浅谈电网脆弱性评估方法

王进贤 刘雪

摘 要：目前，电力的发展已经满足不了人们对电力的需求，各国的电力需求都在不断增加。但近些年，我国电网系统经常出现一些问题，这引起了我国电力部门的重视，我国加大了对研究电力系统脆弱性的研究，并取得了研究成果。根据研究的角度和方法不同，对电网脆弱性的评估方法也有一定的差异。该文通过介绍电网脆弱性的研究现状，对电网脆弱性的三种评估方法进行阐述。

关键词：电网脆弱性 评估方法 电网节点 WAMS

中图分类号：M71 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（b）-0029-01

随着现代化水平的进程不断加快，人民生活水平也不断提高，使得用户对电力的需求日益增强。然而，我国是一个人口大国，使得我国的电力负荷过大，电力资源紧缺，加大对电网的建设成为解决我国居民用电的基础。但随着电网结构的越来越复杂，规模也越来越大，保障电力系统的安全运行成为了主要问题。在大力建设电网的同时，电网的脆弱性也在外界因素的影响下慢慢的表现出来了，对整个电网的性能进行评估成为了电网系统的设计中的主要环节。因此，如何有效的分析电网的性能，找出电网的脆弱部分，对于电力部门采取有效的措施并保障电网的正常运行有重要的现实意义。

1 电网脆弱性的研究现状

1.1 电网脆弱性评估理论的研究现状

20世纪70年代，电网脆弱性的概念被首次提出，但没有引起重视。到了20世纪末，当人们再次提出电网脆弱性时，这才引起了重视。对电网的脆弱进行性评估是为了找到电网的脆弱环节，从以往对电力系统的脆弱性的研究来看，按研究角度的不同大致可以分为两大类，即电网的结构脆弱性研究和和电网状态脆弱性研究。电网结构脆弱性研究是基于电网节点来研究电网脆弱性的，而电网状态脆弱性是基于电网的约束条件来研究电网脆弱性的。

1.2 电网脆弱性评估在电网中的应用现状

21世纪初，世界各国开始将电网脆弱性评估作为电力行业的一个重点研究方面，以找出电网的脆弱性环节，从而有效的解决电力系统出现停电事故的问题。我国为提高电力系统的安全运行，对电力系统的脆弱性进行研究，并将研究得到的成果应用到对电网安全性的评估中去，随后对电力系统停电的复杂性和电网结构的脆弱性进行了深入的研究。近些年，我国对电力系统的安全越来越重视，将电网脆弱性研究与电网的安全运行结合在一起，强调了电网脆弱性的评估对电力系统安全运行的重要性，为下一步研究打下了基础。

2 电网脆弱性评估方法和评估指标研究

电网的脆弱性评估关系到电力系统的安全运行，下文笔者主要从三个方面对电网脆弱性进行研究，即电网节点脆弱性、基于概论和WAMS的电网脆弱性评估方法。

2.1 基于电网节点脆弱性的研究

发电厂或变电站在电网结构中相当于一个节点，而且每一个节点上都连有对应的电路。这样就可以通过测量节点的电压值，来判断节点电压是否超过规定值，从而分析电压的不同是否会影响电网的运行。当电网线路发生变化时，都会影响系统的运行，因此，有必要研究电网的脆弱性区域，并可以用电压对电网的灵敏度的影响角度来分析电网电压脆弱性区域。随着居民生活环境和生活水平的不断提高，居民对电能的质量要求也随之提高，导致部门城市的供电能力已满足不了当地居民的要求。通过判断电网频率是否超过波动正常水平，来分析对电能质量的影响，虽然电力企业对电网的频率要求把握很好，但还是有意外情况发生。目前，电网事故很容易影响电网的频率变化，因此，通过电网频率的变化来分析电网脆弱性区域不失为一个方法。

2.2 基于概论的电网脆弱性评估方法的研究

电网事故的发生不可预知，也找不到什么规律，只能采取概论分析方法对其进行预测，该方法是通过计算分析出电网发生事故的概论来测得电网的脆弱性。在我国的很多地区经常发生停电现象，对此可以分析出这是由级联故障导致电网出现脆弱性的原因。当电网的某一区域发生事故时将可以导致级联故障，而这一区域就是电网的脆弱性所在，由此就可以分析出电网脆弱性程度。由于影响电网脆弱性的因素是不确定的，使得评估方法也是不确定的，因此，采用概率方法对电力脆弱性进行评估并制定以风险指标为基础的定量评估方法。由于电网事故的发生具有随机性，事故造成的影响也是不可估计的，因此，可以在研究电网脆弱性时采取概论分析的方法。采用该方法得到的不同数据表示电网的脆弱性不同，由此就可以针对系统的可靠性来评估电网系统的脆弱点。

2.3 基于WAMS的电网脆弱性评估方法的研究

WAMS即广域测量系统，它能够对电网的运行进行实时监测，并具有高速通信、高精度测量和快速反应的特点，对规模比较大的电网系统有着重要的作用。该系统注重对电网运行的数据进行测量和记录，但却不能及时的将记录的信息传输给企业，缺乏对数据的分析功能。然而，在对电网的脆弱性进行评估时，需要对外界或人为因素影响电网的运行变化做出及时的分析，并采取准确有效的计算方式，最后根据测得的数据找出电网的脆弱性所在。因此，如何将电网的各种信息集合在一起，并对这些信息进行分析和整合，成为研究电网脆弱性的重要环节。基于WAMS的电网脆弱性研究步骤为：首先根据WAMS记录的数据判断是否会发生电网故障，然后分析结合WAMS记录的数据分析电网的频率、公角和电压是否趋于正常水平，从而判断电网在哪个区域是比较脆弱的，最后对根据分析得到的电网脆弱区域进行有效的控制保护。同时，用计算机技术对电网脆弱性分析指标进行编程，使其变成一个软件包的形式，并植入到WAMS的系统中，这样就可以开发出评估电网脆弱性的子系统。

3 结语

电力行业的发展关系到我国国民经济水平，电网的安全与人们生活息息相关。一旦电网发生大面积停电事故，将严重影响到人民的生活、社会稳定甚至是国家。随着电力系统的不断发展和规模的扩大，电力已经成为人民日常生活中的重要的一部分，同时，它也是一个国家的经济命脉。电网是基于计算机系统研究的，其系统结构相对比较复杂，这也导致了在电网中容易出现一些问题。因此，在现有技术手段的基础下，研究电网的脆弱性，降低电网事故发生的可能性，对于保障电网系统的安全运行也有一定的现实意义。

参考文献

[1] 严裕程.电力系统的脆弱性与控制[J]. 科技资讯，2006（31）：242-243.

[2] 汤荡之.基于复杂网络理论的电网脆弱性评估[J].黑龙江电力，2011（5）：368-369，373.

[3] 王茂海，徐正山，谢开，等.基于WAMS的系统自然频率特性系数确定方法[J].电力系统自动化，2007（3）：5-18，46.

[4] 郭琪，邓慧琼.一种基于脆弱性指标的电力系统动态安全评估模式[J].青海电力，2006（4）：1-5.