摘要：电力行业的快速发展推动我国各行业发展迅速。预防控制辅助决策在电力系统安全稳定预防控制中起着关键的作用，企业通过不断推动电力系统安全稳定预防控制工作，可以有效提高自身的竞争力。
关键词：电力系统安全稳定；预防控制；在线计算方法
引言
我国各行业的快速发展离不开电力工程的大力支持。随着大区电网的互联、直流输电工程的大量建设以及新能源发电在电网中的规模不断扩大，电网运行复杂程度不断增加，运行方式变化较大，通常的离线分析与控制已经难以满足需要，在线安全稳定分析与控制系统成为电网调度中心必备的工具.
1现代电力系统的安全性问题分析
电力系统的安全性是指的是电力系统即使在发生故障的情况下，也可以正常地进行供电和保持稳定运行的风险程度。传统的电力系统安全性主要是指在发生故障的情况下，分析电力系统的动态特性，比如系统的频率、功角、电压稳定性，热过载和系统解列等。这类问题的对象是单一的故障，然而通常大规模停电事故都是由复杂连锁事件的序列。近些年来，随着现代信息和通信技术的发展，各种信息系统有效地保障了各大电网的更安全和经济地运行，如电力市场技术支持系统、变电站综合自动化系统、配电网自动化系统等，皆比较普遍地应用到了电力系统行业。整体看来，电力系统与信息、通信系统产生了比较高度的并且集成了一个更庞大的系统，因此电力系统的监控更需要信息与通信系统的可靠性保障。比如，作为信息系统核心部分的计算机系统出现问题，就容易导致停电事故等电力系统事故发生；而通信系统出现问题，同样会使电力系统出现不可控的问题。因此，对于电力系统安全性的问题，包括其影响因素与防治措施的研究，是必要而紧迫的。
2防止设备过载的预防控制
（1）要想将其处理成最潮流的问题，可以通过非线性优化技术的方法进行计算和求解，如牛顿法、内点法等，这两种方法都具有较强的安全性、经济性，但是在对以下问题进行解决的时候，由于该问题自身的局限性，所以它在实际工程应用中无法充分发挥有效的作用：①需要形成和因子化二阶海森矩阵，科学技术的发展与进步，系统规模也随之不断扩大，其计算量和计算时间也在逐渐提高长，所以在同一时间无法对故障干扰的控制进行充分的考虑。②可能存在计算收敛性的问题，无法获取控制解。③调整的设备比较多，无法及时有效的操作。④对不可行约束的条件、放松约束的条件都无法进行识别，所以在预防控制问题时候，无法给正确的答案。⑤无法在一定程度上灵活的设置控制目标，也无法满足实际工程的实际需求，如兼顾控制数目最少、控制成本低等。（2）在过载设备对控制变量的灵敏度信息上，可以将优化控制问题和潮流计算问题别分采用不同的方法进行计算，可以采用连续线性规划法，也可以采用内点法。与其进行比较，该方法的计算量相对比较小，求解的灵活性更高，在此基础上可以采用控制的方法，如缩小问题规模、提高计算效率等，但是在实际应用过程中，无法从本质上改善该种的局限性。（3）在数学意义上，在灵敏度的启发式算法的基础上设置出相应的控制方法，其效果最为显著，在对节点进行控制的时候，要以过载比较严重的支路作为控制的主要根据，在此基础上还不可以对其他的支路的造成严重的影响。另外，在调整时，一旦控制节点对过载线路的作用、对接近极限的线路作用所反应出的效果不同，其过载的情况逐渐加重，情况严重还会造成不可收拾的局面。所以一定要根据其实情况，采取有效的对策进行合理化处理，在此基础上，还要顺应时代发展的潮流，对其进行科学化的检验和审核。
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3保持静态安全性的预防控制计算
静态安全性的预防控制计算对应于学术上的安全约束最优潮流（OPF）问题，其发展历史较久，工程应用也较早。为了满足控制时间的要求，防止过载多采用直流潮流线性模型，而电压越限则需要采用交流潮流。(1)防止设备过载的预防控制将静态安全预防控制问题处理成最优潮流问题，可以采用牛顿法和内点法等非线性优化技术直接求解，有较好的安全性和经济性，但下述问题的存在限制了它在实际工程中的应用：①需要形成和因子化二阶海森矩阵，随着系统规模的增大，计算量增大，计算时间长，也因此很难同时考虑针对多个故障扰动下的控制；②可能存在计算收敛性问题，无法得到控制解；③调整的设备可能过多，实际调度运行中难以操作；④难以识别不可行约束并放松约束条件，在预防控制问题没有最优解时无法给出次优解；⑤控制目标不能灵活设置，难以满足兼顾控制数目最少及其控制成本最低等实际工程的需求。基于过载设备对控制变量的灵敏度信息，可以将优化控制问题与潮流计算问题分开迭代求解，采用连续线性规划法或内点法等得到控制量。相对而言，该方法计算量较小，求解更为灵活，可以方便地使用一些缩小问题规模、提高计算效率的策略，然而并没有从根本上改善优化规划类方法的局限性。不采用数学规划的方法，基于灵敏度的启发式算法没有收敛性问题，计算速度快，便于考虑多种实际工程问题和编程实现，如果预防控制问题没有最优解，该类方法可以方便地给出一个次优解，在目前的实际工程中获得了更广泛的应用。但基于灵敏度的启发式算法给出的控制方案不能保证数学意义上的最优，控制节点的选择仅以过载最严重的支路为依据，没有考虑对其他支路的影响，调整时如果控制节点对过载线路的作用与对接近极限的线路作用相反，对于整个系统来说，过载可能变得更加严重，需要进行多次潮流校验，甚至会因此得不到控制方案。按照综合加权灵敏度决定节点的控制方向。如果综合加权灵敏度为正，则节点减出力；如果为负则增出力；如果接近0或者存在控制方向冲突的情况，则不再调整该节点。(2)还需要注意的两个问题是：①对于存在多条支路过载的情况，虽然全部支路过载均已解决，但有可能存在过控的情况，即针对某些支路的控制过量，此时需要校核这些支路的控制灵敏度较大的节点，撤销一部分控制量；②由于灵敏度存在误差的原因，对于计算得到的控制措施进行交流潮流校核，会出现欠控或过控的情况，此时需要根据欠控或过控的控制量大小，修正相应的灵敏度系数，之后重新进行预防控制计算和交流潮流校核。除了通常的调整发电出力和负荷的控制措施外，控制直流功率也可以解决直流整流站和逆变站附近的过载问题。需要注意的是，计算控制灵敏度时需要叠加直流整流侧和逆变侧的灵敏度。负荷转供也是实际工程中可以采取的控制措施，将过载支路供电区域中的一部分负荷转由其他支路供电，可以消除或减少支路过载量。
结语
综上所述，预防控制辅助决策在在线安全稳定分析系统中起着不可忽视的作用，对于在线安全稳定控制系统也极为重要。要在物理现象和控制原理的基础上，提取其重要的量化信息，从而获取最优质且具有可行性的实施方案，为实现满足大电网对预防控制在线计算的要求创造良好的条件。
参考文献
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论文作者:王瑶
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/5
标签：灵敏度论文; 支路论文; 在线论文; 电力系统论文; 稳定论文; 节点论文; 电网论文; 《基层建设》2019年第10期论文;