摘要：目前，随着我国的快速发展，国内的传统电网调度运行风险评估和控制方法只关注某一个调度阶段内的风险状况，忽略前一个调度阶段对后续阶段的影响，无法综合反映调度运行全过程的风险水平，也无法提供适应调度运行全过程风险控制的措施。为了解决当前调度运行风险评估和控制方法的不足，针对调度运行最典型的3个阶段(中短期、日前和日内实时)，提出一种电网调度运行全过程风险跟踪与动态调控技术，能够对电网调度运行风险进行全程监控和深度防御，降低电网运行的风险水平，提高电力系统的供电可靠性。
关键词：电网调度；运行全过程；风险跟踪；动态调控技术
引言
传统的电网调度运行风险评估和控制方法只关注某一个调度阶段内的风险状况，忽略前一个调度阶段对后续阶段的影响，无法综合反映调度运行全过程的风险水平，也无法提供适应调度运行全过程风险控制的措施。为了解决当前调度运行风险评估和控制方法的不足，针对调度运行最典型的3个阶段(中短期、日前和日内实时)，提出一种电网调度运行全过程风险跟踪与动态调控技术，能够对电网调度运行风险进行全程监控和深度防御，降低电网运行的风险水平，提高电力系统的供电可靠性。
1全过程风险跟踪与动态调控体系
1.1风险跟踪方法
风险源辨识指利用风险源信息(内部风险源信息、外部风险源信息等)和设备停运模型，计算出设备停运率，从而辨识出电网调度运行中的风险源的过程。不同调度阶段对风险源信息的关注点各不相同，采用的设备停运模型也各有侧重，最后得到的风险源辨识结果也体现每个调度阶段的关注重点。风险评估是对预想故障下系统运行状态进行分析，以及评估它们的后果，得到风险指标的过程。首先选择系统失效状态并计算它们的概率。有多种选择系统状态的方法：状态枚举、蒙特卡罗模拟和N-k等。接着是电网拓扑分析，根据预想故障下的电网拓扑，评估系统是否存在电网解列、厂站或重要用户全停风险。
1.2中短期调度
风险源信息由于中短期调度阶段时间跨度较长，获取的预测信息较粗糙，所以此阶段的风险源信息主要是较长时间内相对固定的信息，如交直流特高压线路的传输功率、中短期灾害预报、电厂煤情水情等。事先评估交直流特高压线路传输功率波动(包括极端情况下的断供)、中短期灾害预报、电厂煤情水情等风险源信息可能给电网中短期运行带来的风险，预警高风险场景，是中短期调度风险跟踪的主要目的。动态调控方法当中短期调度风险跟踪发现高风险场景时，需要采用动态调控方法对原中短期调度计划进行调整。本文采用基于风险的机组组合模型(RBUC)对中短期机组组合进行优化，动态调整机组启停计划，使得中短期机组组合满足风险约束，实现对电网中短期调度运行的风险感知和把控。
1.3日前调度
风险源信息日前调度的时间跨度是24h，其目的是确定次日的机组出力计划。通常，日前调度时能够获取较为准确的负荷预测数据、气象(灾害)预报信息、设备状态信息，而这些信息正是日前调度阶段所关注的风险源信息。建立能够考虑气象(灾害)预报和设备状态影响下的设备故障模型，分析其演变过程导致电网调度运行风险变化的机理和潜在规律，实现日前调度的风险源辨识，为日前调度的风险跟踪和动态调控奠定基础。动态调控方法当日前调度风险跟踪发现高风险场景时，需要采用动态调控方法对原日前机组出力计划进行调整。本文采用基于风险的最优潮流模型(ＲBOPF)对日前机组出力计划进行优化，以中短期调度阶段确定的满足风险约束的机组组合为基础，调整日前机组出力计划，使得机组出力计划满足风险和经济安全约束，实现机组出力计划的最优调整。
2应用实例
本文提出的电网调度运行全过程风险跟踪与动态调控技术对调度运行全过程(中短期、日前、日内实时)进行风险跟踪和动态调控，各个调度阶段的风险信息和调控措施相互协同，从而保证调度运行全过程的风险水平得到有效控制，提高电网运行的可靠性。该技术已经在国网浙江省电力公司调控中心得到初步应用。本文选取某电网大负荷运行方式，将无关算例分析的双回线去重合并后，浙江北部电网的简化接线图如图1所示。下面以某一个调度周期为例，介绍中短期调度、日前调度、日内实时调度的风险跟踪与动态调控结果，从而说明本文所提的电网调度运行全过程风险跟踪与动态调控技术的有效性。
2.1中短期调度
2.1.1风险跟踪结果。
灵绍直流特高压工程起于宁夏银川境内灵州换流站，止于浙江绍兴境内绍兴换流站，输电容量达8000MW，是浙江省内重要的直流特高压线路。当灵绍直流线路出现功率波动时，会给浙江省乃至华东地区电网造成较大影响。以灵绍直流传输功率波动作为风险源，当灵绍直流传输功率下降15%时，若不采取措施，浙江电网将出现1200MW的有功功率缺口，多个500kV变电站出现母线低电压情况，风险等级为2级，处于紧急状态。
图1浙江北部电网接线图
2.1.2动态调控措施。
为了降低由于灵绍直流传输功率波动引起的风险，采用中短期调度的基于风险的机组组合模型，调整机组启停计划，让更多机组处于开机状态，以填补灵绍直流功率波动引起的功率缺口。中短期调度动态调控措施如表1所示。
表1中短期调度动态调控措施
2.2日前调度
根据气象(灾害)预报，次日将会有台风从浙江省宁波市的象山县、宁海县海域附近经过，周围地区将遭遇强降雨。连接象山县境内500kV乌沙山电厂和宁海县境内500kV宁海变电站的乌宁5425线和乌海5426线处于强降雨中心范围内，并且乌宁5425线设备状态不佳，计划下个月检修。根据考虑降雨和设备状态影响的输电线路故障率模型，乌宁5425线的故障率达到8%，属于高故障率设备。因此辨识出日前调度的风险源，即乌宁5425线故障。根据风险评估中的预想故障下电网拓扑分析和潮流计算，得到乌宁5425线故障引起的风险结果。由于乌宁5425线故障，乌沙山厂的电能无法送出到宁海变，导致乌沙山厂失出力，同时宁海变的高压母线低电压，风险等级为3级。
2.3日内实时调度
2.3.1风险跟踪结果。
根据实时的设备状态监测信息，发现晓芦4Ｒ16线的负载率达到1.1，属于高危险设备，需要紧急控制。根据风险评估中的预想故障下电网拓扑分析和潮流计算。晓芦4R16线故障后，芦江变受电通道受阻，导致芦江变220kV正母线低电压，风险等级为4级。
2.3.2动态调控措施。
为了降低晓芦4R16线的潮流水平，在日前调度阶段确定的机组出力计划基础上，采用拥塞控制模型，调整部分发电机出力。芦江变由六横电厂和台塑电厂提供电力，处于芦江变和六横电厂输电通道上的晓芦4R16线出现拥塞情况时，通过减少六横电厂的出力以及增加台塑电厂的出力，保证电力供需平衡的同时，有效地降低了晓芦4R16线的拥塞情况，降低电网风险水平。
结语
本文针对调度运行的最典型的3个过程(中短期、日前和日内实时)，提出了一种电网调度运行全过程风险跟踪与动态调控技术。该技术采用风险源辨识－风险评估－风险定级的风险跟踪方法，对电网调度运行全过程的风险进行跟踪，在每个调度过程为调度人员提供完整的风险信息。该技术考虑了前一个调度阶段对后续阶段的影响，采用基于风险的机组组合模型、基于风险的最优潮流模型和拥塞控制方法，分别对中短期、日前、日内实时阶段进行动态调控，从而降低电网调度运行全过程的风险水平，有效地提高电网运行的安全性和可靠性。
参考文献:
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[2]蒋程，刘文霞，张建华.含电池储能风电场的电力系统风险评估[J].电网技术，2017，38(8)：2087-2094.
［3］杨以涵，张东英，马骞，等．大电网安全防御体系的基础研究［J］．电网技术，2016，28(9):23-27．
论文作者:史航
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：风险论文; 电网论文; 中短期论文; 机组论文; 动态论文; 日前论文; 阶段论文; 《电力设备》2018年第19期论文;