浅析影响电网安全稳定运行的原因及对策
关键词：电网 运行 安全稳定性 对策 分析
内容摘要：随着电网的不断互联和电力市场的逐步实施,电力系统的运行环境更加复杂,对电网的安全稳定运行要求也越来越高。电网的不断发展与创新，对电网安全稳定运行提出了新的要求，现代电力系统规模迅速发展的同时也带来了更多更复杂的安全隐患和稳定问题。研究和应用计算机、通信、电子以及现代控制理论等最新技术和方法,开发和生产各种稳定控制系统及安全自动装置,是电力系统安全运行的迫切要求。本文通过分析电力系统安全稳定性方面存在的问题,总结出了电力系统运行安全稳定性的相关对策。
随着我国经济快速发展和人民生活水平的日益提高,经济和社会发展对能源、包括对电力供应的依赖程度更强,对电力的需求越来越大,对电力系统供电可靠性的要求越来越高。电力系统的安全稳定运行直接关系到国民经济的发展和人民群众的生活。随着电力系统向着高电压、大机组、现代化大电网发展,电力系统的运行方式更复杂,输电距离更远,因此对电力系统的安全稳定运行提出更高的要求。从国内外近年来发生的稳定破坏的重大事故看,电力系统的安全稳定问题始终没有得到很好的解决,已成为电力系统控制和运行的一个极其重要的课题。
1 存在的问题
影响电力系统安全稳定运行的因素极其复杂,涉及到电力系统规划、设计、运行及其自动化水平等问题。有关电力系统的安全稳定性分析方面出现了许多亟待探讨的问题,主要体现在以下方面:
1.1 电力系统中的数据利用。电力系统的数据包括数字仿真数据及系统中各种装置所采集的实测数据,例如管理信息系统、地理信息系统以及各种仿真软件仿真生成的数据。然而工程技术人员通过这些数据所获取的信息量仅仅是全体数据所包含信息量的极少一部分,隐藏在这些数据之后的极有价值的信息是电力系统各种失稳模式、发展规律及内在的联系,对电网调度人员来说,这些信息具有极其重要的参考价值。
1.2 电力系统安全稳定性的评价及控制。由于电力系统的扰动类型极其复杂多样,无法完全预测,调度人员需要更多的专家、更有价值的信息来预测及采取必要的控制措施来保证电力系统的安全稳定运行。这就对安全稳定评估算法的实时性、准确性及智能性提出了挑战。
1.3 县域电网投入不足，设备老旧，较为薄弱，科技含量及自动化水平不高，特别是配电网设备急需改造，自动化水平较低。
1.4 城、农网改造及自然灾害、外部破坏等严重威胁电网安全。
1.5 安全生产管理工作还存在薄弱环节，全员参与意识不强，在电网规划、设计、施工、运行、检修等方面的全过程、全方位管理有待加强。
2 提高电力系统运行安全稳定性的对策研究
为解决上述问题,工程技术人员需要掌握系统可能运行空间所蕴含的规律,并使用不断积累的实测数据直接对系统的安全稳定性进行分析,在这种情况下,单凭人力已无法完成这种数据分析任务,为此, 研究新的智能数据分析方法,更多地用计算机代替人去完成繁琐的计算及推导工作,对提高系统运行的安全稳定性具有重要的意义。
2.1 运用数据仓库技术有效利用电力系统中的大量数据。数据仓库是一种面向主题的、集成的、不可更新的、随时间不断变化的数据集合。它就像信息工厂的心脏,为数据集市提供输入数据,数据挖掘等探索。
数据仓库具有如下四个重要的特点:①面向主题：主题是在一个较高层次上将数据进行综合、归类并进行分析利用的抽象。面向主题的数据组织方式,就是在较高层次上对分析对象的数据的完整、一致的描述,能统一地刻画各个分析对象所涉及的各项数据,以及数据之间的关系。②集成的:由于各种原因,数据仓库的每个主题所对应的数据源在原有的分散数据库中通常会有许多重复和不一致的地方,而且不同联机系统的数据都和不同的应用逻辑绑定,所以数据在进入数据仓库之前必须统一和综合,这一步是数据仓库建设中最关键、最复杂的一步。③不可更新的:与面向应用的事务数据库需要对数据作频繁的插入、更新操作不同，数据仓库中的数据所涉及的操作主要是查询和新数据的导入,一般不进行修改操作。④随时间不断变化的:数据仓库系统必须不断捕捉数据库中变化的数据,并在经过统一集成后装载到数据仓库中。同时,数据仓库中的数据也有存储期限,会随时间变化不断删去旧的数据,只是其数据时限远比操作型环境的要长,操作型系统的时间期限一般是6090天,而数据仓库中数据的时间期限通常是5-10年。
2.2 运用数据挖掘技术挖掘电力系统中潜在的有用信息。数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。
数据挖掘的功能和目标是从数据库中发现隐含的、有意义的知识,它主要具备以下五大功能:①概念描述。概念描述就是对某类对象的内涵进行描述,并概括这类对象的有关特征。概念描述分为特征性描述和区别性描述,前者描述某类对象的共同特征,后者描述不同类对象之间的区别。②关联分析。数据关联是数据库中存在的一类重要的可被发现的知识。若两个或多个变量的取值之间存在某种规律性,就称为关联。关联可分为简单关联、时序关联、因果关联。关联分析的目的是找出数据库中隐藏的关联网。有时并不知道数据库中数据的关联函数,即使知道也是不确定的,因此关联分析生成的规则带有可信度。③聚类。数据库中的记录可被化分为一系列有意义的子集,即聚类。聚类增强了人们对客观现实的认识,是概念描述和偏差分析的先决条件。聚类技术的要点是,在划分对象时不仅考虑对象之间的距离,还要求划分出的类具有某种内涵描述,从而避免了传统技术的某些片面性。④自动预测趋势和行为。数据挖掘技术能够自动在大型数据库中寻找预测性信息,以往需要进行大量手工分析的问题如今可以迅速直接地由数据本身得出结论。⑤偏差检测。数据库中的数据常有一些异常记录,从数据库中检测这些偏差意义重大。偏差包括很多潜在的知识，如分类中的反常实例、不满足规则的特例、观测结果与模型预测值的偏差等。
在电力系统初期,安全控制装置简单、功能单一。随着科学技术的发展,尤其是计算机技术的应用,电力系统中的控制装置也由单一控制措施的就地控制装置发展为多控制措施的区域控制系统,对保证系统稳定运行以及防止事故扩大等发挥了重要作用。但从我国安全稳定控制装置开发应用的经验和教训看,仍然存在着诸如系统安全稳定控制的合理规划配置及有效管理、系统动态分析和数学模型的建立及规范化、稳定控制策略的实时性、控制信号远方传送的可靠性等需要解决的问题。
3 结语
综上所述：随着电力系统的市场化运营,电力系统的运行状态千变万化,潮流的随机性加大,与之相适应的控制措施及策略是电力系统安全稳定运行的保证。通过DPS实现的电力系统安全稳定控制,调度人员可以实时监视、跟踪实际运行中的电力系统,尤其是能够实现对大区域电力系统的实时监视与跟踪,使电力系统的安全稳定控制及时、准确、透明,使之有效和最佳,极大地提高整个电力系统运行的安全性和稳定性。如果建立了数字电力系统,将使电力系统安全稳定控制现状得到显著改善。
参考文献
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[2]韩祯祥,曹一家.电力系统的安全性及防治措施[J].电网技术，2004.
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