电网调度运行全过程风险跟踪与动态调控技术

董昌腾

（国网山东省电力公司冠县供电公司，山东聊城，252500）

0 引言

传统电网调度运行中的风险评估及诊断主要是针对某一时期的风险状况采取对应措施，忽视前一调度阶段带来的影响，不能有效反映电网运行过程中的风险水平。针对这一问题，本文加大了对电网调度运行过程性风险跟踪及动态调控技术的研究，通过分析电网调度运行不同阶段的运行特点，提出动态调控技术，能保证电网调度运行处于全面监控状态下，有利于降低电网运行风险，确保供电可靠性。

1 风险跟踪及动态调控体系

1.1 风险跟踪方法

图1 总体流程示意图

通常来讲，调度运行时间间隔越长，则系统会面临更多风险因素，容易加大风险控制难度。在电网运行过程中，其内外部运行条件会发生变化，故障预测信息逐步完善，能保证风险跟踪及动态调控的有效性和精准化，在保证电力系统供电安全性方面有重要意义。另外，中短期调度时期产生的组合信息将作为日前调度时期的数据导入，注重前一调度阶段对之后阶段的影响。为了准确监测电网调度运行不断变化的风险信息，本文提出了以下的电力系统过程性风险跟踪及调控技术流程图。

表1 故障概率定级标准

本文提到的中短期、日前及日内等多个调度阶段的风险信息采集和风险控制方法存在一定差异，但是风险跟踪体系是相同的，都采用风险辨识、评估和定级的监测方法。在风险源辨识方面，是指根据风险源信息以及设备停运模型来得到设备停运率，确定电力系统运行时存在的风险问题[1]。不同运行阶段关注风险信息的重点不同，需要根据各阶段的电力调度特点选用相应的分析模型，从而得到准确的风险监测结果。在风险评估环节，要预测故障发生后产生的后果，确定电网调度运行风险指标。进行预测故障下配电网的潮流计算，从而判断线路以及电力设备是否存在过载风险。在风险定级方面，主要是按照相关的定级原则，将风险指标转变成多个风险等级。为了更好掌握风险水平，通常利用故障概率等级和产生的后果来确定风险等级，具有定级依据如表1所示。

1.2 中短期调度

首先，在风险源信息收集方面，由于这一调度阶段的时间间隔较大，得到的风险预测信息相对粗糙，得到的信息主要是长时间不发生变化的信息，包括灾害预报、线路传输功率等。提前得到这些风险预测信息，是这一时期实施风险跟踪的重要意义。在信息支持下，可进一步设计动态调控方法，当监测到高风险信息时，要采取适当的动态调控方法来进行中短期电力调度规划的优化调整，以便保证系统供电有效性。本文主要利用调度风险的组合模型进行机组组合优化设计，使得中短期调度方案能有效防范风险，真正做到对电网调度运行风险的把控。

1.3 日前调度

进行日前调度计划调整时，要充分利用风险源信息。日前调度时间跨度为24h，主要目的在于确定后续的机组供电计划，确保电力系统供电量满足用户实际需求。一般来讲，日前调度可收集到较为精准的负荷监测数据以及设备运行状态等信息，这些信息可通过风险跟踪获得并为调度方案的制定提供参考依据。实际制定调度计划时，要建立起考虑灾害预报及设备性能等参数的故障分析模型，具体分析故障变化时造成的电网调度风险变化原理，以便针对风险产生原因进行调度的优化设计，为后续的风险管理提供有利条件。在动态调整方法选择上，如果日前调度阶段的风险跟踪监测到高风险信息时，应主要采取动态调整方法来进行这一阶段的系统供电计划调整，以便保证系统运行可靠性。本文主要利用以运行风险为基础的潮流模型进行调度计划优化设计，在已经确定的满足风险防范条件的机组组合基础上，优化调整已有的机组出力计划，进一步提高电力系统运行效益和风险防控能力，为电网系统正常运行提供保障。

1.4 日内实时调度

日内实时调度指的是针对未来1小时或15分钟的电网运行状况进行调度，主要目的在于确保电网实时功率符合既定标准，能保证系统供电过程的顺利进行。在日内实时调度时期，风险跟踪得到的风险预警信息较为准确，并且能及时获取电力设备运行状态信息，利用上述信息，不仅计算得到设备故障概率，还能识别出故障发生可能性较高的设备，以便做好对应的防控措施[2]。另外，利用实时的系统运行状态监测信息，能及时发现处于高危状态的设备，例如，变压器过载和线路阻塞等现象，可通过分析设备状态信息有较好掌握，通过及时解决系统内故障设备来保证供电稳定性。当风险跟踪监测出在高风险信息时，要采取动态调控方法进行机组日内实时调度时期的调度计划调整，保证调度计划有效落实到电网运行过程中。对高故障发生率的电力设备与危险较高的设备来讲，针对它们引起的风险问题要采取针对性调控方法。

2 应用案例

2.1 中短期调度

本文主要以某个电力调度周期为例，具体分析中短期调度及日前调度的风险跟踪及动态调控结果，进而说明电网调度运行过程中风险跟踪及调度调整的有效性。首先在中短期调度方面，以某直流特高压工程为例，当这一线路产生功率波动时，将对该地区电网正常运行带来一定影响。将线路中传输功率的波动变化看作是风险源，当传输功率降低15%时，如果不能及时采取调度措施，将导致区域电网出现1200MW的功率缺口，多个变电站处于母线电压较低的状态，会加大电网运行风险。在调度措施选择上，为了加大对功率波动带来风险的控制，应采用基于风险的中短期机组组合模型，尽可能使供电装置处于开机状态，从而弥补功率波动造成的功率缺口。

2.2 日前调度

从日前调度阶段的风险跟踪结果来看，灾害预报显示次日会有台风经过聊城市部分区域，导致周围地区遭遇强降雨[3]。这种天气情况下，使得区域内多个500kV变电站处于强降雨范围内，容易造成线路和设备损坏等。根据基于降雨以及设备运行状态的线路故障发生可能性模型，可观察到设备故障率较高，其对应的线路为主要风险源。结合线路运行实际情况和线路潮流计算结果，可进一步得出故障产生原因和风险等级。为了有效防范这一故障问题，主要借助最优潮流模型，进行机组出力组合的优化调整，是提高电力系统供电水平的关键。通过增加周边机组的出力，可达到电力供需平衡的目的。同时降低由于线路故障带来的风险，可保证系统安全运行。另外，在日内实时调度方面。由风险跟踪结果得出存在有的线路负载率较高，设备运行时面临较大风险，要采取紧急控制措施。根据预测故障下的电网运行分析及潮流计算，能进一步得到风险问题造成的后果，主要体现在通道受阻方面。实施动态调控措施时，在已经确定的机组组合计划基础上，合理调节部分机组处理，以便达到系统运行目标。

3 结论

电网调度运行过程中的风险跟踪及动态调控技术的使用，能为电网运行可靠性提供保障。这一技术主要采取风险辨别、评估和定级的跟踪方法，以便及时发现电网系统运行出现的风险问题，为调度工作有效开展提供有效的风险信息，从而保证电力调度满足设备用电需求。并且在动态调控技术作用下，可结合系统运行情况采取相应的调度措施，有利于降低电网运行风险水平，体现出重要的现实意义。