联合电网（共4篇）
联合电网 篇1
0 引言
随着国内经济的快速发展, 电力工业的规模不断增大。一些省级电力调度中心的工作负荷近年来大幅度增加。为了从根本上减轻调度员的工作量, 使调度员从日常繁琐的操作工作集中到对系统安全的管理上来, 适当下放一些设备和线路的调度权到下级调度机构是值得考虑的重要措施之一。系统中某一部分的调度权是否适于下放和这部分系统的网络结构密切相关。例如, 相对于环网结构, 呈辐射状结构的部分系统的调度权更容易进行下放。
对于调度权的下放问题, 一些省级调度机构做过一些讨论和分析, 但到目前为止, 没有系统的研究工作报道。在此背景下, 本文对这一问题进行探讨。
首先提出了反映电网结构是否适于调度权下放的一些评价指标。之后, 运用层次分析法和熵权决策理论对电网结构进行综合评价。层次分析法[1] (Analytic Hierarchy Process, 简记AHP) 是一种多准则决策方法, 其不需要实际样本数据, 适用范围较广, 但由于其只是根据专家经验来确定权重的, 主观性比较强。另一方面, 熵权决策理论[2]则是通过首先计算熵权, 之后根据熵权值的大小来对评价对象的优劣做出排序的一种方法。熵权决策法适用于只有判断矩阵而没有专家权重的情况。
对于与调度权下放相关的电网结构的适宜性评价问题, 专家经验和客观数据同时存在。基于这样的背景, 本文联合采用AHP和熵权决策理论来解决这一问题。由AHP确定主观权重, 用熵权方法获得客观权重, 最后由熵权决策理论得出最后结果。此方法把主观和客观评价相结合, 可以得到合理的结果。最后, 以实际算例对所提出的方法做了说明。
1 电网结构评价指标体系构建
科学、合理的电网结构指标体系构建, 需要能全方位、多视角地体现电网结构, 能准确度量各种电网结构对于调度权下放的适应性, 进而为调度权下放研究奠定基础。指标选取要遵循系统性、科学性、客观性、实用性原则[3]。根据以上原则, 并参照《电力系统安全稳定导则》、《输电网安全性评价 (试行) 》等规章制度, 这里构建了包括一个一级指标、五个二级指标、六个三级指标的指标体系。如图1所示。
1.1 清晰性
电网结构越清晰, 就越适合将调度权下放。清晰性是一个比较模糊的概念, 可以定义不同的描述指标。这里引入复杂网络理论中的“网络平均度”的概念[4]。所谓节点度就是与该节点相连的边树。网络平均度则为所有节点度的平均值。网络平均度反映了网络中线路和节点之间的联系关系。网络平均度越小, 表明线路和节点之间的联系越不复杂, 清晰性越好。网络平均度的计算公式为:
其中, D为网络平均度, ki为某节点i的度, N为网络中节点数量。
1.2 灵活性
电网结构越灵活, 也即不同运行方式之间的转换越方便, 就越适合将调度权下放。灵活性也是一个比较模糊的概念, 可以定义不同的描述指标。这里用“不同运行状态之间转换的总操作次数”来描述灵活性, 总操作次数越少则至少一定程度上表明电网结构越灵活。
1.3 可靠性
电网是由线路、变压器等各种电力设备组成的。因此, 这些设备的可靠性决定了所研究的部分系统的可靠性。这里, 分别用“变压器强迫停运率”、“线路可用系数”、“断路器的正确动作率”和“继电保护的故障率”来表示相关的可靠性指标。各个指标的具体计算公式和解释见参考文献[5]。由单台设备的可靠性指标, 按照参考文献[6]中提到的计算公式, 可以得到串并联系统的总体可靠性指标值。
1.4 安全性
安全性无疑也是考察电网结构的重要因素。当所研究的电网部分没有电源时, 可以用简单的指标来描述安全性。用母线电压偏移大小和线路有功功率越限程度两个指标来描述安全性。虽然母线电压在一定偏移程度内运行是允许的, 但偏移程度越小, 越接近额定电压, 系统安全性越高。而功率越限程度则为实际功率和额定功率差值与额定功率的比值。
电压偏移的计算公式为:
其中, Vo为电压实际值, VN为电压额定值。
1.5 经济性
经济性也是考虑调度权下放的一个因素, 尽管相对而言是次要的。对于局部电网而言, 经济性指标可以用其有功网损率来描述。
在确定了上述评价指标之后, 下面运用AHP和熵权决策理论就不同的电网结构对调度权下放的适宜性进行综合评价。
2 层次分析法和熵权决策理论概述
AHP是由美国匹兹堡大学教授T.L.Satty于1977年提出的一种多准则决策方法[7]。该方法具有以定性与定量相结合处理各种决策因素的特点, 且灵活、简洁, 因而迅速在社会、经济等领域中得到比较广泛的应用[8]。其主要步骤包括:确定判断矩阵, 两两比较判断矩阵中各元素之间的相对重要性, 对评价指标赋值。然而, 由于在该方法中只能通过两两比较的方式确定判断矩阵, 即指标不能转化为具有某种量纲的数值, 因而必须用自然语言来描述不同指标的重要程度, 这不便于定量分析。具体到电网结构, 因为各个指标都是有确切数值的, 故AHP方法不适合处理这些指标。
熵权决策理论[9]是基于熵权的一种多目标决策方法。传统的熵权决策理论只是应用熵权法得到客观权重, 然后计算理想点和偏离度, 通过偏离度的大小对各个待评价对象做出优劣顺序排序。此方法对客观数据的依赖度大, 不能很好地体现人的主观思想, 因此本文将AHP和熵权决策理论结合起来, 既能体现人的主观思想又能很好地利用客观数据, 通过实例可以看出这种方法和实践结合的效果是令人满意的。
3 基于AHP和熵权决策理论的电网结构评价
3.1 AHP确定主观权重
3.1.1 形成判断矩阵
对于某一级指标要求得主观权重, 首先要形成判断矩阵。以可靠性的四个三级指标为例来具体说明判断矩阵形成的一般过程。
首先请专家根据经验对可靠性的四个指标进行两两比较, 比较的依据是表1所示的1-9标度表[10]。
注:2、4、6、8表示相邻标度中值
依据表1, 再根据专家对各个指标两两比较的结果可以形成如下的判断矩阵。
其中aij表示两个指标相互比较的结果, 且ail=1, aij=1/aji。例如a12=3, 就表示指标“变压器可靠性”比指标“线路可靠性”稍微重要。
与表1相对应, 这里建立的电网结构评价判断矩阵共有三个, 即可靠性判断矩阵、安全性判断矩阵和二级指标综合判断矩阵。
3.1.2 一致性校验和主观权重形成
当矩阵Hm×m中的任意元素ail、alj和aij满足aij=ail×alj (i, j, l=1, 2, …, m) 时, 称该矩阵具有一致性。对于一致性矩阵, 可以通过求解其最大特征根对应的特征向量来求得各指标的权重。对于不一致情况, 需要对判断矩阵进行调整, 使之满足一致性要求。具体的调整方法见参考文献[11], 因篇幅所限, 这里不赘述。
当矩阵Hm×m满足一致性校验时, 则取其对应于最大特征根mλ的特征向量[w1, w2, …, wm]作为权重系数, 且。特征向量即为所求的主观权重。
3.2 考虑综合权重的熵权决策理论
在介绍熵权决策理论前, 首先介绍一下熵和熵权的概念。
3.2.1 熵和熵权
熵的概念最初产生于热力学, 是法国物理学家K.Clausius在1854年提出的, 用来描述运动过程的一个不可逆现象[9]。后来在信息论中用熵来表示系统的紊乱程度, 是系统的不确定性或无序状态的量度。下面具体介绍熵和熵权的基本概念和性质。
现在考虑一个评估问题, 设有m个评估指标, n个评价对象, 按照定性和定量相结合的原则取得多对对象关于多指标的评价矩阵R'。
式中, r'ij为第j个评价对象在指标i上的值。由于R'中元素r'ij的单位和性质有可能不同, 故单纯地把R'中元素r'ij放在一起是没有什么意义的, 故需要标准化。标准化公式为:
式中, I1为收益性指标;I2为损失型指标;I3为越接近某一固定值ri越好的指标。按上面的公式对R'做标准化处理后就可以得到标准化矩阵R, R= (rij) m×n。由R矩阵可以得到评价指标的熵和熵权。定义第i个评价指标的熵为:
式中, , k=1/lnn。并且假定, 当fij=0时, fijlnfij=0。j=1n
定义第i个指标的熵权ωi为:
由上面的公式可以看出, 指标的熵越大, 其对应的熵权越小, 表示该指标越不重要;同时各被评价对象在指标i上的值完全相同时, 熵值达到最大1, 熵权为零。这也意味着该指标向决策者未提供任何有用信息, 该指标可以考虑被取消。下面在熵和熵权的基础上介绍基于AHP和熵权法的熵权决策理论。
3.2.2 考虑综合权重的熵权决策
基于AHP和熵权法的熵权决策理论的主要步骤如下:
(1) 首先根据电网结构指标由专家形成第i级指标的判断矩阵Ui, 由上面介绍的AHP方法求得第i级指标的主观权重向量Wi。
(2) 假定具有n个待评估的电网结构, 第i级指标个数为m, 则各电网结构关于各评价指标的评价矩阵为R', 对R'中元素按式 (3) ~ (5) 做标准化处理后可得到:
由式 (6) 、 (7) 求出各个指标的熵和熵权, 把得到的熵权值作为客观权重wi。
在得到主观权重Wi和客观权重wi后可以得到综合权重λi。其中λi中元素:
(3) 加综合权重λi规格化属性矩阵为:
(4) 求理想点。定义理想点和负理想点分别为由所有指标的最好值和最差值组成向量。这样, A的理想点P为:
式中, pi=max{aijj=1, 2, …, n;i=1, 2, …, m}。j
由于对所有指标的属性值都进行了标准化处理, 故负理想点P0为零点。
(5) 被评价对象到理想点P的距离为:
被评价对象与理想点的偏离度为:
式中, Tj∈[0, 1]。
(6) 根据算出的Tj值对各被评电网结构排序 (低值优先) , 若Tj值相等, 则以dj加以区分 (低值优先) 。
(7) 在算出了第i级指标的Tj后, 把Tj值作为上一级指标的值, 然后再利用上面的步骤重新计算, 得出各个评价方案的最后优劣排序。
下面以具体实例说明基于AHP和熵权法的熵权决策理论在电网结构评价中的应用。
4 算例分析
以具体算例来说明提出的算法模型。假设有六种电网结构, 他们对应于各个指标的模拟值如表2所示。
4.1 可靠性和安全性指标评价
首先要对指标可靠性和安全性进行评价, 在此基础上才能进行总体评价。
以可靠性为例来说明评价过程, 安全性可以以同样步骤得到。可靠性评价的具体步骤如下:
(1) 对可靠性的四个三级指标进行评估。邀请电力系统的专家给出三级指标的判断矩阵U3。
由上面介绍的AHP可以求得各个指标的主观权重W1, W1=[0.466, 0.161, 0.277, 0.096]T。
代入式 (1) 、 (2) 可知, 满足一致性校验。 (2) 由表2可以得到可靠性评价矩阵R1。
(3) 由式 (2) ~ (15) , 利用MATLAB软件可以求得最后可靠性指标的熵权值ω1及偏离度T1为:
把三级指标的偏离度T1作为上一级即第二级指标可靠性的数据, 与其他指标的数据相结合进行高一级的评判。
利用上面同样的方法和步骤, 可以得到安全性指标的偏离度T2为:
4.2 电网结构综合评价
把可靠性和安全性指标的偏离度作为上一级指标的数据进行最后的综合评价。由表2中数据以及算得的T1、T2, 可以得到最后的电网结构评价矩阵R:
由R可以得最后的偏离度T为:
由T可以得到六种电网结构相对于调度权下放的优劣程度依次为:
结构一>结构二>结构五>结构四>结构六>结构三
因此, 结构一是最适合进行调度权下放的电网结构, 结构二也可以适当进行调度权的下放, 而结构六、结构三则最不适合进行调度权的下放, 如果下放, 有可能会对整个电网结构的安全运行造成影响。
5 结语
本文运用层次分析法和熵权决策理论对电网结构进行了基于调度权下放的安全性评价, 把主观认识和客观数据结合起来, 使得最后的结果具有说服力。在进行实际调度权下放时, 应该首先对辐射状电网结构进行下放, 不但因为辐射状电网结构清晰, 而且在发生故障时, 不会对整个电力系统造成大的影响。从上面结果来看, 结构一清晰性最好, 度很小, 接近辐射状, 可靠性也比较好, 因此结果和实际是相吻合的。虽然是在理论上进行了阐述, 但也可以作为实践指导, 指导电力系统调度方面的运行, 从而有效地减少调度员的操作量, 提高了调度员的工作效率。
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联合电网 篇2
摘要：作为电网的核心部门，电网调度是保障电网安全运行的基础。为此研究了电力系统安全运行的影响因素，分析了电网调度存在的不安全因素，提出了在电网调度中确保电网安全运行的措施。
关键词：电网调度；安全运行；事故
随着我国的快速，电力基础设施的投资明显增大，电厂和电网的容量都有了质的发展，在这种情况下更应保证电网的安全运行。因此应从完善电网网络结构、提高继电保护的可靠性和增强调度人员的素质等方面加强管理。随着科技的进步及电网规模的不断扩大，电网发生事故的几率也在逐渐增加，而作为电网的核心部门，电网调度担负着保证电网的安全、经济运行的重要任务，因此其出现事故对电网整体的影响也在日益增大。且随着近年来城乡电网改造的逐步深入，电网内各种电气设备的技术水平都在不断提高，使电网整体的现代化水平都有大幅度的提高，但同时也增加了电网发生故障的几率。
一、电力系统安全运行影响因素
对电力系统的可靠运行造成影响的因素很多，根据电力系统本身的特性可将其分为内部因素和外部因素。
1.内部因素
（1）电力系统的一次元件出现固有的故障，如发电机失磁故障、输电线路短路故障、变压器磁饱和故障等。
（2）电力系统内部的二次元件如控制和保护系统中的继电器、断路器等出现故障。
（3）通信系统发生故障，如外部信息的侵入，信息传输过程中设备不稳定导致信息的缺失等。
（4）引入电力市场的竞争机制后导致旧设备与新设备不协调，且缺乏更换旧设备的主动性。
（5）电力系统中的机系统出现了硬件、软件故障。
（6）由于电力系统本身特性所导致的不稳定因素，如频率不稳定及静态振荡等。
2.外部因素
首先是气候急剧变化造成的自然灾害因素，如洪水、雷雨风暴及地震等。其次是人为的操作因素，如保护和控制系统参数的错误设置，由于恐怖活动和战争导致的蓄意破坏等。
由于影响电力系统安全运行的因素如此之多，应从多个方面加以综合防范，首先在电网建设阶段要加强监督和管理工作，保证电网建设工程的质量；其次应提高电力系统自动化的水平，加强变电站综合自动化系统及配电自动化系统的建设，同时定期对调度运行人员进行培训，提升核心技术人员的职业素质。
二、电网调度存在的不安全因素
电网调度作为电网运行的核心部门，其安全稳定直接关系着电网整体的可靠性，因此应对电网调度中存在的不稳定因素进行分析和研究。根据实际的工作经验，电网调度中存在的不安全因素主要有：
（1）由于电网运行人员并未严格遵守相关安全规程，交接班时在未完全了解电网运行方式的前提下就发布了调度命令，导致严重事故的出现，或者由于疲劳导致在拟写调度命令时出现失误。
调度员对相关的调度规程未完全遵守，尤其是在交班时未完全了解电网运行方式，导致工作出现严重失误，且在地调这个层面由于实行的是逐项命令，因此当工作量比较繁重时容易出现拟写调度命令失误的情况。在与现场进行三核对的过程中，由于现场回报不清或交接班时没有对工作交接清楚就匆忙进行操作也容易造成错误。
（2）没有严格执行相关的调度操作制度，工作结束时交接手续不清导致工作许可出现错误，使得当多个工作组工作时协调效果不好，工作结束后没有完全汇报工作，造成严重的事故。
（3）由于调度员的责任心不强及调度术语使用的不规范导致产生了误命令，因此需要培养调度的责任心。
（4）由于调度员心理素质和业务非常差，导致对操作中的工作程序和系统的运行状况不熟悉，延迟了重要用户的送电。
（5）班组的安全管理存在漏洞，导致调度员的安全意识非常淡薄，对于一二次资料的管理并不能严格执行，使得调度员在执行过程中缺乏相关的依据。
（6）检修工作缺乏计划性，导致相关的设备进行了多次重复的停电检修，客观上为调度员安排电网运行方式带来了一定的隐患。
三、电网调度安全措施
1.细化运行方式的编制，强化运行方式管理
首先应该将电网的运行方式管理模块化，从制度上规范电网的运行方式，保证电网年运行方式的编制应依据一年中存在的问题进行，将电网的反事故措施落实到运行方式中，从技术上提升电网运行方式分析的深度。
其次在电网运行方式的计算上要对母线和同杆架设的双回线路故障下的稳定性进行校核分析，分析重要输电断面同时失去两条线路时导致的故障，严格计算在最不利的运行方式下最严重的故障对整个电网的影响，要有针对性开展事故预想和反事故演习，对防范措施进行细化，对电网事故防范于未然。同时在有条件的地区可以建立健全相关的数据库系统，以此来提高电网运行方式的现代化管理水平。
还应从机制上对电力企业调度安全进行完善，提高其对紧急事件的处理能力，对电网中存在的薄弱环节要进行深入的分析，对不同年份的夏季最大负荷进行总结，加强应急体系及应急预案的建设工作，增强应急预案的可操作性，提高电网对大面积恶劣天气及外力破坏而带来的恶性事故的预防能力，最大限度地保证电网的安全有序运行，对电网中存在的潜在危险进行化解，杜绝由于调度原因导致的电网安全事故。
2.杜绝误调度、误操作事故
如果调度员下令对电网的运行方式进行改变，则在指挥事故处理和送电的过程中应防止调度员的误操作。建议从以下几个方面采取相关的措施：
首先应使调度员明确责任，提高所有相关人员的安全意识，增强调度员责任心的同时坚持进行定期的安全检查活动，对误调度和误操作事故进行通报，对相
关的调度事故要严格吸取教训。在调度组进行调度命令无差错活动的开展，考核调度命令时应将安全小时数作为主要的考核指标之一，并作为年评选的先进条件，从各个方面增强电力职工的责任感和安全意识，以达到良好预防并控制故障的效果。
其次应对电网调度中的《电网调度管理条例》进行严格的执行，对调度、发电、供电、用电单位进行定期培训，从制度上杜绝误操作和误动作事故的发生。要保持相关人员在工作中锻炼出的严格执行安全制度和克服违章的习惯。在调度员进行线路处理工作时对安全措施和所列任务进行严格的审查，对于不合格的工作票要进行重新办理，规范倒闸操作的指令，严格遵守并执行调度命令票制度。
3.完善电网结构、强化继电保护运行、提高调度人员素质
随着电力公司对电力设备投入的增加，高压电网的结构进一步得到优化，大部分地区220kV电网已经形成了环网，而500kV网络也形成了局部的单环网，提高了高压网络的可靠性。
作为保证电网安全稳定运行的屏障和防止电网事故进一步扩大的防范措施，对继电保护装置进行安全运行管理，确保其长期处于良好的运行的状态，对电网的安全运行具有重要的意义。通常是继电保护整定专责和调度员根据电网的运行方式来对一级电气设备的保护装置进行校核，其包括重合闸装置、备自投装置及保护定值单等，若核对结果是正确的，则还要调度员和各变电站再进行二次保护设备的核对，及时发现漏洞和问题，保证各级继电保护装置的安全稳定运行，确保电网整体的安全性和可靠性。
误调度、误操作事故会对电网的安全运行带来巨大影响。调度人员是改变电网运行方式、指挥停送电操作和处理事故的关键。为了进一步加强电网运行的安全，要提高调度人员的安全意识、增强调度人员的责任心，要坚持定期安全活动、针对事故通报。另外，在管理中要严格执行规章制度，定期进行事故案例分析，提高执行者的安全意识，使调度人员养成认真执行规程制度的好习惯。还要严格把关制度，审查工作认真仔细，不符合规范的工作票必须重新办理。调度命令票制度也需严格执行，下达倒闸操作命令，电力调度术语必须规范。
为了适应电网新技术、新设备的引进与应用，达到电网现代化运用水平，对调度人员素质要求越来越高。导读人员不仅要学习新技术、新知识，还要不断通过实践提高业务水平。对调度人员的培训要以实用为目的，要求工作人员熟悉电网继电保护配置方案及工作原理、本地区电网的一次系统图、主要设备的工作原理以及本地区电网的各种运行方式的操作，要求调度人员能掌握紧急事故的处理方法。正确处理事故，准确无误指导下令进行倒闸操作、投退继电保护及安全自动装置。此外，调度人员还应该能运用自动化系统分析电网运行情况、及时准确判断排除故障。因此，调度人员的培训工作非常必要，对电网的安全运用至关重要。加强相关的技术培训也是提高调度人员业务素质的途径之一，随着新设备和新技术的不断应用，电网的现代化水平在不断提高，这就要求调度人员应不断熟悉新技术和新知识，在提高业务技能的基础上完全胜任本职工作，以培训为基础，以应用为目标，不断注重技能培训和岗位练兵。在调度人员岗位培训的基础上进行DTS仿真机的培训，使调度员达到三熟三能。
四、结论
联合电网 篇3
近日,国家电网公司开展了机动应急通信系统2016年防汛抗台联合演习。演习由国网信通部牵头组织,国网华东、华中、东北、西北分部,国网冀北、浙江、福建、湖北、湖南、四川电力,国网信通公司等11家单位参加,国网安质部、相关分部、省公司进行了观摩。
本次演习是公司近年来组织开展的最大规模机动应急通信装备联合演练,共启用应急指挥车1辆、应急通信车9辆及便携站、无人机、无线单兵、集群电话、海事卫星电话等。演习过程中,所有应急通信车辆及便携站在总部的统一指挥下,全部按规定完成各项预设科目,完成应急通信系统卫星电话、视频会商、单兵图传、集群电话、邮件发送等各项功能的演练。
本次机动应急通信系统的防汛抗台联合演习强化了应急响应工作机制,检验了机动应急通信系统的各项功能,提升了运维人员操作熟练程度,有效检验了各单位的协同作战能力,充分展现了应急通信系统的实战能力和实用水平,为公司抗灾抢险、靠前指挥提供有力支撑。
联合电网 篇4
省调：
16日20时至18日16时，我市出现强降雨恶劣天气，南江、通江北部、巴州北部降雨最较大，电网受损较严重。现将相关情况汇报如下：
一、气象水情况信息
巴州区兴文镇最大降雨量达244.7mm,南江和平降雨量达317.5毫米,通江县沙坪最大降雨量达208.3mm,平昌县粉壁最大降雨量达230.7mm，主要河流水位上涨，但未超过警戒水位。
二、电网受损及恢复情况 1、220kV、110kV设备运行情况 220kV电网设备运行正常。2、35kV及以下设备运行情况
截止9月19日06时，巴中电网累计停运35kV线路13条，10kV线路94条，35kV变电站13座。目前已恢复35kV线路8条，未恢复5条；恢复10kV线路43条，未恢复线路51条；恢复35kV变电站9座，未恢复变电站4座。最高损失负荷58MW，到目前为止，未恢复负荷27MW。停电影响通江县、南江县部分乡镇村社，巴州区部分乡镇停电，无重要及高危用户。
三、威胁电网安全、稳定运行情况 1、35kV长赤站站内进水严重，部分端子箱内进水，为了安全变电站进行停电避险，待站内积水排除后，及时恢复变电站送电，对其端子箱烘干和站内电缆绝缘检查。变电站运行安全风险较大。
2、部分线路电杆基础滑坡现象较严重，设备坚持带电运行，对电网安全运行风险较大。
巴中地调