淺析影響電網安全穩定運行的原因及對策
關鍵詞：電網 運行 安全穩定性 對策 分析
內容摘要：隨著電網的不斷互聯和電力市場的逐步實施,電力系統的運行環境更加復雜,對電網的安全穩定運行要求也越來越高。電網的不斷發展與創新，對電網安全穩定運行提出了新的要求，現代電力系統規模迅速發展的同時也帶來了更多更復雜的安全隱患和穩定問題。研究和應用計算機、通信、電子以及現代控制理論等最新技術和方法,開發和生產各種穩定控制系統及安全自動裝置,是電力系統安全運行的迫切要求。本文通過分析電力系統安全穩定性方面存在的問題,總結出了電力系統運行安全穩定性的相關對策。
隨著我國經濟快速發展和人民生活水平的日益提高,經濟和社會發展對能源、包括對電力供應的依賴程度更強,對電力的需求越來越大,對電力系統供電可靠性的要求越來越高。電力系統的安全穩定運行直接關系到國民經濟的發展和人民群眾的生活。隨著電力系統向著高電壓、大機組、現代化大電網發展,電力系統的運行方式更復雜,輸電距離更遠,因此對電力系統的安全穩定運行提出更高的要求。從國內外近年來發生的穩定破壞的重大事故看,電力系統的安全穩定問題始終沒有得到很好的解決,已成為電力系統控制和運行的一個極其重要的課題。
1 存在的問題
影響電力系統安全穩定運行的因素極其復雜,涉及到電力系統規劃、設計、運行及其自動化水平等問題。有關電力系統的安全穩定性分析方面出現了許多亟待探討的問題,主要體現在以下方面:
1.1 電力系統中的數據利用。電力系統的數據包括數字仿真數據及系統中各種裝置所采集的實測數據,例如管理信息系統、地理信息系統以及各種仿真軟件仿真生成的數據。然而工程技術人員通過這些數據所獲取的信息量僅僅是全體數據所包含信息量的極少一部分,隱藏在這些數據之后的極有價值的信息是電力系統各種失穩模式、發展規律及內在的聯系,對電網調度人員來說,這些信息具有極其重要的參考價值。
1.2 電力系統安全穩定性的評價及控制。由于電力系統的擾動類型極其復雜多樣,無法完全預測,調度人員需要更多的專家、更有價值的信息來預測及采取必要的控制措施來保證電力系統的安全穩定運行。這就對安全穩定評估算法的實時性、準確性及智能性提出了挑戰。
1.3 縣域電網投入不足，設備老舊，較為薄弱，科技含量及自動化水平不高，特別是配電網設備急需改造，自動化水平較低。
1.4 城、農網改造及自然災害、外部破壞等嚴重威脅電網安全。
1.5 安全生產管理工作還存在薄弱環節，全員參與意識不強，在電網規劃、設計、施工、運行、檢修等方面的全過程、全方位管理有待加強。
2 提高電力系統運行安全穩定性的對策研究
為解決上述問題,工程技術人員需要掌握系統可能運行空間所蘊含的規律,并使用不斷積累的實測數據直接對系統的安全穩定性進行分析,在這種情況下,單憑人力已無法完成這種數據分析任務,為此, 研究新的智能數據分析方法,更多地用計算機代替人去完成繁瑣的計算及推導工作,對提高系統運行的安全穩定性具有重要的意義。
2.1 運用數據倉庫技術有效利用電力系統中的大量數據。數據倉庫是一種面向主題的、集成的、不可更新的、隨時間不斷變化的數據集合。它就像信息工廠的心臟,為數據集市提供輸入數據,數據挖掘等探索。
數據倉庫具有如下四個重要的特點:①面向主題：主題是在一個較高層次上將數據進行綜合、歸類并進行分析利用的抽象。面向主題的數據組織方式,就是在較高層次上對分析對象的數據的完整、一致的描述,能統一地刻畫各個分析對象所涉及的各項數據,以及數據之間的關系。②集成的:由于各種原因,數據倉庫的每個主題所對應的數據源在原有的分散數據庫中通常會有許多重復和不一致的地方,而且不同聯機系統的數據都和不同的應用邏輯綁定,所以數據在進入數據倉庫之前必須統一和綜合,這一步是數據倉庫建設中最關鍵、最復雜的一步。③不可更新的:與面向應用的事務數據庫需要對數據作頻繁的插入、更新操作不同，數據倉庫中的數據所涉及的操作主要是查詢和新數據的導入,一般不進行修改操作。④隨時間不斷變化的:數據倉庫系統必須不斷捕捉數據庫中變化的數據,并在經過統一集成后裝載到數據倉庫中。同時,數據倉庫中的數據也有存儲期限,會隨時間變化不斷刪去舊的數據,只是其數據時限遠比操作型環境的要長,操作型系統的時間期限一般是6090天,而數據倉庫中數據的時間期限通常是5-10年。
2.2 運用數據挖掘技術挖掘電力系統中潛在的有用信息。數據挖掘是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的數據中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程。
數據挖掘的功能和目標是從數據庫中發現隱含的、有意義的知識,它主要具備以下五大功能:①概念描述。概念描述就是對某類對象的內涵進行描述,并概括這類對象的有關特征。概念描述分為特征性描述和區別性描述,前者描述某類對象的共同特征,后者描述不同類對象之間的區別。②關聯分析。數據關聯是數據庫中存在的一類重要的可被發現的知識。若兩個或多個變量的取值之間存在某種規律性,就稱為關聯。關聯可分為簡單關聯、時序關聯、因果關聯。關聯分析的目的是找出數據庫中隱藏的關聯網。有時并不知道數據庫中數據的關聯函數,即使知道也是不確定的,因此關聯分析生成的規則帶有可信度。③聚類。數據庫中的記錄可被化分為一系列有意義的子集,即聚類。聚類增強了人們對客觀現實的認識,是概念描述和偏差分析的先決條件。聚類技術的要點是,在劃分對象時不僅考慮對象之間的距離,還要求劃分出的類具有某種內涵描述,從而避免了傳統技術的某些片面性。④自動預測趨勢和行為。數據挖掘技術能夠自動在大型數據庫中尋找預測性信息,以往需要進行大量手工分析的問題如今可以迅速直接地由數據本身得出結論。⑤偏差檢測。數據庫中的數據常有一些異常記錄,從數據庫中檢測這些偏差意義重大。偏差包括很多潛在的知識，如分類中的反常實例、不滿足規則的特例、觀測結果與模型預測值的偏差等。
在電力系統初期,安全控制裝置簡單、功能單一。隨著科學技術的發展,尤其是計算機技術的應用,電力系統中的控制裝置也由單一控制措施的就地控制裝置發展為多控制措施的區域控制系統,對保證系統穩定運行以及防止事故擴大等發揮了重要作用。但從我國安全穩定控制裝置開發應用的經驗和教訓看,仍然存在著諸如系統安全穩定控制的合理規劃配置及有效管理、系統動態分析和數學模型的建立及規范化、穩定控制策略的實時性、控制信號遠方傳送的可靠性等需要解決的問題。
3 結語
綜上所述：隨著電力系統的市場化運營,電力系統的運行狀態千變萬化,潮流的隨機性加大,與之相適應的控制措施及策略是電力系統安全穩定運行的保證。通過DPS實現的電力系統安全穩定控制,調度人員可以實時監視、跟蹤實際運行中的電力系統,尤其是能夠實現對大區域電力系統的實時監視與跟蹤,使電力系統的安全穩定控制及時、準確、透明,使之有效和最佳,極大地提高整個電力系統運行的安全性和穩定性。如果建立了數字電力系統,將使電力系統安全穩定控制現狀得到顯著改善。
參考文獻
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