电网在线稳定监视的有力工具——考虑合理安全原则的电网在线传输极限算法

电网在线稳定监视的有力工具
——考虑合理安全原则的电网在线传输极限算法

中国经济多年高速增长，以及在可以预见的将来仍保持较高的增长速度，形成了对能源、电力的强烈需求。规模日益庞大的电力网络在中国的能源利用体系中占有重要的地位。为保障输电安全，在线监视和预警系统正逐步在电网推广。在线传输极限计算是其中非常复杂，且意义重大的功能，其目的是不断给出电网当前主要联络断面的传输功率的极限值，为调度操作提供指导。该值过低，不利于发挥输配电设备的能力，过高会带来较大的安全风险。为提高在线传输极限计算的性能和效益，中国电力科学研究院组织专家团队进行了深入的研究，并取得令人瞩目的成果。

该研究内容来源于国家重点基础研究发展计划项目（973项目）“提高大型互联电网运行可靠性的基础研究”项目中的第四子课题“大型互联电网在线运行可靠性评估、预警和决策支持系统”（课题编号：2004CB217904）和国家电网公司资助项目“电力系统动态安全评估与预警系统”，在《中国电机工程学报》（Proceedings of the CSEE）2010年8月第30卷22期的论文《考虑合理安全原则的大型互联电网在线传输极限计算》中得到了全面阐述。

计算传输极限的方法是找出电网在被研究时段，使断面传输极限功率增加的变化方式，并按断面功率增加值的大小逐一校核这些运行方式的稳定性。当某一运行方式不再能满足稳定要求时，说明断面极限已经达到。由于电力系统的状况及其运动轨迹不能精确预知。不管离线计算还是在线计算，都不可能穷尽所有的运行方式并给出结论，只能用有限的运行方式代表被研究时段电力系统的所有变化轨迹，这导致了传输极限难以同时满足安全和效率需求。该文提出的合理安全原则较好地解决了上述矛盾。该原则指出：在线传输极限计算过程应该反映电网的特征和生产需求（合理性）；计算结果必须有足够的保守性以保证实际出现的运行方式安全（安全性）。

在合理性原则的实现过程中，该文综合了电网的网架结构、传输极限的有效时段、其他断面对被研究断面的影响以及电网的安全特征等因素，给出了最大限度反映电网特征和计算需求的方法。

安全性原则的实现基于对各种不同稳定形式的考察。计算中采用在满足合理性原则的前提下，对所有稳定形式最易失去稳定的方向调节断面功率。由此获得确定传输极限的运行方式组合集。

用这种方式挑选运行方式巧妙地在经济和安全性之间获得平衡，该方法一方面用合理性原则剔除了对传输极限计算没有实质影响的因素，抓住了决定断面功率增长的主要电网特征，使分析计算简化、合理。另一方面，用安全性原则保证只要电网不发生异常，断面实际流过的功率不超过计算值，则该功率能安全地传输，给调度员以清晰的指导。

该文所提出的方法已经在中国国家电网调度中心以及多个网、省调度中心获得应用，产生了良好的经济效益和社会效益。