電力系統(tǒng)停電風險評估及方法論文
摘要：我國的經(jīng)濟社會不斷發(fā)展，社會生產(chǎn)生活對電力提出了更高的要求。在電力系統(tǒng)的運行中，經(jīng)常會出現(xiàn)電力系統(tǒng)停電風險，阻礙電力的可持續(xù)供應。為了滿足市場的用電需求，電力行業(yè)必須對停電風險進行評估，采取有效的應急舉措，提升電力系統(tǒng)的運行效率。本文將具體探討電力系統(tǒng)停電風險評估指標及方法，希望能為相關人士提供一些參考。
關鍵詞：電力系統(tǒng)；停電風險；評估指標及方法
進入新世紀以來，我國的市場經(jīng)濟持續(xù)繁榮，給我國的電力行業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。電力行業(yè)承擔著重要的供電職能，從某個角度來看，電力系統(tǒng)的正常運轉直接關系著國民經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。
一、電力系統(tǒng)停電風險評估指標
（一）危害因子
我國的經(jīng)濟社會不斷發(fā)展，對電力行業(yè)提出了更高的要求。為了引導電力行業(yè)的健康發(fā)展，避免出現(xiàn)重大電力輸送事故，我國制定了安全事故應急處理條例，并形成了電力系統(tǒng)停電風險評估的技術規(guī)范。以區(qū)域為劃分依據(jù)，可以將我國的電力事故劃分成普通事故、較大事故、嚴重事故三個等級，不同等級的電力事故危害性不同，危害因子也呈現(xiàn)出較大的差異。具體來說，電力事故的危害因子主要包括以下幾項：第一是非常規(guī)電路、第二是停電節(jié)點、第三是聯(lián)鎖故障區(qū)域。
（二）計算方法
為了對電力事故的等級進行劃分，需要掌握有效的危害因子計算方法。以聯(lián)鎖故障區(qū)域為例，許多電力事故都是由聯(lián)鎖要素引起的，因此要把本體危害值和其他要素的危害值聯(lián)系在一起，全面反映電力事故的危害程度。在計算的過程中，需要應用固定的方程式，用故障災難因子除以聯(lián)鎖故障的節(jié)點總數(shù)，以此來得出電力故障的災難度。以相對危害因子為例，一些電力事故是由非常規(guī)危害因子所導致的，在對這些電力事故的災難度進行計算時，需要形成統(tǒng)一的判斷標準。在的難度較小的電力事故可以分成一級事件、二級事件和三級事件，其劃分依據(jù)是節(jié)點的減供負荷值。從這個角度來看，想要對電力系統(tǒng)的停電風險進行評估，必須計算減供負荷值。電力事故的節(jié)點減供負荷量除以全網(wǎng)的減供負荷，就是該次電力事故的相對危害因子，相對危害因子的值越大，電力事故越嚴重，相對危害因子的值越小，電力事故越輕微。在計算主要危害分子和相對危害分子之后，還應該對停電事故的危害分值進行計算，以此提高事故等級判定的精確度。
二、電力系統(tǒng)停電風險評估方法
在計算機系統(tǒng)的停電風險發(fā)生之前，需要對整個系統(tǒng)進行長時間的故障仿真模擬，并利用此種方法來進行故障頻率的有效計算，以及對故障后果進行充分認識。下面以OPA模型為例，進行連鎖故障仿真分析。
（一）故障仿真方法
對于OPA整個模型來說，理論來源比較多，其中最受大眾認可的來源是自組織臨界理論SOC，該模型的根本原理是以負荷化為根本依據(jù)，對電力系統(tǒng)的斷電進行整體分析，并在分析過程中運用了潮流直流的大致計算，這其中包含很多動態(tài)甚至漫動態(tài)的時間影響尺度，而站在快動態(tài)角度來說，它是利用微觀世界來對負荷和線路故障進行真實反映，另外，通過漫動態(tài)中的全部過程來實現(xiàn)對模擬電力系統(tǒng)發(fā)電，能導致負荷水平和線路容量的整體增長。在上述各式中，G是發(fā)電機集合節(jié)點；L是負荷的'集合點，P是電極的輸出動力，Pj是節(jié)點負荷，F(xiàn)是線路中有功的潮流矩陣，B是線路中最大的對角矩陣，A是網(wǎng)絡中電力系統(tǒng)相關聯(lián)的矩陣。O是各個節(jié)點和電壓所形成的矩陣。C是所有發(fā)電機在工作過程中所產(chǎn)生的具體費用，式中以i臺為例，W是相關單位在單位負荷切除后所受到的整體損失。通過對整個過程進行總結，通過實現(xiàn)優(yōu)化目標，使得發(fā)動機的整體費用和負荷之和能夠保持在最小狀態(tài)。通常情況下，W會比ci高出一本分，可以保證目標更好的實現(xiàn)。另外，在優(yōu)化過程中存在幾個約束條件，分別是：功率節(jié)點下的平衡約束、發(fā)電機整體的出力約束，系統(tǒng)中的容量儲存能力約束和最高的切負荷約束。
（二）具體計算流程
根據(jù)對OPA模型分析可以看出，上述所建立的風險評估體系以及故障連孫中制造的仿真計算流程都具有非常高的準確程度，而且在實際工作中也能等到重要應用，通過對各種風險指標的總結和分析。
三、電力系統(tǒng)停電風險評估實例
為驗證本文設計的電力系統(tǒng)停電風險評估方法是否能夠有效完成科學評估電力系統(tǒng)停電風險，本文通過選擇筆者所在地某電網(wǎng)系統(tǒng)為例，在該電網(wǎng)系統(tǒng)當中擁有500kV網(wǎng)架，39機82節(jié)點系統(tǒng)。與此同時，通過仿真分析我們可以得知該電網(wǎng)在5000d以內進行運行的過程當中擁有超過2000次事故的事故集，統(tǒng)一采用歸一化的方式處理事故頻率，通過利用專業(yè)擬合曲線的工具擬合電力系統(tǒng)事故規(guī)模同頻率的曲線，并分別用F和S表示電力系統(tǒng)發(fā)生事故的頻率和損失的負荷量，可以得知二者之間存在明顯的線性關系，而這也意味著電網(wǎng)出現(xiàn)停電事故且事故規(guī)模同頻率冪律之間有著十分緊密的關聯(lián)，依照冪律的基本形式，電力系統(tǒng)在停電之后其損失的負荷頻率將會依次減少。而在對薄弱區(qū)域進行辨識的過程當中，通過運用前文給出的相關公式能夠對各節(jié)點停電風險值進行準確計算，將其按照一定規(guī)律進行排列之后我們可以發(fā)現(xiàn)在該電網(wǎng)當中存在分別存在兩個風險極大和相對比較大的停電區(qū)域，另外還有多個停電風險相對比較小的區(qū)域，而通過后期的比對檢驗之后證明了這一辨識結果的科學性和準確性，這也意味著本文設計的電力系統(tǒng)停電風險評估方法確實能夠有效評估出停電風險。
四、結論
在電力系統(tǒng)的日常運行中，停電問題屢屢發(fā)生，給我國經(jīng)濟帶來了重創(chuàng)。為了降低電力系統(tǒng)的停電風險，必須對風險指標進行評估，并采用現(xiàn)代化的風險評估方法。
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