摘要：电网运行受到设备状态、自然环境等的影响，目前地区电网负荷高速增长，过载运行或重载运行频繁，可降低安全裕度与增加运行风险、诱发运行故障，地区电网出现运行故障时通常可产生连锁反应，电网事故程度、范围可迅速扩大，危及供电安全。管控运行风险可改善运行工况、避免或降低风险，减少运行扰动与运行故障，强化电网安全防御能力、故障抵御能力及自愈能力，在故障发生时可加快供电恢复速度、缩小停电波及范围。本文浅谈了地区电网运行风险的管控策略，旨在降低风险事件发生的可能性与风险事故损失程度。
关键词：地区电网；管控；风险；运行
电能生产、分配、传输、使用环节几乎同时进行，具有光速运行、连续与动态平衡运行的特点。电网互联优化、网架结构规模扩大化、光伏发电及风电等能源加入使电网运行过程、运行参数、运行方式更为复杂、脆弱，电网容量、电网负荷、电压波动范围与运行频率均有所增加，管控难度较大[1]。为提高可靠供电、安全供电标准，保障电能质量，应做好地区电网规划设计工作，及时、准确、完整管控电网运行风险与风险事件，发现异常运行，以减少电网故障、电网阻塞与停电事件，降低运行成本，使地区电网稳定运行，从清洁、低碳、安全角度综合提升运行水平。
1.管控策略
1.1预警管理
风险预警指的是分析与辨识潜在运行风险，针对潜在风险分析结果运用管控措施规避风险。分析运行风险时可考虑地区电网常见事故类型，如同杆线路故障、母线故障、设备故障等，根据操作风险、管控措施、现场施工、检修时间、电力设备缺陷、天气或气候条件影响、历史统计、故障类别及设备类型等风险因素量化评估风险概率，同时严格按照电网公司发布的电网风险分级开展预警管理工作[2]。发布特大风险（一级电网事件）、重大风险（二级电网事件）、较大风险（三级电网事件）、一般事故风险（四级电网事件）与一般事件风险（五级电网事件）时，需在预警信息中明确运行风险名称、等级、描述信息、终止日期、解除条件等。如电网风险级别较高，需报送政府部门、应急指挥中心，启动应急预警机制，及时通报限电或错峰等信息。可根据地区电网运行特点将运行风险划分为六大类（见图1），并细分每一大类风险，以系统风险为例，可分为功角失稳、电压失稳及频率失稳等运行风险（见图2）。明确风险等级、类别后可制定针对性的预控措施，包括组织管理类措施、技术类措施，制定管控措施时坚持闭环控制、协调联动、科学定级与超前计划的原则。组织管理类措施包括安排专人检修现场设备瞬时故障，统一报送电网运行参数，在带电设备与工作设备之间设置隔离区域，涉及运行方式异常变化或重大保电时应取消检修及通知停电，加强运行监视、特别巡视高风险线路与设备、编写风险应对预案等。技术类措施包括优化施工与调试方案、消除设备缺陷、事故限电、事前错峰、调整电网潮流分布、提高电网稳定裕度、有序用电、调整电网负荷等。
1.2管控特殊运行、孤网运行风险
特殊运行指的是因特殊情况无法满足电网N-1运行要求的多种运行方式，如保电时期特殊供电方式、单台主变或单电源供电等。为控制特殊运行状态下可能出现的电网风险，应注重控制电网设备的输送潮流，结合现场值守与特殊巡视方式检查变电设备、输电设备，严格控制电网调度[3]。注意尽量避免设备过载运行，同时要对电网输送功率、无功电压进行严密监控，尽量减少特殊运行，特殊运行不可避免时需避开用电负荷高峰期或恶劣天气条件、气候环境，防止电网二次系统与环路设备同时停役。如电网处于孤网运行状态，应保证调度体系紧密、严肃，严格控制运行频率与调整电网负荷量，减少用电量改变对调度运行产生的干扰，投运新设备前需严格检查与验收，保证电网负荷变化、生产计划的可靠性。此外，可采用AVR单片机调节励磁电流，强化控制孤网电压，同时控制好发电机组汽轮旋转速度，以＜3000r/min为宜，根据需要设置回路，以平衡电网负载功率与恒定输出频率数值，避免电压波动对系统稳定运行造成干扰[4]。还应尽量使孤网运行负荷量增减范围≤±5MW，需改变负荷量时应提前调整运行频率，将负荷量控制在90MW~12MW之间。
2管控实践
某地区电网结构较为复杂，以220kV网架结构为主，电网核心为220kV变电站，中心变电站向南、向东均有双回线，该电网连接了110kV、35kV电网，连接节点包括18万千瓦、15万千瓦、12万千瓦变压器，电磁环网包括220kV/110kV/10kV及110kV/35kV/10kV。该电网中的4个110kV变电站发生长串结线故障，发生故障后导致电网中的多个厂站形成失压风险，运行风险达到地区电网II级运行风险。发生风险事故后立即安排管控工作，包括安排黑启动、预安排应急响应机制、重新测算及分配地区电网负荷等，同时加强110kV变电站内部管控工作，变电站失电后立即联系调度，暂停站内消缺、检修等工作，预估恢复送电时间＞30min时需启动发电机或发电车，及时向变电站直流系统供电。密切监视变电站系统电压与运行线路负荷，通过调度隔离故障，处理站内缺陷设备，处理后按照调度令送电，电网运行时需增加单回线路巡检次数，避免过负荷运行。此外，还对运行方式进行了适当调整，包括解环运行、合环运行、分列运行等，对故障变电站双回线路进行了增容改造，将震荡解列设备加装在电厂中，利用震荡解列设备监测电网相位角与Ucosφ，根据监测结果判断是否发生运行失步，并通过切除机组容量解除失步运行，促使电网恢复稳定。
3结语
综上，在电网结构愈加复杂、功能逐步分散、不确定运行因素不断增加、地区电网之间的依赖性与互相影响愈加明显的情况下，运行风险因素也更为多样、复杂，运行管控面临诸多挑战。应尽早识别潜在风险，在未雨绸缪中管控、规避风险，采用灵活、可调节的网络拓扑，丰富运行管控手段及提升电网运行驾驭能力，减少运行波动、间歇、随机等缺陷，减小电网运行中的CO2排放量、运行成本及网络损耗。在管控运行风险时还应减小地区电网电压偏差，准确分析运行状态、安全状态，发生风险事件时要立即建立应急指挥机构。
参考文献：
[1]张跃驰，刘本希，罗彬，等.基于PSD-BPA的电网运行方式数据自动整合与调整方法[J].电力系统自动化，2017，41（1）：102-108.
[2]江知瀚，刘蔚，高旭，等.2015年冀北电网220kV及以上电压等级交流系统继电保护及安全自动装置设备及运行情况分析[J].华北电力技术，2016（6）：51-55.
[3]华浩瑞，李鹏.计及功率预测误差的交直流混合微电网多时间尺度优化运行方法[J].电力建设，2016，37（12）：40-47.
[4]朱明琳，杭丽君，李国杰，等.三相电网不平衡下MMC多变量保护控制策略及系统运行性能研究[J].中国电机工程学报，2016，36（9）：2408-1418.
论文作者:韩永才
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/3
标签：电网论文; 风险论文; 故障论文; 设备论文; 变电站论文; 地区论文; 事件论文; 《电力设备》2017年第18期论文;