电力系统安全预警评估指标与应用

电力系统安全预警评估指标与应用

【摘 要】电力系统中的多种内外部因素都会影响到电力系统的安全和稳定，某些突发事件很可能破坏电力系统的运行安全，导致系统故障或者系统不稳定，因为引起大面积停电等事故。因此，对电力系统安全预警评估指标进行分析研究，了解电力系统运行过程中的各种安全隐患，并采取有效的措施预防和防范风险，有助于保障电力系统的安全稳定运行。本文对电力系统安全预警评估指标与应用进行了研究和探讨，以此为维护电力系统安全提供参考。

【关键词】电力系统；安全预警；评估指标

1 引言

随着我国社会经济的快速发展，电力行业的规模也在不断扩大。电力系统的安全稳定运行与我们的日常生活息息相关，电力部门应该从电力系统规划、运行等方面采取积极有效的措施，以此维护电力系统的运行安全与稳定。电力系统中的多种内外部因素都会影响到电力系统的安全和稳定，某些突发事件很可能破坏电力系统的运行安全，导致系统故障或者系统不稳定，因为引起大面积停电等事故。随着我国联合电力企业数量的不断增加，电力系统的结构及其运行方式变得越来越复杂，尤其是大功率远距离输电线路的出现，在很大程度上增加了电力系统安全事故的概率。研究表明，电力系统中的大部分事故都与稳定性遭到破坏有关。因此，研究和分析影响电力系统安全的因素，并采取必要的措施进行防范，是提高电力系统运行安全稳定的必要途径。本文对电力系统安全预警评估指标与应用进行了研究和探讨。

2 电力系统中的安全预警评估指标分析

计算电力系统某段时间内系统中出现超负荷、低电压和运行不稳定等事件的指标，就称作电力系统的安全预警评估指标。风险是电力系统运行中客观存在的状态，具有不确定性和不可预见性。电力系统由于受到某些因素的干扰，对正常运行过程带来了不利的影响，很可能出现停电、失稳等事故。对电力系统中可能存在的风险进行定量分析和评估，可以有效了解风险的严重性和可能性。

在电力系统发生事故后各母线的电压会发生相应的变化，进而影响到整个电力系统的供电质量，低电压发生的概率满足多维正态分布。低电压指标可以反映事故发生后，电力系统各母线节点上电压下降的程度，以及造成危害的程度。过负荷风险评估指标主要针对系统中的每一条线路，让我们了解事故发生后每个线路上的电压过负荷情况。电压失稳指标可以反映系统电压失稳风险值的大小，不同的风险评估指标有其对应的分析函数。电力系统中一般结合风险评估的原理并综合运用风险概率函数，以此计算出电力系统中低电压、过负荷和电压失稳风险指标等。

对电力系统进行安全评估后得出相应的评价指标，这些指标具有特异性、非线性以及绝对性的特点，并且含有一些不确定性的因素，给安全级别的判断带来一定的难度。为了方便在安全评估后判断风险的级别，以此得出需要的指标，可以使用五种不同的颜色代表低电压的五个等级。其中系统功率严重不稳定为红色，系统功率出现不稳定为橙色，系统电压质量问题为黄色，系统电压正常为蓝色，系统负荷偏低为绿色。

3 电力系统运行状态下的仿真分析

3.0 电力系统中安全区间的确定

本文根据电力系统风险评估体系，对某电网中的节点系统进行安全预警分析。本次研

究中运用短期负荷预测的方法对未来一天内的电压负荷增长进行预测，然后运用泊松分布理论进行折算。在确定电力系统的故障和了解运行参数后，可以选择发电计划和电压负荷预测进行时间断面分析，相关计算结果的指标区间为[0，10]，根据定量分析的方法计算出相应的安全区间。计算结果见下表1所示。该表中系统的总体低电压用IV表示，系统的总体过负荷量用IL表示，系统的电压失稳风险指标用II表示，系统电压水平用UAVE表示，其中SM表示负荷裕度。

表1 三种指标统计表

总负荷/GW IV UAVE IL PAVE II SM

16.1 4.0029 0.948 4.0521 1.005 4.4628 0.0421

16.2 6.7524 0.946 4.5196 1.107 6.7580 0.0218

16.3 7.6123 0.944 5.2641 1.124 7.2417 0.0084

16.4 8.1698 0.941 6.5473 1.135 8.5061 0.0001

3.2 电力系统运行状态仿真分析

在确定电力系统的当前运行参数后，对系统故障进行预测，可以计算出系统运行量、运行状态和安全边界距离等风险指标。具体计算结果见下表2所示。以下表中的15：00为例，通过计算和分析后，可以看出电力系统在受到预想故障的干扰后，会迅速做出应急反应，将安全等级标注为红色。与12：00相比，电力系统的运行风险显著提高，风险指标和安全边界的距离缩短，其中低电压指标和过负荷指标均超出正常标准。

表2 三个时间点的风险指标统计

时间 指标 运行量 与安全边界距离 运行状态

IV=1.062 UAVE=1.003 2.356

10：00 IL=3.168 PAVE=0.875 1.324 正常状态

II=2.419 SM=0.056 6.097

IV=2.163 UAVE=0.932 1.852

12：00 IL=4.521 PAVE=1.165 不安全 警戒状态

II=5.538 SM=0.031 2.857

IV=7.487 UAVE=0.948 不安全

15：00 IL=4.659 PAVE=1.205 不安全 紧急状态

II=6.102 SM=0.024 2.387

4 结语

从风险指标评估的角度对电力系统进行全面的安全预警评估，可以定量分析电力系统的运行状态，并根据风险指标评估的结果，采取有针对性的措施降低并防范电力系统的运

行风险，以此让电力系统恢复到正常运行状态。

参考文献：

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