、重要用戶、電壓等級(jí)、負(fù)荷分布及損失等方面對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行劃分。

風(fēng)險(xiǎn)分析模塊，負(fù)責(zé)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，給出電網(wǎng)在正常運(yùn)行方式下某設(shè)備故障（停運(yùn)）后引起風(fēng)險(xiǎn)事故造成的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，該模塊分風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)兩個(gè)方面。

風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)主要對(duì)正常運(yùn)行方式下某設(shè)備進(jìn)行預(yù)設(shè)故障（檢修/停運(yùn)）進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，結(jié)合設(shè)備的保護(hù)措施，以影響停電區(qū)域最小為目標(biāo)最終確定該設(shè)備故障（檢修/停運(yùn)）造成的停電風(fēng)險(xiǎn)事故。

風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)通過(guò)對(duì)后果進(jìn)行分析，給出該設(shè)備造成風(fēng)險(xiǎn)事故過(guò)程中開關(guān)變位、二次設(shè)備動(dòng)作信息的情景分析，參照風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系給出事故后果造成的停電區(qū)域、減供負(fù)荷、重要用戶停電等損失分析。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型根據(jù)損失分析結(jié)果最終給出該設(shè)備故障（檢修/停運(yùn)）引起電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)最高等級(jí)及風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告。

（6）研究電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)和脆弱節(jié)點(diǎn)的快速搜索算法，基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電網(wǎng)負(fù)載率分布的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管控措施及事故風(fēng)險(xiǎn)分析恢復(fù)供電輔助決策方法，研究輔助決策功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案。

（7）研究可視化圖形操作模擬、人機(jī)交互以及自動(dòng)報(bào)告技術(shù)。通過(guò)模擬環(huán)境對(duì)一次指令的操作和防誤校核，同步基于專家系統(tǒng)、外放式策略庫(kù)，進(jìn)行操作所帶來(lái)的電網(wǎng)狀態(tài)信息變化判斷，啟動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與輔助決策，自動(dòng)生成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告。

4 應(yīng)用效益

評(píng)估系統(tǒng)具有顯著的特點(diǎn)：

（1）實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)和脆弱節(jié)點(diǎn)的快速搜索、風(fēng)險(xiǎn)定級(jí)與輔助決策（預(yù)案）的自動(dòng)化與智能化。

（2）提出基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電網(wǎng)負(fù)載率分布的恢復(fù)供電輔助決策方法。

（3）風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)過(guò)程中引入保護(hù)措施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)修正，提高風(fēng)險(xiǎn)定級(jí)的準(zhǔn)確性。

評(píng)估系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，提高電網(wǎng)運(yùn)行的智能化水平，為工作人員在日常電網(wǎng)運(yùn)行中風(fēng)險(xiǎn)控制、應(yīng)急預(yù)案管理、智能方式安排提供多種高效的輔助決策。提升風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的完整性與準(zhǔn)確性，提高電網(wǎng)供電可靠性。同時(shí)，為設(shè)備檢修、電網(wǎng)規(guī)劃等提供輔助決策信息，挖掘電網(wǎng)元件可靠運(yùn)行潛力，優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式，提升電網(wǎng)安全運(yùn)行水平，實(shí)現(xiàn)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]張忠會(huì)，李小文，何樂(lè)彰，謝義苗，張琪琪.電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建及應(yīng)用[J].水電能源科學(xué)，2015（01）：190-193.

作者簡(jiǎn)介

王開林（1980-），碩士學(xué)位?，F(xiàn)為國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司蚌埠供電公司工程師。研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理。

胡昊（1980-），大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司蚌埠供電公司高級(jí)工程師。研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)調(diào)度管理。

路文喜（1982-），碩士學(xué)位?，F(xiàn)為國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司蚌埠供電公司工程師。研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)調(diào)度運(yùn)行。

陳飛（1980-），大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司蚌埠供電公司工程師。研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理。

王水英（1980-），碩士學(xué)位?，F(xiàn)為國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司蚌埠供電公司工程師。研究方向?yàn)樽冸娺\(yùn)行。

作者單位

國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司蚌埠供電公司 安徽省蚌埠市 233000