在线安全分析系统在电网中的应用

张 炜，刘路登，栾喜臣，丁 超，彭 伟

（国网安徽省电力有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引 言

近年来，电网的大范围使用与规模的逐步扩大，使电网的构建越发呈现复杂化与多元化的特性。特别值得一提的是风电、光伏等新型资源的引进与应用，使得电网在运转方式上、控制模式上迎来了更多的机遇与挑战，并且也给电网的安全性与稳定性造成了影响。在线安全分析系统是电网安全性评估的关键，要构建科学、有效的安全分析系统，才能够对电网的安全风险进行有效分析，从而形成正确、科学的安全性评估。基于电网安全风险的评估方式，一般是依照风险评测的整体目的，将电网的特性进行融合，将和整体目的有着密切联系的因素作为评估的指标。这可以在电网实质中体现与安全风险有联系的因素，不仅能够从宏观的方向认识电网的整体安全风险，而且可以微观的通过电网内部各个指标进行细致化的分析，从而指出电网系统中存在的问题，进而改善电网的风险，完善电网安全性的评估结果[1]。

1 传统离线方式电网稳定分析的不足

1.1 电网测算成果较为保守

因为电网离线模式是采取较为有针对性的形式综合考量电网中的各个环节的运转情况，但是在现实的运转过程中，电网暂时无法达成预想的最坏情况，所以导致了电网实际测算数值和现实运转情况相分离，安全裕度还有较大的空间，测算的数据较为保守。

1.2 电网研究的时效性相对较差

电网离线测算都是由电网安全控制工作人员依照维修方案、不良环境影响电网运转等情况对其采取预想障碍的离线测算，并且在电网接入形式有了较为大型的转变时，就要求电网安全工作人员对障碍进行重复性的测算，所以电网安全工作人员不能对现阶段的电网运转情况进行及时的研究，也不能实时的发现并处理电网的不安全因素，在测算现阶段电网的障碍上，测算成功严重缺失实效性。

1.3 电网管控形式以及措施较为简化

电网离线测算主要是对电网N-1、N-2的形式进行测算，通过测算的结果再提供管控的建议和实时的方案，并为电网安全控制工作人员的管理提供理论基础。但是一旦电网发生事故或者障碍，电网安全控制工作人员只能依照以往的事故经验以及维修方案采取相应的控制手段，不能精确地实时掌握电网障碍点以及事故的原因，还是要通过电网安全控制工作人员进行详细的测算才能提供科学合理的有效方案，所以在电网的管控方案上严重缺失时效性，严重阻碍了电网事故处理的成果和效率[2]。

1.4 不能满足电网经济运转需求

离线测算确定的断面等安全限值只是满足电网安全性能和稳定性能，从而留有充分的备用裕度，因此减少了电网在现实运转中的输出力度，导致了电网经济运转的效率较低，和现实的输出电量需要不一致。

2 在线分析基础数据

调度部门电网测算数值是可以依照使用的种类进行分类，可以分为在线数值和离线数值等。在线数值体现的是电网的现实运转状况，可将我国发电厂、变电站等地方机构的实际数值进行精确的分析，并能够清楚地掌控各个地区的电网运转状况。离线数值是体现较为整体性的电网构架、电网设施、电网数值等，可以对其进行细致化的分析，如表1所示[3]。

3 在线安全稳定分析的构架

在线安全分析系统是智能化电网技术应用的核心内容，主要是经过整体电网设施数据、电网实时数值反馈，从而达到电网7个类型的计算功能；及时检测电网的运转动态，在发现电网漏洞或者不安全因素时提出合理化的行之有效的解决办法。在线安全分析系统是可以分为两个方面，第一个方面是实时态方面，第二个方面是分析态方面。实时态方面是指对电网的7个核算类型进行测算，15 min一次，在线实时追踪电网现阶段的使用情况，达到电网安全性与稳定性的及时控制。分析态方面是指由电网控制工作人员自行选取要分析的数值，采取在线或是离线的方式对电网进行分析，并精确测算电网数值，为电网控制的工作人员提供了精确的数据，并可以及时监控到电网的使用情况[4]。

表1 电网在线数据源与离线数据特点对比

4 在线安全稳定分析的功能

4.1 数据整合

采用接收状态评估提供的电网实际运转的数值、静态模块的数值以及方式测算提供的电网动态模块数值，通过各个环节数值的集合、分析以及研究，计算生成在线分析应用所需要的计算数据，再经过测算形成在线安全分析系统需求的稳定数值，从而组成较为科学精确的电网运转情况，为各个环节的安全性研究提供理论数值基础[5]。

4.2 静态安全分析

静态安全分析主要是指针对现阶段电网运转的状况，将电网中的所有元件采取静态N-1开启、断开亦或是根据设想的障碍集中进行开断潮流分析，以确定在一定条件下的过载、越限设备，并提供相应的控制策略，以保障N-1开启断开之后的电流不受越限的影响。

4.3 暂态稳定分析

暂态稳定分析包含了3个方面，其能够评估系统的各个环节的安全性能与稳定性能，再有计划性的对失稳故障或故障后阻尼比较低故障给出相应辅助措施。

4.4 电压稳定分析

电压稳定分析是指在电网正常运转的情况下，按照设想的方案以及工作人员提供的断面数值、电网各个设施动态数值，使各个环节都能够保持在科学合理的用电范围内，也是电网安全稳定评估系统中的核心内容。

4.5 扰动稳定分析

主要分析电网遭到小扰动后，在自行检测以及管控设施的联合控制下，维持电网运转稳定的作用，评估断面电流的动态安全稳定。

5 结 论

随着国家电网的迅猛发展，现阶段的我国电网已经向着以区域电网为基础的高压力交直流互联的方向转变。在线安全分析系统是电网系统安全最重要也是核心的组成部分，电网安全风险评估数值的科学性和精确性，对电网系统的安全性与使用的稳定性有着促进的作用。因此，要对在线安全分析系统的整体有着较为深层次的分析，还要对电网稳定性有着科学正确的认识，以进行电网安全风险数值的获取工作。