电力系统运行可靠性最优控制研究

电力系统运行可靠性最优控制研究

摘要：电力是我国的支柱产业，电能是最主要的能源，无论是国家的建设发展，企业的日常运营，还是人们的工作生活都离不开电能。我国电网覆盖面积广，相

关的检修工作人员较少，因此电力运行存在很大的安全风险，针对这一情况，必

须加强电力系统运行安全的管理，提高相关技术。下面就分析影响电力运行的因素，提出合理化建议，保证对电力系统可靠性的最优控制。

关键词：电力系统；运行可靠性；最优控制

如果设备质量不过关，管理工作不到位，电力系统运行中很容易发生故障，例如线路、

电缆容出现短路、电火花问题，电气设备出现故障。因此企业在经营管理中，工作人员必须

加强线路的监督检查，增加电网检查人员数量，缓解检查工作的压力，扩大电网检查覆盖面，实现对电力系统运行可靠性最优控制，为我国的经济发展、城市建设提供可靠的电能。

1分析影响电力系统运行可靠性因素

1.1电力设备出现故障

通过多年的实践研究得知，电力设备故障、线路问题、外力破坏是三个重要的影响因素。对于设备故障而言，电力系统是由不同设备、元件所组成的，要求其在规定的环境中，特点

的时间范围内，完成相应的功能，保证电力系统运行正常。但是由于电力系统运行复杂，天

气状况不同，在运行中会出现不同的故障，严重时发生火灾，直接导致大面积停电，人们无

法正常工作和生活。如果电压达不到要求，机械设备就不能正常运行，如果网损情况继续恶化，电力设备在电能方面就会有非常大的损耗，浪费很多国家电能。

1.2线路发生故障

我国电网已经覆盖全国，一般大中城市电力设施配套比较完善，小城镇、乡村由于比较

偏僻，电网设施不完善，而且这一地区检修人员较少，因此容易发生故障。很多线路所处环

境比较复杂，长期暴露在野外，例如线路在零下30度的环境，或者在零上30度的环境，线

路穿越高山等，一旦发生故障，为后期的检修也提出较大挑战。当长期得不到保养和检修时，线路外的绝缘皮老化，导致漏电，进而酿成更严重的事故。

1.3分析外力破坏

在乡村和城乡结合的位置，由于其地理位置的特殊性，同时也由于国家电力资金投入的

问题，导致这部分电网中自动化水平不高，这样无论是在突发事故的有效处理方面，还是日

常的巡检工作上，都会造成效率低下，出现问题的概率比较大。除此之外，由于缺乏相关的

警示牌，在一些特殊路段，容易发生交通事故，直接影响配电线路安全，例如车辆撞上路旁

电线杆，由于线路、设备没有必要的避雷针，导致在阴天下雨的时候，线路设备遭到雷击。

在现代社会发展中，大城市都使用了智能化的管理系统，而这些地区却和智能化脱轨，技术

人员在对电能分配以及负荷控制中，不能保证电压的稳定性，因此增加了电网运行的风险和

成本。

2分析评估电力运行可靠性的方法

在当前对电力系统可靠性评价中主要有两种方法，解析法和后果分析法，对于解析的评

价方法而言，通过系统结构，以及各个元件之间的联系，构建系统的可靠性模型，在此基础上，在解析过程中应用的可靠性指标，通过数值对比就可以得到。其有清楚的物理概念，模

型构建也有很好的精度。但是在实践应用中也要面临一些新问题[1]，导致计算难度增大，评

价工作不能顺利进行。对于故障模式的后果分析法而言，可以有效解决电力系统运行中的可

靠性问题。通常情况下这两种方法都可以在辐射状配电系统中应用。但是在实际使用中，如

果拓扑结构比较复杂，使用这种方法操作会更加复杂，针对这一情况电力部门采取了有效的

措施进行处理。对这一方法加以改进，电力系统运行稳定性评价中，必须对故障后果进行总结，电网计算指标进行分析，在此基础上，操作中对不同故障进行模拟，然后对事件进行预想，对负荷相应的情况进行转移分析。

3分析电力系统运行可靠性最优控技术

3.1分析可靠性指标的具体内容

通常情况下在分析电力系统运行可靠性的时候，利用切负荷指标进行度量评价，对于切

负荷指标而言，其是一个重要的衡量电力运行可靠性的指标，其在输电规划、电源规划中发

挥着重要的作用。电力系统正常运行中，不仅要考虑系统的节能和电量供应，还要时刻监视

系统运行状态。另一方面，为了找到电力系统的薄弱环节，还要对系统功率不平衡指标、母

线电压超限指标、线路过负载指标进行监视，再根据工作经验，建立了电力系统运行可靠性

指标体系。在该体系中的可靠性指标中，主要包括概率指标、电量不足期望指标、安全状态

下的概率指标[2]。

3.2对可靠性模型的分析

在对相关指标进行计算时精度必须保持，否者影响后续的分析，在此基础上，还应该提

高计算速度，保证工作效率，保证整个工作实时完成，确保电力系统实时都处于安全状态。

一般电力人员使用直流潮流方式分析电力系统中的潮流情况，建立可靠性控制模型的时候，

对电压、无功等约束条件进行忽视，此控制模型包括控制标量、目标函数以及约束条件。

3.3对电气元件可靠性模型的分析

在电力系统中元件是其重要组成部分，如果电气元件出现故障，直接影响电力系统运行

的可靠性，不同元件出现故障都是随机的，但是都直接影响系统的正常运行。针对这一情况，相关部门必须对电力系统进行最优控制。为了达到这一目标，对系统中不同电气元件做好可

靠性模拟建模，在短时间内考验系统运行能力，在此过程中是否发生故障，如果发生故障，

检测设备会系统记录其参数，进而对不同元件的可靠性进行评价分析，当前建模方式有元件

瞬时概率，其可以全面对元件进行描述，综合评价元件的可靠性，为其正式使用作出数据依

据[3]。

3.4分析计算可靠性的方法和具体实施

对电力系统进行评估的时候，评估内容包括对元件可靠性模型进行确定，对系统运行状

态进行选择，对计算的可靠性指标情况进行分析，对运行后果可靠性指标进行分析。这些内

容都非常重要，是以后决策的依据。对计算可靠性指标和运行后果时都使用动态潮流分析法，选择系统运行状态的时候，可以使用快速排序法，确定排序规律时使用状态概率法。为了实

现运行可靠性的分析，当使用数学方式分析时，其是一个约束规划问题，其具有随机约束条

件的特点，只有在很好置信水平上才能成功。通过对有关文献的分析，以及对实践情况的了解，对系统中的随机机会进行规划时，当使用遗传的可靠性算法时，其计算精确度会更高，

因此推荐使用这种方法。

总结：通过以上对电力系统运行可靠性最优控制研究，必须选择好合适的可靠性指标，

其是最终得到电力系统可靠的准确依据，如果选择指标内容不合理，分析中产生的作用就有限。然后进行模型的建立，最后保证计算的准确性。电力事业不仅关系到国计民生，同时也

是我国经济发展的支柱产业，因此对这些工作必须予以重视，对电力系统运行可靠性进行最

优控制。

参考文献

[1]陈宇,吴俊鹏.电力系统运行可靠性最优控制研究[J].中国高新技术企业, 2015(31):26-27.

[2]王明玥,文艳晖,龚光辉.电力系统运行可靠性及其最优控制研究[J].通讯世界,2014(19):56-57.

[3]计鹿飞.基于半Markov决策过程的智能电网储能调峰的最优控制[D].合肥工业大

学,2014.36(1):91-93.