基于輸電線路脆弱性評(píng)估的連鎖故障預(yù)防控制探討

楊劍峰

摘要：為了進(jìn)一步對(duì)輸電線路進(jìn)行綜合監(jiān)管和控制，相關(guān)部門要積極落實(shí)完整的故障預(yù)控管理方案，利用脆弱性評(píng)估對(duì)連鎖故障予以預(yù)防監(jiān)督，從而提升整體線路運(yùn)維管理的基本水平，也為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益創(chuàng)設(shè)良好的平臺(tái)。本文從事故鏈風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、輸電線路脆弱性評(píng)估兩個(gè)方面對(duì)基于輸電線路脆弱性評(píng)估進(jìn)行分析，并對(duì)連鎖故障預(yù)防控制措施展開(kāi)了討論，僅供參考。

關(guān)鍵詞：輸電線路；脆弱性評(píng)估；連鎖故障；預(yù)防措施

伴隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的全面進(jìn)步，人們對(duì)于電能的需求也在不斷增大，大型停電或者是連鎖反應(yīng)會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的影響，正是因?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)模和負(fù)荷的增大，會(huì)增加線路故障問(wèn)題以及故障處理難度。傳統(tǒng)處理機(jī)制中主要是利用定性潮流計(jì)算方法，但是卻不能對(duì)整個(gè)電網(wǎng)安全運(yùn)行予以監(jiān)督，基于此，建立基于輸電線路脆弱性評(píng)估對(duì)于全面提升電網(wǎng)運(yùn)行安全性具有重要意義和價(jià)值。

一、輸電線路脆弱性評(píng)估

要想進(jìn)一步對(duì)輸電線路脆弱性評(píng)估工作予以家督，就要在脆弱性分析的基礎(chǔ)上，有效判定輸電線路故障斷開(kāi)的因素和預(yù)想事故結(jié)果，確保能對(duì)線路脆弱性最小的目標(biāo)函數(shù)作為最優(yōu)潮流完成計(jì)算過(guò)程，有效建立對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制機(jī)制，就能提升系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（一）事故鏈風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

為了有效發(fā)揮事故鏈的價(jià)值，要建立事故鏈模型，因?yàn)殡娋W(wǎng)中的連鎖故障本身就是單個(gè)故障進(jìn)行逐步觸發(fā)應(yīng)用的情況，最終建立連鎖反應(yīng)故障體系，因?yàn)椴煌收显诎l(fā)生過(guò)程中本身就存在單向條件發(fā)生關(guān)系[1]。依據(jù)事故鏈動(dòng)態(tài)邏輯圖就能對(duì)事故鏈中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行判定，提高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估準(zhǔn)確性。

結(jié)合事故鏈對(duì)相應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行判定，事故鏈本身就是由不同環(huán)節(jié)組成的，因此，要對(duì)其進(jìn)行分析就要對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估予以轉(zhuǎn)化，強(qiáng)化中間環(huán)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算效果。尤其是對(duì)故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估予以監(jiān)管，并對(duì)觸發(fā)概率以及發(fā)生后的后果予以評(píng)定。結(jié)合 對(duì)初始故障后的電網(wǎng)進(jìn)行綜合管理，尤其是對(duì)線路過(guò)載跳閘以及保護(hù)隱藏故障進(jìn)行分析，避免電網(wǎng)加速老化。

（二）輸電線路脆弱性評(píng)

要想有效對(duì)輸電線路安全性進(jìn)行監(jiān)管，就要對(duì)輸電線路脆弱性進(jìn)行綜合評(píng)估和界定，也就是說(shuō)，要想全面分析連鎖反應(yīng)故障的預(yù)防機(jī)制，就要在事故初期對(duì)電網(wǎng)環(huán)境以及影響因素進(jìn)行監(jiān)督管理。正是因?yàn)榫€路本身存在復(fù)雜性，所以要夯實(shí)監(jiān)控機(jī)制和管理流程，確保能轉(zhuǎn)化對(duì)某些脆弱線路狀態(tài)的監(jiān)督額管理，合理性提升量化管理機(jī)制。

尤其是在電力系統(tǒng)中，若是電網(wǎng)遇到擾動(dòng)情況，必然會(huì)造成線路的故障問(wèn)題，一些微小故障并不會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)產(chǎn)生影響，但是也有一部分故障會(huì)嚴(yán)重制約輸電線路的運(yùn)行時(shí)效性，甚至?xí)D(zhuǎn)變?yōu)檫B鎖反應(yīng)，對(duì)整個(gè)線路運(yùn)行安全產(chǎn)生制約。與此，要想提升相應(yīng)問(wèn)題的處理效果，就要對(duì)輸電線路進(jìn)行脆弱性綜合評(píng)估，從而制定對(duì)應(yīng)的分析和管控規(guī)劃。值得一提的是，要想維護(hù)輸電線路脆弱性評(píng)估的質(zhì)量，就要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行判定：

第一，要對(duì)輸電線路進(jìn)行獨(dú)立分析，一條事故鏈的中間環(huán)節(jié)若是出現(xiàn)較多次故障問(wèn)題，就說(shuō)明中間環(huán)節(jié)的重要度較高，也是引起大型連鎖停電問(wèn)題的關(guān)鍵，將其作為風(fēng)險(xiǎn)值最大的環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)管具有重要意義[2]。

第二，要對(duì)事故鏈中的風(fēng)險(xiǎn)重要度進(jìn)行判定，結(jié)合相應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)中間環(huán)節(jié)脆弱性評(píng)估工作予以重視，從而保證能提升對(duì)應(yīng)分析項(xiàng)目的基本水平。也就是說(shuō)，某個(gè)基礎(chǔ)事故鏈中間環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)重要度越大，則表示其占據(jù)的比例越多，對(duì)應(yīng)的價(jià)值和研究意義就更加明顯。

二、基于輸電線路脆弱性評(píng)估的連鎖故障預(yù)防控制措施

在對(duì)輸電線路脆弱性評(píng)估工作進(jìn)行全面監(jiān)督的基礎(chǔ)上，要對(duì)線路中隱藏的事故鏈進(jìn)行監(jiān)管，并且判定對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值，從而分析相關(guān)性脆弱監(jiān)管機(jī)制，有效判定線路故障后造成的系統(tǒng)連鎖故障機(jī)制，確保能對(duì)線路故障工作和系統(tǒng)可能性予以分析。需要注意的是，輸電線路脆弱性越高說(shuō)明系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中故障造成的連鎖問(wèn)題越大，則對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程造成的影響也就越發(fā)明顯，基于此，要建立完整的預(yù)控機(jī)制，確保能轉(zhuǎn)化預(yù)防工作流程，真正降低線路故障風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。在維護(hù)輸電線路脆弱性的過(guò)程中，要集中選取脆弱性最大的線路，確保能結(jié)合線路完成預(yù)防處理工作，并且將輸電線路斷開(kāi)的過(guò)程作為研究項(xiàng)目的關(guān)鍵，真正意義上落實(shí)針對(duì)性處理工序，且能判定最優(yōu)潮流計(jì)算數(shù)值，維護(hù)預(yù)控機(jī)制的完整程度，也為后續(xù)降低輸電線路連鎖反應(yīng)提供保障，確保能建立線路脆弱性最小為目標(biāo)的函數(shù)體系，記為 。

具體流程為：

1）項(xiàng)目系統(tǒng)初始化設(shè)置，結(jié)合實(shí)際情況和事故鏈運(yùn)行參數(shù)建立系統(tǒng)初始化狀態(tài)，能結(jié)合網(wǎng)絡(luò)分析對(duì)連鎖故障演化過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督處理，并且分析判定相應(yīng)的數(shù)據(jù)機(jī)制。

2）要對(duì)事故鏈風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)用輸電線路脆弱性評(píng)估模型的相應(yīng)計(jì)量方式對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析，合理性判定計(jì)算結(jié)果。

3）輸電線路脆弱性評(píng)估體系內(nèi)，要將事故鏈風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)作為最基本的對(duì)照數(shù)據(jù)和處理參數(shù)，從而有效提升相應(yīng)數(shù)據(jù)的分析效果，并且完善管控工作的合理性。

4）要對(duì)線路脆弱性大小進(jìn)行判定，并且要進(jìn)行集中的數(shù)據(jù)篩查處理，從而結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)篩選出脆弱性最大的輸電線路，完善相應(yīng)處理方案的合理性和針對(duì)性。值得一提的是，預(yù)控方案的指定要結(jié)合實(shí)際問(wèn)題展開(kāi)，只有保證相應(yīng)方案能對(duì)最脆弱的線路予以糾正才能發(fā)揮其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值[3]。

5）要對(duì)脆弱性最大的線路進(jìn)行脆弱性最小的目標(biāo)函數(shù)處理，從而建立最優(yōu)化計(jì)算方式，并且能結(jié)合是問(wèn)題建立有效的管理控制機(jī)制，維護(hù)管理預(yù)防措施的完整性，且能得出最終的預(yù)控管理方案。

6）結(jié)合分析結(jié)果就能對(duì)相應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行綜合分析和判定，并且保證切機(jī)切負(fù)荷處理效果，一定程度上提高預(yù)控管理項(xiàng)目的基本價(jià)值。

7）最重要切換出實(shí)際的預(yù)控措施方案。

三、案例

本文以某輸電線路脆弱評(píng)估的預(yù)控處理項(xiàng)目為例，主要是應(yīng)用IEEE14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)完成驗(yàn)證工序，有效結(jié)合對(duì)應(yīng)的分析和數(shù)據(jù)的判定落實(shí)最后的監(jiān)管流程，確保能發(fā)揮相應(yīng)優(yōu)化方案的時(shí)效性價(jià)值，主要的優(yōu)化處理機(jī)制是原對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)算法。

在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，要對(duì)IEEE14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中的相關(guān)算例進(jìn)行仿真分析，并且判定支路和發(fā)電機(jī)組的時(shí)效性，有效對(duì)觸發(fā)連鎖反應(yīng)的問(wèn)題和情況予以判定，合理性整合反應(yīng)故障問(wèn)題的分析效率。最關(guān)鍵的是，在判定相應(yīng)事故鏈風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，要對(duì)各個(gè)輸電線路的強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行規(guī)范總結(jié)[4]。在對(duì)相應(yīng)輸電線路數(shù)據(jù)進(jìn)行收集后發(fā)現(xiàn)，線路的脆弱性越大說(shuō)明后續(xù)故障問(wèn)題對(duì)輸電網(wǎng)絡(luò)體系的影響就越大，形成聯(lián)鎖反應(yīng)，會(huì)對(duì)整個(gè)輸電線路處理效果造成影響?；诖?，選取脆弱度最高的羨慕作為預(yù)想事故處理體系，合理性維護(hù)目標(biāo)函數(shù)的潮流優(yōu)化數(shù)值，得出對(duì)應(yīng)的控制措施。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在對(duì)基于輸電線路脆弱性評(píng)估的連鎖故障預(yù)防控制措施進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，要先提升輸電線路的安全性，就要對(duì)其進(jìn)行多元化分析，確保能量化輸電線路的運(yùn)行故障問(wèn)題，且能從優(yōu)化潮流和原對(duì)偶點(diǎn)算法的角度出發(fā)，保證能對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)和相關(guān)性予以分析，提升線路運(yùn)行安全性。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：天津南環(huán)鐵路電務(wù)有限責(zé)任公司）