电网运行风险评估及管控研究

高雅洁赵 洲（. 国网冀北张家口供电公司 . 国网新源张家口风光储示范电站有限公司）

电网运行风险评估及管控研究

高雅洁1赵 洲2
（1. 国网冀北张家口供电公司 2. 国网新源张家口风光储示范电站有限公司）

摘 要：电网运行风险管控体系的应用研究，对于现代电力传输中安全调度的意义不言而喻，而对于设备状态评价研究和风险评估领域的探究是电网运行风险管控体系的应用研究的基础，更是其重中之重。本文分析了电力设备状态评价研究、风险评估领域研究与电网运行风险管控体系的分析在现代电力的应用。

关键词：电网运行；风险研究；电力；应用；风险评估

0　引言

风险研究以及管控研究在国内外已经有了广泛的应用，特别是在国家的战略领域方面。现代电力的应用对于国家的稳定与安全有着重要的作用，风险研究以及管控研究对于现代电力的应用也越来越重要，现在已初步形成了研究体系。

由于电力传输过程中的不稳定因素太多，并且有很多不确定因素，所以电力运行风险研究以及管控研究能够极大地减少电力运行的安全隐患，减少生产生活中因为电力运行不安全因素造成的经济损失。

IBM公司、中国南方电网公司等对于电网运行风险研究以及管控研究应用都有了实质的进展，对电力的安全与智能传输应用起到了重要作用。

1　电网设备重要度评估与排序方法研究

1.1 相关模型简介

很多电力事故表明，电网运行过程中依然存在很多薄弱环节，再加上电网运行中的不确定因素较多，所以管控识别薄弱设备，消除在薄弱系统上存在的问题而造成的电力安全事故是风险评估与管控的意义所在。

1.1.1 三状态天气模型

电力系统设备暴露在户外环境下，所以用三状态天气模型反映天气对于电力设备的影响式中，λavg为元件年平均故障率；Pn为正常天气稳态概率；Pa为恶劣天气稳态概率；Pm为极端恶劣天气稳态概率；Fb为不良天气下设备发生故障的概率；Fm为不良天气下，极端恶劣天气的概率。

若设备存在正常和故障状态，则在Δt时间段内，设备发生故障的次数可以近似地用泊松分布表示，t0时刻正常，t0+Δt时间内出现故障可以表示为式中，λi为元件年故障率；Δt为时间间隔。

所以，可以得出在t0+Δt时刻，某一故障的概率为式中，E为这一事故发生下，电力系统的状态；D为出现故障的设备；U为出现故障的设备。

1.1.2 风险追踪模型

风险追踪模型要遵循以下原则：

1）失效责任原则。主要是说明某一设备出现故障时，如果其他设备因为这个设备损坏，或者未工作，则其他设备造成的问题也按这个设备出现问题考虑。

2）责任分配原则。系统中所有设备均是相同地位，不考虑设备的主次差别，一旦设备损坏，即按照一个设备处理。

式（6）为单个元件对系统风险的影响大小，可以通过量化得出。

2　电网运行风险评估及管控系统设计

2.1 电网运行风险评估及管控系统介绍

现有电网所提供的功能不能满足现有需求，为了可以让电力调度在运行上和控制上能够更加得心应手，电网运行风险评估及管控应运而生。它能够评估与管控在电力调度方面产生的风险，对于现在用电安全有很重要的意义，可以很大程度上将外部环境对于电力调度过程中产生的问题在调度前进行评估时加以分析和解决。完善在电力调度过程中存在的问题，使我们在用电安全与智能管控上更进一步。

2.2 电网运行风险评估及管控系统工作流程

电网运行风险评估及管控系统应用于实际供电系统中，必须保证系统的实用性，为电力调度中风险评估与管控把关，使电力调度中出现的问题可以最大化地减少。主要包含以下流程：

风险识别。风险识别是风险评估与管控的前提条件，能够识别电力调度过程中的风险，这样能够很大程度地避免调度过程中的风险，然后加以控制。所以风险识别是电网运行风险评估及管控系统工作的基础。

风险评估。风险评估主要分为分析评估、评级预警、分析风险场景和风险源等。

1）分析评估主要是对识别出的风险进行初步分析，以便将分析的结果分类，这样能够解决实际问题，对后面的评级预警起到很重要的作用。

2）评级预警在分析评估的基础上，对电网运行中所产生的实际问题进行分级，以便能够根据问题的大小，制定切实可行的解决方案，避免人力和物质的浪费，是智能化管控电网运行的重要步骤。

3）分析风险场景与风险源，这样能够从根本上解决电力运行过程中的问题，为制定解决方案与实际调度过程决策阶段提供参考，从源头上控制与减少电力调度前的风险，这对于电网铺设前的设计与决策有重要的作用。

风险控制。在对风险进行评级与分析过风险场景与风险源后，可以以此为根据进行理论上的风险控制与解决问题方案的分析研究，在控制风险时，以避免为主，对风险进行控制，如果避免风险成本大于解决风险产生的问题，则制定相应的预警方案，解决方案。

决策。在完成以上环节后，可以根据实际需要，优化减小风险源，修订计划，然后对整体方案进行决策，分析整体方案的实际成本与风险成本，制定切实可行的方案。

2.3 电网运行风险评估及管控系统软件框架设计

设计电网运行风险评估及管控系统软件是本项工作中最重要的因素，这对于风险评估的实现与管控有着重要的意义，

设计电网运行风险评估及管控系统软件要基于实际应用出发，符合自动化与智能化的趋势，实现功能化与实用化。

SOA框架是一种软件体系结构，具有很多优点，能够很好地实现电网运行风险评估及管控系统的要求，将软件功能模块化设计，结构简单，方便标准化与统一化的管理优化，易于维护管理。

2.4 电网运行风险评估及管控系统功能设计

电网运行风险评估及管控系统主要是为在电网运行时进行风险识别、风险评估和风险场景以及风险源的确定，同时能够对供电进行调控和控制，这样就需要在满足以上条件的同时，在自动化和智能化上有较高的程度，对电网运行风险进行识别评估，并跟踪定位。自动化与智能化也是现代电网运行的趋势，能够很大程度上实现自动调控，提高工作效率。

要实现以上功能，就需要做好风险信息的整合与风险规则知识库的定制工作。

风险信息的整合与风险规则知识库的定制有利于对风险信息进行记录与分析，以便于进行控制与解决，同时还能为电网进行优化提供参考，为以后电网运行风险评估及管控系统的设计与优化做基础。

3　风险评估及管控系统的实现与作用

3.1 数据源与数据管理

根据系统信息收集模块收集的风险数据，与已知风险数据的输入，对数据进行整合分析与管理。主要包括实时数据、历史数据。

实时数据：在对电网运行风险评估及管控系统应用的过程中，实际发生与分析风险源产生的数据。

历史数据：对于电网运行风险评估及管控系统应用时，对实时信息储存，整合分析后产生的数据。

在对实时数据与历史数据进行分析与整合之后，通过一定的分析归纳，利用数学模型的方法，可以通过图形与表格的方式表现出来，这样有利于对风险源进行综合分析，从而优化软件的整合流程。

将以上实时数据、历史数据以及整合出的图形数据表格统一整理在电网运行风险评估及管控系统的平台上，利于提取分析和利用，提高工作效率。

3.2 风险评估及管控系统的系统应用功能

电网运行风险评估及管控系统的系统应用功能主要由信息采集、风险识别、风险分析、风险识别、风险控制、风险源跟踪等模块组成。

信息采集：根据电网运行风险评估及管控系统使用过程中运行信息进行采集和储存，为风险识别提供数据。

风险识别：对信息采集过程中采集到的数据进行分析识别，对能够造成设备损坏，或者系统不能正常工作的信息进行识别，为风险分析做铺垫。

风险分析：对风险识别环节识别到的风险进行分析，分析设备损坏造成的原因，或者系统不能正常工作的原因，并进行分级。

风险源跟踪：对造成损坏或者不能正常工作的设备进行跟踪。

风险控制：对分级风险提供相应的措施进行控制，对追踪到的不能正常工作的设备进行提醒与预警，以便采取不同的措施进行完善和修复。

3.3 风险评估及管控系统数据库设计

电网运行过程中产生大量的数据信息，在对信息进行处理后，需要设计一个完整的数据库，确保能够方便地提取数据和分析数据，这也是对系统进行优化所必要的。在数据库进行设计时，要保证数据库能够随时快速运行，以便系统能够快速读取与处理，保证电网运行风险评估及管控系统的流畅性。数据库中的数据可以按需求分为基础数据、输入数据、输出数据、规则数据等。

3.4 风险评估及管控系统人机界面的设计

在电网运行风险评估及管控系统人机界面设计时，应满足简单、一体化的人机界面。主要包括网页界面与桌面程序界面。

1）网页界面：网页界面应该支持在电网运行风险评估及管控系统中全部的外在功能，方便操作。在对风险进行评估时，输入数据操作简单，画面明了，输出数据全面。同时易于对系统进行系数设置，还易于维护。

2）桌面程序界面：桌面程序应该易于进行登录和对系统用户进行管理。

4　结束语

现代电力运行的现代化与智能化是一种发展趋势，从研究意义上来说，对于我国乃至世界都有很重要的意义。随着我国科学技术的发展，我国对于电网运行风险评估及管控的研究现状较之前取得了很大的进步，在电网运行风险评估及管控对于现代智能化、自动化电网控制运行的利用上也迈出了坚实的步伐，但不可否认的是，我国对于电网运行风险评估及管控的研究相比较于发达国家还有很大的差距。

本文主要从电网运行风险评估及管控的研究意义，以及对电网运行风险评估及管控系统的设计与应用出发，利用三状态天气模型以及风险追踪模型，说明电网运行风险评估及管控的工作原理。通过对信息采集、风险识别、风险分析、风险识别、风险控制、风险源跟踪等模块的功能介绍阐述了电网运行风险评估及管控的工作流程。

电网运行风险评估及管控的研究对于未来电网的安全与智能化有着重要的意义，数据的采集，软件的开发都对未来电网运行风险评估及管控的研究有着重要的意义。

参考文献

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收稿日期：（2015-06-01）