智能电网在线安全分析在事故处理中的应用方法研究

智能电网在线安全分析在事故处理中的应用方法研究
发表时间：2020-09-25T07:33:40.386Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第13期作者：张亚维
[导读] 在实践当中，可以有效的控制电网的潜在风险，避免事故进一步扩大，值得进行推广和使用。

贵州电网有限责任公司铜仁供电局贵州铜仁 554300
摘要:当前我国电网发展速度逐步加快，电网建设规模进一步扩大，造成电网的运行、控制、管理过程中的难度逐步提高，很多意外事件的出现严重地影响了电网的安全运行，需要合理的进行辅助系统的建设，做好在线安全分析工作，提高事故控制和处理的能力。

本文重点对智能电网在线安全分析在事故处理中的应用方法进行研究，以供参考。

关键词：电力系统;在线安全分析;暂态稳定
1 加强智能电网在线安全分析的价值和意义
由于当前我国基础建设水平逐步提高，电网铺设的范围逐步扩大，某些地区由于雷击、冰冻、雨雪的天气会严重影响电网的运行，导致电网出现跳闸事故。

由于耦合程度逐步增加，电网在遇上恶劣天气时可能会产生极端情况逐步恶化的趋势，因此需要通过在线安全分析的方法来进行实时控制，提高事故的处理能力，节省事故处理时间，从原有对事故后电网运行方式进行调整转变为实时进行电网安全分析决策的科学性调度管理模式，这样可以进一步提高管理的效率，实现智能化管控。

2 智能电网在线安全分析的构建
智能电网在线安全分析的基本框架如下。

在运行的过程中需要快速读取指定时间节点的数据断面或者读取实时数据断面，来抓取数据，并且依照数据分析的结果来进行计算。

在实践当中，基础的智能电网在线安全分析系统主要包含了静态安全分析、电压稳定分析、暂态稳定分析、短路电流分析等[1]
图 1 在线安全稳定分析的主要功能
静态安全稳定分析主要是利用n-1扫描和设备基态扫描对电网在设定时刻是否会出现设备重载或者过载等安全隐患进行分析。

暂态稳定分析功能主要是依照暂态稳定设定的故障集来对电网进行时域仿真计算，并且了解电力系统在受到一定干扰之后是否能够稳定的运行，同步发电机是否能够同步运行到稳态，并且对暂态电压稳定性等进行安全分析。

电压稳定分析主要是依照在线整合潮流数据来进一步对电力系统在受到扰动之后，各负荷节点的状态进行计算分析，判断其是否能够保证电压的正常运行水平。

短路电流分析主要是依照事先设定的电网运行工况对母线在出现单相短路以及三相短路之后的故障电流进行计算，并且与断路器的遮断容量进行比较判断，设备的遮断容量是否符合实际运用的需要。

如果短路电流超过遮断容量或者与断路器遮断容量较为接近，则需要进行预警和管控。

小干扰稳定性主要是对电网在受到小扰动之后的情况进行模拟，分析判断是否会出现非周期性事故或者自发震荡，以便判断其是否能够恢复到起始状态。

小干扰稳定性与设备的控制元件动态元件的特性、网络结构以及运行方式都息息相关，但是和扰动的大小往往没有较大的关系。

稳定裕度评估主要是事先指定在线安全稳定分析，将薄弱断面筛选出，并且确保全系统稳定的条件下，改变负荷和发电的布局，以符合稳定断面的运行要求，最大化的输出功率[2]。

3 事故处理时序和逻辑
依照安全稳定分析的相关要求，快速的定位电网薄弱点，并且与相关的调度组织相结合，展开管理工作。

电网运行过程中主要涉及到变压器、线路、母线断路器等相关设备，通常而言，对事故产生较大影响的为母线跳闸、线路跳闸以及变压器跳闸。

在出现事故之后可以通过在线安全的分析等方式来完成事故扫描，最大化的发现潜在的缺陷和问题对事故进行有效控制，在操
作过程中需要综合化的对在线安全分析系统进行考虑，合理的进行调度需求的研究，并且实现相关的风险控制功能。

出现事故之后，首先需要将事故断面的相关数据截取出来，并且依照在线安全分析校验系统，进行短路电流分析，展开稳定分析、电压稳定分析、静态安全分析等，在完全相关分析之后，判断事故断面是否出现问题，如果没有发现功能模块出现问题，则暂时不进行考虑。

如果发现各功能模块均通过校验，则认定为在线安全分析校验无问题，而后需要依照模块功能合理的进行电网运行策略的调控，在调控后再进行校验，如果校验，仍然不合格，则需要寻找实现功能的方法，对电网进行调整。

这种方式在时间运行过程中，可以逐步优化，调控策略，最终实现整个系统的优化。

4 案例分析
4.1 事故概述
2017年某电网出现双回线路相继跳闸等事故。

当时值班调度员对事故的时间进行了记录，并且将事故出现之后的数据断面，信息全部读取出来，进行分析校验[3]。

6 月1
7 日11:13 CD 一线跳闸，在工作的过程中，出现了两侧均为两套主保护动作，选 AB 相直接跳三相，电网运行时，两侧天气较为正常，没有雷电干扰，均为晴天。

6 月1
7 日12:15 CD 二线跳闸，在工作的过程中，出现了两侧均为两套主保护动作，选 C 相重合不成直跳三相，电网运行时，两侧天气较为正常，没有雷电干扰，均为晴天。

通过基态和 N-1 越限扫描，分析发现在静态安全分析时，总共有517个静态安全分析任务，其中出现越限或重载的校核的结果如下所示。

表1 越限/重载元件统计表
对数据进行分析发现依照越线百分比进行排序，没有发现严重的问题，设备静态安全分析的结果是该方面没有出现问题。

在电压稳定分析过程中。

没有发现电压极限值较低的功能模块，整个系统运行过程中无电压稳定问题[4]。

分析短路电流过程中，总共设定了806个短路电流分析任务，在操作过程中没有出现短路电流越线等问题。

在小干扰稳定分析过程中。

由于机组容量相对较小，在实践当中与电网连接较为紧密，各电气设备之间的距离相对较短，电网可以本地消纳，没有出现弱阻尼现象。

在暂态稳定分析过程中，首先在CD双回线停电的条件下，依照事故区域电网结构的220千伏AC双回线、n1末端单顺重合闸失败暂态稳定分析，在实践当中，没有发现，瞬态失稳故障。

但是在对瞬态曲线进行分析之后发现，某些基础功角曲线逐步呈发散状态，无法保证暂态稳定运行。

对整个区域电网进行分析发现该区域的220千伏负荷主要由电站的1号机和2号机共同提供。

在正常条件下两台设备会共同工作。

因为在CD双回线跳闸条件下再次出现AC双会跳闸，就会导致某些电网的电压负荷主要由某台设备提供，这样会导致系统负荷大幅度增加，出现状态稳定破坏。

4.2 事故处理和优化的方法
为了避免出现这种情况，需要注意合理地进行两台机组的控制，因为1号机的容量为330兆瓦，设定降低该机组的功率，使其设定在165兆瓦，接着再进行AC双回n二暂态稳定分析[5]。

经过暂态稳定分析之后，发现1号发电机功角曲线如下图所示，没有出现发散的情况，再进行静态安全分析、短路电流分析、电压稳定分析等，在校核过程中均没有出现较大的问题，所以该调整符合实际运行要求。

图2 调整后的暂稳发电机功角
结束语
本文主要对在线安全稳定分析，在事故校验和处理当中的方法进行应用，在实践当中，可以有效的控制电网的潜在风险，避免事故进一步扩大，值得进行推广和使用。

参考文献
[1] 孙正明. 基于智能电网调度支持系统的二次设备在线监视与分析系统的研究[D]. 2018(13):131-132.
[2] 杨金刚;石少伟;张海霞;史智萍;王旭冉;何成明;. 电力安全事故应急处置和调查处理条例对冀北电网规划工作的影响分析[C]// 2017年“电子技术应用”智能电网会议. 2017.
[3] 肖盛, 王斐, 唐玮, et al. 智能电网在线安全稳定预警系统研究及应用[J]. 电网与清洁能源, 2016, 32(8): 23-28.
[4] 詹代俊, 杜轶轩. 智能电网调度技术支持系统安全运行应用的研究分析[J]. 科技致富向导, 2013(24): 363-363.
[5] 袁一飞. 浅析智能电网运行中的事故解决措施——以故障信息处理系统为例[J]. 计算机光盘软件与应用, 2014(21): 140-141.。