摘要：我国社会经济实力的增长，使能源资源供需格局的矛盾日趋凸显。对电力系统来说，通过特高压电网的建设减缓电能供求关系的紧张态势至关重要。然而随着特高压电网系统规模的扩大，同样会增加电力系统所面临的风险。本文以特高压电网特点为出发点，对电网运行中存在的风险因素及其产生原因进行了分析，同时提出了特高压电网风险评估流程和风险应对策略。
关键词：特高压电网；运行风险；风险评估流程；风险应对策略
引言
特高压电网的建设不可避免的增加了电网形态的复杂度和影响区域电网间正常运行，可能造成整个大电网系统的非正常运行。为保证大电网系统的安全、稳定、经济运行和满足国家经济与社会发展需要，必须在论证和设计阶段充分考虑和重视影响特高压电网运行存在的潜在风险，建立科学完善的风险规避体系，积极谋划风险应对措施，这一点十分重要。
1特高压电网存在的运行风险
不同于低电压等级的局部电网，特高压电网运行中关注的重点更加复杂多变并富有独特性。即低压电网更注重供电可靠性，而特高压电网关注的是系统的安全稳定性，这一点也决定了特高压电网系统的风险大小。风险因素包含发电侧风险、负荷侧风险、线路与设备风险和二次系统风险，其中又以特高压线路与变电设备的故障为主要风险因素。由以上因素引发的系统故障主要有系统电压越界崩溃、功角失稳、负荷过载以及由此引发的一系列连锁故障。加之故障间的耦合作用，使不同故障造成的损伤程度也不同。
1.1发电与负荷侧潮流控制风险
由于我国特高压电网建设尚未成熟，系统网架结构还不够完善，给电能的跨区域交换带来了很多不利影响，主要体现在频发的发电与负荷侧控制风险。其原因为：作为联结各大区电网的联络线，需要对特高压线路进行功率控制。虽然在理论上可通过各大区的调频与自动发电控制（AGC）机组来实现，但由于各区发电结构和机组调节能力的差异，以及机组存在的出力震动区、调节时滞等特点，会给各区之间的协调控制造成困难。此外，各大区负荷波动的异步性、大容量机组或直流线路的停止运行等因素都会在一定时间内增加特高压线路功率控制难度，甚至破坏系统静态或暂态稳定，引发系统连锁故障。
1.2特高压线路与设备故障引起的失稳及连锁故障
特高压电网的一大特点是大规模高负荷电能传输，其通道故障造成的系统功率失稳和线路过载影响严重。总的来说，引起特高压输电通道故障的内部因素主要是线路与设备老化产生的故障，外部因素则包括电气因素（邻近电网故障）、自然因素（恶劣气候等）和人工因素（人为误操作）。同时，由于规划层和运行层存在的遗留和潜在问题，一旦输电通道发生故障会引起一系列系统连锁故障。1.3继电保护及安全稳定装置风险
特高压电网的保护系统又称二次系统，包含继电保护装置和安全稳定装置。实际运行中，系统除了配置必备的主保护系统外，一般还配置了一套相应的后备保护系统，保护系统风险则主要产自保护误动。同时，安全稳定装置（切负荷、切机、低频低压减载及快关汽门等自动装置）的误操作（切负荷量不足、切机失败等），会引起线路过载，导致线路跳闸——其余线路过载——系统跳闸等一系列连锁故障。
2特高压电网风险评估框架
2.1评估流程
鉴于特高压电网运行风险控制的重要性，必须建立完善的风险评估流程，对电网静态风险和暂态安全风险进行科学合理的全面评估。
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特高压电网的风险评估流程包含五点内容：系统建模、状态采样、故障判断、稳定性分析和损失统计。具体评估流程为：首先对风险因素进行分析并建模，其次简化与等效模型。然后以此为基础对系统发电机组、负荷和线路进行运行状态采样并判断系统故障与否，判断结果“正常”则表明系统运行正常，返回上一步循环；“故障”则依次进行故障分析：系统静态电压稳定及功角稳定评估和系统暂态稳定评估。若三项指标的评估结果均“稳定”，还需对其余元件继电保护是否动作进行判定，若“动作”则再次评估系统静态电压稳定状态，“不动作”则实施切负荷量最小的紧急控制方案，并统计系统事故损失，最后转入重复采样过程直至方差达到预设值，由此分析出系统风险指标统计结果。
2.2流程的分解与简化
上述风险评估流程虽然科学全面，但是存在着采样效率低、稳定性计算时间长的特点。而且实际中系统在各种情况下保持稳定的能力很强，出现稳定破坏状态的概率极低。此外，未对系统安全稳定裕度进行考量。因此，本文提出如下改进原则：1）为提高采样效率，采样时需剔除无安全稳定问题的状态；2）为提高计算效率，计算时应采用参考故障集对系统稳定性进行快速评估；3）为科学表示风险大小，需引入安全稳定裕度的概念。根据以上原则，引入典型故障集利用概率潮流法和采样法快速评估故障状态的安全稳定裕度，对裕度较小的高风险故障进行重点分析，判断系统安全稳定性以及连锁故障的可能性。
3特高压电网风险对策
3.1强化安全稳定控制措施
安全稳定控制措施是确保特高压电网进行长距离大容量安全传输的有力保证，必须加以规范和强化。对不同故障类型和运行方式的安控措施部署方式以及实施细则进行明确，增加电力系统三道安全防线的协调性和有效性。同时，还需对系统继电保护装置与安全稳定装置进行协调配合，做到系统在大故障工况下仍然可以维持稳定运行。特别的，若遇到无法保持系统稳定运行的工况时可以及时解列脱离大电网，保持孤岛稳定运行。迫不得已时切除送端部分机组和受端部分负荷。
3.2优化网架结构和运行方式
网架是特高压电网系统运行的基础和载体，网架结构的优化能最大限度的降低风险发生概率。因此规划中必须严格以电力系统安全稳定原则为导向，确保 系统在发生N-1故障下的稳定运行。此外，应充分利用特高压电网在交直流协调方面的优势，增强系统协调调控和紧急支援的能力，有效减轻大规模潮流转移带来的风险。
合理的运行方式能有效规避电网运行风险，因此优化现有运行方式十分重要。应充分研究系统在不同检修方式下的安全稳定性和电网对故障的适应性，详细制定系统停电事故恢复预案，增强系统风险反应能力和故障处理能力。同时，还要注意负荷的时间流变性及环境变化的因素，合理设定不同负荷状态下的传输限值，提高系统安全裕度，充分利用系统输电能力。
3.3重视风险管理、加强风险控制工作
特高压电网存在的风险不仅要在规划和运行层面给予重视，更要在日常工作中加强风险管理，做好做细风险控制工作。应建立和完善系统的风险预警管理体系，详细划分特高压电网事故类型与风险等级，全面而充分地制定预防性控制与校正性控制措施。同时健全现有的风险管理制度实现风险管理、控制工作的规范化和常态化。
4结语
我国资源能源中心与经济中心的分布格局决定了建设特高压电网系统的重要性和必要性。然而，鉴于组网规模的进一步扩大和电网结构的复杂，特高压电网存在的运行风险也水涨船高。在今后的工作中，必须深入剖析大电网系统的组成和运行状况，科学分析风险，提出合理降低和规避风险的措施，为电网的安全稳定运行保驾护航。
参考文献：
[1]刘振亚.特高压电网[M].北京：中国经济出版社，2005.
[2]胡扬宇，付红军，张毅明，等.特高压南阳站建成后鄂豫断面电磁环网运行分析[J].电网技术，2011（6）.
[3]易辉，熊幼京.1000kV交流特高压输电线路运行特性分析[J].电网技术，2006（15）.
[4]舒印彪，刘泽洪，袁骏，等.2005年国家电网公司特高压输电论证工作综述[J].电网技术，2006（15）
作者简介：
刘欣亮，男，（1991.09—），陕西勉县人，毕业于华北科技学院，助理工程师，研究方向：输变电方向。
论文作者:刘欣亮
论文发表刊物:《河南电力》2018年21期
论文发表时间:2019/5/22
标签：电网论文; 风险论文; 系统论文; 特高压论文; 故障论文; 稳定论文; 负荷论文; 《河南电力》2018年21期论文;