基于D5000系统的电网运行安全风险在线防控探究

基于D5000系统的电网运行安全风险在线防控探究

摘要：本文探究了智能电网调度技术支持系统（D5000系统）进行电网运行安全风险在线防控的相关问题。

关键词：D5000系统；电网运行；安全；在线；风险防控

本文认为探究基于D5000系统的运行安全风险在线防控问题，能够推进基于

风险进行电网运行控制决策工作的开展。分析了电网运行安全风险在线防控需求

和D5000系统能够提供的基础，提出了基于D5000系统实现风险在线评估和风险在线防控辅助决策的技术方案。

一、电网运行安全风险在线防控需求浅谈

电网运行安全风险在线防控，根据当前的电网运行方式和运行环境，确定电

网故障的概率；分析电网故障造成的影响，评估电网运行的安全风险；针对风险

不可接受的情况，提供控制措施建议，使事故影响程度不超出预期范围，降低风

险水平。基于目前已有的在线安全稳定分析技术的应用基础，为了实现电网运行

安全风险在线防控，对基础信息和分析决策支持功能有新的要求。

1.1电网故障概率确定的基础信息

电网运行的外部自然环境、设备健康状态、设备的地理位置和设计参数，是

影响电网故障的形态、位置和概率的因素，需要依靠这几类基础信息，确定电网

故障概率。

1.2分析决策支持功能

需要新增的分析决策支持功能有三项：电网故障概率在线评估，电网运行安

全风险在线评估，电网运行安全风险在线控制辅助决策。

1.2.1电网故障概率在线评估。电网故障概率在线评估结果，为电网运行安全风险在线评估和风险在线控制辅助决策提供关键性的输入信息，故障概率的准确性、故障信息的详细程度，对风险评估和控制决策结果的可信度有很大影响，应

随着基础信息的状况和设备故障概率模型水平的不断改进，逐步改善电网故障概

率评估结果，从而提升风险防控决策支持能力。

1.2.2电网运行安全风险在线评估。基于当前电网运行方式，对预想故障影响电网安全稳定运行的情况进行分析，将这种影响情况用危害性后果进行量化描述，结合在线评估的电网故障概率信息，得到故障影响电网运行安全风险值，从而实

现电网运行安全风险在线评估。从安全稳定评估转变为风险评估，安全稳定分析

是基础，选择合适的危害性后果类型，将安全稳定分析评估结果转化为量化的危

害性后果，是进行电网运行安全风险评估的关键。通过电网运行安全风险在线评估，将安全稳定预警转变为安全风险预警。

1.2.3电网运行安全风险在线控制辅助决策。针对电网运行安全风险不可接受的情况，在可调控的措施范围内，识别出性价比高的控制措施，使电网故障导致

的电网运行安全风险在可接受范围内，或降低风险水平，实现电网运行安全风险

的在线控制辅助决策支持。与安全稳定在线控制辅助决策比较，电网运行安全风

险在线控制辅助决策的特点是：约束条件不再是安全稳定裕度满足要求，而是风

险值在可接受范围；控制效果不再是安全稳定裕度增大，而是风险值降低；衡量

控制措施性能优劣的不再是控制代价对安全稳定裕度变化的灵敏度，而是控制代

价对风险值变化的灵敏度。

二、D5000系统提供的基础分析

D5000系统在基础平台、基础信息和分析决策支持等三个方面能够为电网运

2.1基础平台

D5000系统的基础平台负责为各类应用的开发、运行和管理提供通用的技术

支撑。电网运行安全风险在线防范作为应用，可以依托D5000系统的统一基础平台，充分应用其提供的数据管理、信息传输与交换和公共服务等方面的技术资源，建立开发环境、集成环境、运行环境和维护环境。另外，并行计算管理具有管理

节点服务、计算节点服务、平台通信和计算管理接口等功能，可为电网故障概率

在线评估、电网运行安全风险在线评估和电网运行安全风险在线控制辅助决策等

分析计算提供高效的计算服务支持。

2.2基础信息

在线安全稳定分析与调度运行辅助决策应用是D5000系统必备的应用之一，

实现该应用需要的基础数据，包括电网运行数据、一次和二设备模型与参数、安

全稳定考核标准以及候选控制措施等种类，可以直接为电网运行安全风险在线防

控所用。辅助监测应用属于实时监控与预警类应用，该应用包括气象监测分析和

雷电监测等功能。根据D5000系统的系列标准，气象监测分析和雷电监测功能能

够满足以下要求：

2.2.1气象监测分析功能。以气象部门等外部数据源为基础，结合电力自动气象站信息，对电网安全运行有影响的灾害性天气进行监视，完成电网有关的气象

分析和预警，向电网实时监控与智能告警应用提供预警信息，包括灾害性天气、

区域电网故障预警信息等。

2.2.2雷电监测功能。主要功能包括雷电监测及告警、雷电定位、雷电统计分析。电网雷击活动告警能实时自动分析输电线路周围雷电活动发生情况，计算出

线路雷击风险级别，对高雷击危险的输电线路发出雷击告警信息，能实时提供区

域短时雷电活动告警信息，提供当前雷电活动的区域名称。

电网运行安全风险在线防控应用通过气象监测分析功能和雷电监测功能获取

上述信息，从而初步具有实现电网故障概率在线评估需要的、最基本的外部自然

环境信息。

2.3分析决策支持

2.3.1电网运行安全风险在线评估的基础。D5000系统中的在线安全稳定分析

应用包括静态安全分析和暂态安全稳定分析等功能，通过在线监测电网运行情况，分析电网运行的安全稳定程度，从而发现安全稳定隐患，给出预警信息。在线安

全稳定分析应用能对预想故障下电网安全稳定性进行定量评估，即以量化的安全

稳定裕度指标表征电网安全稳定运行受预想故障影响的程度，从安全稳定水平降

低的角度体现预想故障对电网运行造成的危害。因此，在线安全稳定分析应用可

为进行电网运行安全风险在线评估提供预想故障的危害性后果评估信息。

2.3.2电网运行安全风险在线控制辅助决策的基础。D5000系统中的预防控制

辅助决策根据安全稳定分析结果，针对安全稳定隐患，确定能够改善系统安全稳

定性的调节对象集，以控制代价最小为目标，以调整后满足潮流方程和各类安全

稳定要求作为约束，提出满足系统安全稳定要求、调节量和调整代价综合最优的

调节方案。

*

该方法按式（1）对每一个候选控制措施计算控制性能指标，计算的控制性

能指标综合反映可控措施对安全稳定裕度的影响情况、控制措施的经济代价。

根据电网运行安全风险防控的要求，计算风险控制性能指标，借鉴基于静态

和暂态安全稳定模式的大电网在线预防控制方法搜索控制措施的步骤，可以实现