电网运行异常的状态特征与趋势指标

尹淋

国网四川省电力公司德阳市蓥华供电分公司四川什邡618400

摘要：当前我国的电网运行中存在着十分明显的问题，这也使得停电事故的数量在不断的增加，在这样的情况下也有越来越多的人开始对电网运行的状态特征和趋势指标进行研究，但是在研究的过程中主要将着重点放在了电网感知和预警方面的有效控制，但是对电力系统运行异常的特征和趋势指标都不是非常的重视，这也成为了研究工作中的一个十分关键的不足。本文分析了电网运行异常的状态特征与趋势指标。

关键词：电网运行；状态特征；趋势指标；

目前，国内外有关电力系统运行态势的研究主要涉及电网状态的感知和预警预控等方面，而对如何建立电力系统异常运行状态的特征和趋势指标等问题尚缺乏系统深入的研究工作。

一、电网运行异常的状态特征

1.电网汲出流过量或者是超常变化引起的态势异常情景。首先是负荷的高位迅速升高。通常体现在负荷水平和负荷的升高已经超过了常态的标准和水平，这样的情况下非常容易导致系统的上调容量和上调相应迅速的下降，甚至基本处于完全消耗的状态。而这一现象也是引起电网态势异常的一个重要的外部因素，通常这种现象会发生在比较极端或者是恶劣的天气中，用电负荷过大就会出现符合水平和变化已经超出了正常的水平。此外在风和光电源渗透率比较高的情况下会因为风速的下降而使得系统的负荷呈现出异常的现象，这也会使得电网态势逐渐开始恶化，所以对这种情况也要极度的重视。其次是负荷低位期的再次快速下降。这种现象通常会呈现为负荷水平明显超出正常的水平，在这样的情况下比较容易出现系统下调容量和下调相应的迅速减弱，这样也使得备用的资源比较少，甚至还会出现完全没有备用资源的情况。出现这种现象的主要原因是负荷出现了低谷效应，或者是参与运行的小火电设备数量大量减少等等综合因素导致了这一现象的产生，所以自实际的工作中应该采取多种措施来对这一现象进行有效的控制。在这种状况下，是很难对负荷的实际情况予以清晰的掌握的，这个时候就有可能发生因为方向把握的不是非常准确而出现的电网运行态势异常的现象。

2.因为电网注入源过/欠量或者是超常变化而引起的态势异常现象。首先是从节点和局部网络以及系统的整体去看，系统运行的过程中会存在着响应支撑能力不符合系统运行标准的现象。这种情况通常会表现为负荷高位频率相对较低或者是频率偏高的时候会出现系统的调节功能存在着非常严重的不足的情况，负荷处在较高水平的时候电压过低，所以也无法保证系统的正常运行。其次是间歇性电源功率的超长剧烈波动现象。间歇性的电源功率超长剧烈运动现象如果得不到及时有效的处理就非常有可能会引起局部电压波动的频率比较高，同时波动的幅度也比较大的情况，一部分的线路潮流波动的幅度过大，甚至还会出现相关断面潮流的宽裕程度不是非常好的情况，如果情况十分严重还可能会成为引起低频振荡的一个重要的源头。再次是因为电网结构超常变化而引起的态势异常。电网运行中设备的故障或者是操作中的失误都是非常容易产生网络结构产生剧烈变化的，同时还有可能会因为这一缘故减弱电网结构运行中的稳定性。出了一些正常的或者是小范围的事故操作而导致的变化幅度超常现象，还有可能是外部环境方面产生了一些变化甚至出现了一些极端的恶劣天气而使得电网运行过程中出现了异常的现象，这种情况也会使得电网结构运行中的不稳定性大大增加，它也是电网运行态势异常进一步加重的主要原因，但是这一因素是一种非常特殊的情况，所以本文暂时不对此情况予以分析。

二、趋势指标

1.情景交错及其对电网运行态势恶化的影响。除了要关注更多的单个或者是单一种类的异常情况引起的相关电网运行的态势恶化情况之外，在实际的运行中还需要注意的是多个或者是多种类型的负荷情景相互之间的共同作用对电网运行的实际影响，在电网运行过程的一般规律角度上来看，电网运行态势的恶化和综合因素的交错影响有着更加密切的联系，而一旦出现了这样的问题就会使得电网运行的态势更加的恶化，在电网运行的过程中，网络的汲出流和注入源等很多方面都会出现异常的现象，虽然这种综合性的作用方式出现电网故障的可能性不是很大，但是在局部地区或者是某个时间段出现异常现象是非常有可能的，如果出现了这样的现象就非常有可能造成局部地区电网无法正常的运行。例如，在符合高位出现快速上升的情况下如果遇到无功备用资源供应不足的情况或者是电源的反向功率出现了大幅度的波动时就属于是典型的复杂型和综合型的情况，这种现象会使得电网运行态势恶化的速度更快，甚至还有可能导致电网长期处在一个恶劣的运行环境当中，所以在提取电网运行异常状态的特征和指标的时候也要注意其能否会使得这种作用变得更强。

2.特征与指标阈值的整定。从有关研究和应用的最新进展中寻求整定的技术依据。例如：与振荡阻尼、脆弱性有关的参数阈值，可以按此原则进行整定。在有关研究和应用的最新进展中，通常会给出阻尼偏弱、脆弱性偏低等参考值，这些值对阈值整定具有借鉴意义。

3.态势异常度综合评估

（1）多层次模糊综合评判。多层次模糊综合评判是一种十分常用的方法，它可以应用于多个领域。例如：将此法应用于电力系统电压态势预警等级的综合评判，并在电网电压态势分析中取得了良好的应用效果。该方法的最大障碍在于不同因素的模糊隶属度的确定及不同因素之间的权重的选择。针对不良后果的货币化难以表示这一困难，有学者提出采用风险控制代价或其他物理指标代替对不良后果的评估。在求出所有单一特征或指标反映的运行态势异常程度的值后，就可以综合形成整个电网的态势异常程度值。

（2）基于货币化量度的风险类综合评判方法。风险类综合评判方法是一种可以考虑多种因素，特别是带有不确定性因素的新方法。在以往的风险评估方法中，通常需要将事件发生后产生的不良后果采用货币化表示。由于不良后果的货币化表示本身就带有很大的不确定性，加之导致不良后果的事件的发生概率往往难以准确掌握，故风险评估结果的可信度通常受到质疑。针对不良后果的货币化难以表示这一困难，有学者提出采用风险控制代价或其他物理指标代替对不良后果的评估。目前，这方面的研究正方兴未艾，尚有许多工作有待进一步深入。考虑到安全、质量类特征或指标对系统态势异常评估的应用价值差异，可以对不同的类型特征或指标进行分类评估。在同一类型内部，由不同特征或指标求出的态势异常程度值可以取不同的权重，以代表其对整体态势异常程度的相对贡献；其权重可以根据专家经验或偏好程度进行取值。对同时利用安全、质量类型的特征或指标对系统态势异常进行综合评估时，应根据二者之间的重要性给出具有明显区别度的相对权重。

对电网运行状态和趋势异常的典型情景进行分析，有助于梳理出电网情景和状态的因果性、状态和趋势的差异性等关系。由此建立的反映电网运行异常的状态特征与趋势指标体系及评估流程和方法，以及给出的整定有关参数阈值的指导性原则和态势异常度综合评估方法，可为进一步工程应用提供技术支持。

参考文献：

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