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基于线路参数测量的电力系统输电网络在线运行风险评估

更新时间:2009-03-28

0 引言

随着中国电网建设工作的推进,中国将逐步建立起全国性电网,实施“西电东送,南北互供,全国联网”的战略,电网逐步向远距离、超高压以及特高压方向发展,电网规模不断扩大,电网结构日趋复杂,各类不确定因素及其对电网的影响不断扩大,而目前中国电网重负荷、长线路和无功备用不足等特征益突显,输电系统的安全裕度相对下降。输电系统将面临更大的潜在风险,输电系统规划、运行、检修以及资产管理等工作都将面临新的挑战。研究一种有效的输电系统风险评估方法,对确保输电系统安全稳定性具有重要的理论研究意义。

输电网络是电力系统中能量传输的通道,其能否安全运行直接影响到整个电网的安全风险性,2003年意大利大停电事故[1]和2008年中国南方冰灾[2],可以看出对输电线路的过载以及线路覆冰厚度等这样实时变化的参数,如果没有即时发现其变化,判断出电力系统当前运行的风险值,则很可能导致大面积停电,造成电网巨大损失。

目前,电力系统风险评估所做的各项研究中,很多方法是基于CIGRE 提出的电力系统运行风险评估[3],其基本思路是扰动事件发生的可能性与严重性的综合量度来评价扰动事件对系统的潜在影响程度,建模以统计数据为基础,其缺点是对历史数据统计的要求很高,所以使得缺乏样本的问题随之突出。为弥补其不足,文献[4]提出了缺乏统计数据下的运行风险评估方法,解决问题的途径是利用专家经验,即调度人员积累的现场经验,只把历史统计数据做为参考值,关键在于结合当前天气和运行方式,给出元件故障率可能的取值范围。虽然,该方法已经融入输电线当前信息,但是其仍基于线路的历史数据,而并非通过线路当前数据的直接获取来判断出输电线路及系统运行状态的优劣。实际中,输电线路当前运行状态对应的风险值大小,直接影响到整个系统的安全运行水平[5]。因此,有必要对输电线路和系统风险值大小进行建模和研究。

为了准确评估输电线路及系统的在线风险值大小,从电力系统输电网络在线风险评估的定义出发,以层次分析法、模糊评判法为输电线路风险值大小的建模依据,借鉴传统的可靠性研究方法作为系统风险值大小的建模依据,建立电力系统输电网络在线风险评估模型。给出三种系统运行方式,并计算比较其风险值大小,再结合实际电力系统,证明本方法的准确性和合理性。

1 输电线路在线测量技术简介

输电网络覆盖广阔、维护工作量大,架空输电线路一旦出现问题就会对国民生产造成重大影响。而智能电网自愈和自适应的要求,需要电力部门实时掌控输电线路运行的状态,及时发现、快速诊断和消除故障隐患,避免大面积事故的发生。这种情况下,就迫切需要建立输电线路在线测量系统,为输电线路的可靠运行和及时检修奠定坚实的基础。

输电线路在线测量系统通过传感器技术、通信技术和信息处理等技术实现对输变电设备运行状态的实时感知、监视预警、分析诊断和评估预测。输电线路设备在线测量包括:输电导线温度、微风振动、舞动、风偏角、弧垂监测技术;绝缘子污闪监测技术;输电线路杆塔倾斜、振动、接地蚀、人侵、鸟巢等监测参数以及输电线路覆冰监测技术,微气象环境监测技术;生长物监测识别技术;雷电监测识别技术等[6-7],这些参数的实时获取使在线风险评估的实现成为可能。

2 在线运行风险评估算法

2.1 在线运行风险评估的定义

在线运行风险评估的基本定义是:对当前运行的电力系统输电网络面临的危险状态给出量化评估。与传统风险评估不同的是,在线运行风险评估结合了多种理论,不仅能评估出每个元件风险值的大小,而且能评估出整个运行系统风险值大小。其值在0~1 之间变化,1 表明风险值最大,0 表明风险值最小即没有风险。

引入在线风险评估的目的:一是了解整个电网当前安全运行水平;二是合理进行调度决策,实现安全经济的协调。

2.2 元件级在线风险评估算法

与其他风险评估方法不同点是,本文介绍的元件风险值评估的数据来源为安装在线路上的传感器。随着中国传感器技术、电子技术、无线通信技术的发展,以及在电力系统的应用,现在可以通过传感器测量输电线路许多参数,如微风振动振幅、频率及气象参数[8]

2.2.1 指标体系的建立

田间无际限的浅苗湛着青色。但这不再是静穆的村庄,人们已经失去了心的平衡。草地上汽车突起着飞尘跑过,一些红色绿色的纸片播着种子一般落下来。小茅房屋顶有花色的纸片在起落。附近大道旁的枝头挂住纸片,在飞舞嘶鸣。从城里出发的汽车又追踪着驰来。车上站着威风飘扬的日本人,高丽人,也站着扬威的中国人。车轮突飞的时候,车上每人手中的旗子摆摆有声,车上的人好像生了翅膀齐飞过去。那一些举着日本旗子作出媚笑杂样的人,消失在道口。

文献[13]指出对于每条线路,当该线路的有功潮流小于等于线路最大值的90%时,线路的潮流隶属度值取为(1000);当线路的有功潮流为线路最大值的100%时,线路的潮流隶属度值取为(0001),在90%和100%之间取线性变化。若所得的值为Y,则隶属度值为(01-Y Y 0)。

明仁宗洪熙元年十一月乙卯(1425年12月29日),“敕辽东都司赐随内官亦失哈等往奴儿干官军一千五十人钞有差”。[4]刘清又奉命率军至松花江造船运粮,不久,“成祖崩,仁祖即位,罢归(笔者注:系指罢松花江造船之役而归)”。[1]

一般对于刚开始担任班委的同学来说,其实在内心深处就会把自己与其他同学隔离开,所以你会感到些许不舒服。其他同学们在与你相处的过程中,也在不断地适应你的新身份。这时,如果你没有处理好职责范围内的一些事情,其他的同学们可能会认为你不是一个好相处的人,就会与你产生疏离感。

式(1)、(2)、(3)中:yi 为指标i 归一化后的值;x为指标i的实测值;p 为该指标最优值;m 为该指标最大值;n 为该指标最小值,其值的确定根据具体测量指标的要求来定。

  

图1 各线路指标体系图Fig.1 Condition evaluation indices system

(1)完善机制,做细做实绩效管理。一是构建内控机制,实行预算绩效目标与部门预算编制挂钩、项目跟踪问效与资金拨付挂钩、绩效评价结果与项目安排挂钩“三挂钩”制度。二是建立上下联动机制。按照上级财政部门的统一要求,结合我市预算单位项目申报、指标设置、绩效评价,逐步完善政府绩效评价管理体系,形成共性指标与个性指标相结合、多层面、立体、交叉的科学指标体系。三是形成部门互动机制。积极探索多类型预算绩效管理评价方式,推进第三方独立机构参与评价模式;项目资金使用部门与绩效管理部门要密切协作,跟踪问效,使绩效评价达到预期的效果。

 

表1 各级指标权重表Table 1 Weights of each index

  

指标对应子指标权重指标对应子指标权重指标对应子指标权重线路L1(0.08100.18840.7306)线路L2(0.33330.6667(0.08200.0820线路L3(0.11680.19980.6833)(0.31830.17100.12090.3898)(0.15710.24930.5936)X11X210.14090.40660.2885)X31(0.69860.23700.0643)(0.11250.17860.7089)X12X32

2.2.2 指标隶属度确定

从传感器上获取数据后,利用模糊评判法[12]可以确定该数据的模糊信息。模糊评判需要对输电线路状态分级,确定指标体系中指标层各指标的模糊化模型,以评判各指标对各状态等级的隶属度,在此基础上再进入上一层评判,直到最后获得一级指标即目标层的综合评判结果。

输电线路各级指标状态可分为良好、一般、注意、严重4 个等级,V=(良好一般注意严重)=(v1 v2 v3 v4)。

由于输电线路中有多种指标,指标间的量纲不同,指标值的数量级也不同,所以需要对各指标进行归一化处理。潮流指标无需归一化直接得出隶属度值即可,而非潮流指标的具体方法如下:

风险这个词表达了可能发生的不利事件和各种灾害[14],可以从侧面说是元件不安全的程度,借鉴传统电力系统可靠性分析里系统可靠性分析方法,可以清晰地说明系统风险值计算方法。

 

对最优值≠(最大值- 最小值)/2,且值大于最优值,计算公式为:

 

对最优值≠(最大值- 最小值)/2,且值小于最优值,计算公式为:

(24)采访云南、广西、黑龙江代表团时,记者经常听他们提到一个共同的词:“绿色”。(2000·《人民日报》)

 

在电力系统输电网络中,其基本元件为输电线路,文献[10]中具体罗列了在线监测各类子模块中可以得到的数据,此外,由于RTU(Remote Terminal Unit,远端控制单元)的发展及其在电力系统中的应用,能测量到线路潮流,以此为依据可确定系统中各线路的指标体系,如图1。

1)线路L1:温度7 ℃,湿度68%,风速28 km/h,顺线倾斜度2.67,横向倾斜度1.32,综合倾斜度2.04,潮流70;2)线路L2:垂直张力4.79,水平张力3.20,最大弧垂4.60,覆冰厚度0,绝缘子倾斜2.00,潮流45;线路L3:潮流30。

根据层次分析法[9],一个复杂系统可以分解为若干个多变量子系统,且可以反映子系统里各因素的相对重要性,组成各因素权数集合。

而对于非潮流指标的定量数据则采用模糊分布法。由于三角形隶属函数形状简单,并且与其他复杂隶属函数得出的结果差别较小[12],故本文采用三角形和半梯形组合的分布函数,建立各指标对应于不同状态等级的隶属函数,如图2,图中C1、C2、C3、C4分别为指标的良好值、一般值、注意值、严重值归一化后的值。

如上所述,在将复杂系统分解成若干子系统后,就要为子系统里的各因素分配权重,本文采用专家打分法,借助专家经验,为各因素分配权重,具体方法见文献[11],权重集合表如表1 所示。

  

图2 半梯形和三角形隶属函数分布Fig.2 Distribution map of half-ladder-shapedand triangular membership function

2.3 系统级在线风险评估算法

对最优值=(最大值-最小值)/2,计算公式为:

在传统电力系统可靠性分析里[15],系统处于工作状态的概率是用结构函数来表征的。其既可以用元件正常工作时的概率来描述,也可以用元件故障时的概率来描述,基本计算公式如下。

2.3.1 串联系统

  

图3 串联系统Fig.3 Series system

 

式(4)、(5)中,X1X2 分别表示元件1 和元件2 正常工作的事件, 表示元件1 和2 故障的事件,S分别表示系统正常和系统故障事件。

起点错、跟着错、错到底,以往,公检法三机关在刑事诉讼中常常“配合有余、制约不足”,这是导致司法不公的重要原因。推进以审判为中心的刑事诉讼制度改革,完善对限制人身自由侦查手段和司法措施的监督,落实罪刑法定、疑罪从无原则和非法证据排除规则,防止事实不清、证据不足的案件及违反法定程序的案件“带病”进入起诉、审判程序,确保有罪的人受到应有制裁、无罪的人不受追究。

2.3.2 并联系统

 
 
  

图4 并联系统Fig.4 Parallel system

2.3.3 系统△-Y 转换

  

图5 △-Y 转换系统Fig.5 △-Y Conversion system

根据△-Y 转换公式可得Y 里元件的等效参数为:

 

2.3.4 系统在线风险值计算

对于系统风险评估计算来说,风险值相当于是元件潜在风险的大小,而可靠性则是元件安全性的大小,可认为两者是一对互补的关系,即

总之,在网络技术的驱动下,实现倒逼新闻传播教育的转型与创新,无论从培养目标的设定,还是从教学体系的构成和具体教学内容的设计上,抑或是在实践教学条件的建设和教学方法的更新上,都需要摒弃老观念老方法,要有“壮士断腕”的气概,才能让我们的教育不负时代,不负使命。

 

由此即可得到系统风险值的计算公式。

4 算例分析

4.1 系统简介

以文献[15]给出的3 机系统为例进行仿真计算,由于本文主要讨论的为输电线路,所以设定发电机的风险值为0.208,如图6 所示:

  

图6 输电系统图Fig.6 Transmission System

每条线路监测指标的基本参数(范围、最优值、良好值、一般值、注意值、严重值)见附表2。

3.2 几种运行模型下的系统风险值

3.2.1 运行方式1

假设此种方式下只投入了线路L1、L2、L4,而L3、L5 退出运行,线路各传感器上采集的信号数据如下所示:

在遇到困难时首先想到的是“自己解决”这一选项超过了半数,说明大学生自主意识较强。但是,由于社会经验不足,遇到困难时不愿求助他人,往往处理不当,容易产生一些不良后果。需要引起注意的是,“遇到困难与教师商量”的仅占学生总数的1%。被调查学生没有选择“不知道怎么办就拖着”这一选项,说明学生对出现的问题、遇到的困难是积极想办法解决而不是被动等待,是值得肯定的。

“3+1”人才培养模式是指对原教学计划进行调整,一般本科大学的教学计划是4年,“3+1”模式中的“3”是指将原本的4年制教学计划调整为3年,“1”是指让学生参与一年的实习。3年内安排学生学习完理论课程和实验课程是没有问题的,但这期间学生参与顶岗实习较少,顶岗实习一般安排到最后一年,这样学生缺少实际的经验,对理论课程的理解就会产生不利影响,缺少对食品专业的认识。

由以上数据可以得出,当前运行状态下各线路及系统风险值如表2。

 

表2 运行方式1 下各线路及系统风险值Table 2 Lines and system risk value on operation mode

  

风险值线路L10.0073线路L20.0361线路L40.0464系统0.0716

3.2.2 运行方式2

本文在收集来自其他节点对j的推荐信任时,首先对收集到的推荐信任进行筛选,然后为多个推荐信任分配权值,最后计算出间接信任ITi,j(t)。

假设此时线路L1 的综合倾斜度指标突然增大为9.70,而其他地区的环境情况保持不变,即除综合倾斜这个指标外其他指标参数不改变。

民主党派成员的组织认知度及提升策略——基于 H省科研院所九三学社社员的实证分析 ……………… 上官莉娜 向亦茹(2·48)

由于综合倾斜度大小已经进入了严重值范围,所以该条线路隶属值直接变为(0001),相应各条线路及系统风险值列表为表3 所示。

 

表3 运行方式2 下各线路及系统风险值Table 3 lines and system risk value on operation mode 2

  

风险值线路L10.0464线路L20.0361线路L40.0464系统0.1452

3.2.3 运行方式3

通过以上计算,可以从侧面反映系统的安全性水平。当指标参数发生变化时,系统的风险值同样会随之改变,当系统某指标不能满足系统安全运行时,此时系统调度人员需要通过预防控制措施来降低系统运行风险。就该算例来说,为保障系统安全运行,可以采用切换线路至L3 或者L5。

在切断线路L1 投入线路L3 的情况下,由于线路L2 环境参数以及潮流值都保持不变,而此时从线路L3 和线路L4 的传感器上采集的数据为:线路L3:日照强度6.94,拉力5.21,绝缘子倾斜2.00,风速2.80,风向-1.75,雨量0,拉力5.21,潮流70;线路L4:潮流40。以此数据得出的各线路和系统风险值见表4。

在切断线路L1 投入线路L5 的情况下,除潮流参数外,其他指标数据不变。RTU 上测量的潮流值为:线路L2:115;线路L4:40;线路L5:70,以此得出的各线路及系统风险值如表5。

 

表4 切断线路L1 投入线路L3 后各线路及系统风险值Table 4 Lines and system risk value on cutting off line L1 into line L3

  

风险值系统0.0588线路L20.0361线路L30.0063线路L40.0464

 

表5 切断线路L1 投入线路L5 后各线路及系统风险值Table 5 Lines and system risk value on cutting off line L1 into line L5

  

风险值线路L20.1419线路L40.0464线路L50.0464系统0.1588

3.2.3 小结

一些旅游网站因为不能满足消费者随时随地的获取最新相关准确信息而使一大批新兴游客更青睐于旅游攻略APP,方便简易,还可以随时随地获取最新相关信息,并可以与其中的一些驴友做一些互动和分享[2]。现有的旅游APP软件存在一些问题,包含内容多而不精,一般单独集中在线路,饮食,住宿领域,对游客而言,我们想去一个景点就是想集合这个景点的所有知识,包括:景点介绍,文化底蕴,去的线路,景点内部导航,游玩攻略,周边美食、住宿等。

从以上4 组数据可以看出,不同系统运行模式下,风险值有明显差别。以运行方式1 的风险值0.0716 为基准,第二种运行方式下的风险值0.1452显然大得多,又加上此时线路L1 的环境条件变得恶劣,说明此时系统处于危险状态,需要改变运行方式。在可供选择的方案中,切断L1 投入L3 比切断L1 投入L5 小得多,所以投入L3 比投入L5 的风险值小得多,即投入线路L3 对系统安全性要好。

4 结语

本文建立了电力系统输电网络在线风险评估算法,并将其应用到三机电力系统,验证了所提算法的正确性和有效性。基于本文的研究,可以得到以下结论:在线风险评估算法可以对电力系统进行在线监测,具有较好的实时性。对不同条件下的输电网络进行在线风险评估,结果证明本文提出的方法符合电网运行实际,可以为调度决策提供参考依据。

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[参考文献](References)

[1]甘德强,胡江溢,韩祯祥.2003年国际若干停电事故思考[J].电力系统自动化,2004,28(03):1-4,9.GAN Deqiang,HU Jiangyi,HAN Zhenxiang.After the 2003 blackouts across several continentals[J]. Automa⁃tion of Electric Power Systems,2004,28(03):1-4,9.

[2]陆佳政,蒋正龙,雷红才,等. 湖南电网2008年冰灾事故分析[J].电力系统自动化,2008,32(11):16-19.LU Jiazheng,JIANG Zhenglong,LEI Hongcai,et al.Analy⁃sis of Hunan power grid ice disaster accident in 2008[J].Automation of Electric Power Systems,2008,32(11):16-19.

[3]Marceau R.J,Endrenyi J,Allan R,et al.Power system se⁃curity assessment:a position paper[J]. Electra,1997,(175):49-77.

[4]吴文传,宁辽逸,张伯明,等.电力系统在线运行风险评估与决策[J]. 电力科学与技术学报,2009,24(02):28-34.WU Wenchuan,NING Liaoyi,ZHANG Boming,et al.On⁃line operational risk assessment and decision making for power systems[J]. Journal of Electric Power Science and Technology,2009,24(02):28-34.

[5]刘莎,李林发,史小强,等.输变电系统可靠性评价体系及应用研究[J].湖北电力,2016,40(02):13-18,22.LIU Sha,LI Linfa,SHI Xiaoqiang,et al.The power trans⁃mission system reliability evaluation system and applica⁃tion research[J]. Hubei Electric Power,2016,40(02):13-18,22.

[6]姜清华. 输电线路在线监测系统及应用分析[J]. 湖北电力,2010,34(S1):84-85.JIANG Qinghua.On-line monitoring system of transmis⁃sion line and its application analysis[J]. Hubei Electric Power,2010,34(S1):84-85.

[7]唐晓宁,潘生国,尚凌智,等.输电线路主动预警式防外力破坏监控系统研究[J]. 湖北电力,2016,40(03):41-44.TANG Xiaoning,PAN Shengguo,SHANG Lingzhi,et al.Research on monitoring system for transmission lines ac⁃tive alarming against damage by outer forces[J]. Hubei Electric Power,2016,40(03):41-44.

[8]汪涛,周月华,朱昌成,等.输电线路覆冰舞动区域的气象地理模型研究[J].湖北电力,2017,41(11):5-9,47.WANG Tao,ZHOU Yuehua,ZHU Changcheng,et al.Re⁃search meteorological geography model of icing transmis⁃sion line galloping region[J]. Hubei Electric Power,2017,41(11):5-9,47.

[9]许树伯.层次分析法原理[M].天津:天津大学出版社,1988.XU Shubo. Principle of analytic hierarchy process[M].Tianjin:Tianjin university press,1988.

[10]刘畅.输电线路在线监测技术研究[D].北京:华北电力大学,2010.LIU Chang.Study on transmission lines on-line monitor⁃ing tecbnique[D]. Beijing:North China Electric Power University,2010.

[11]常建娥,蒋太立. 层次分析法确定权重的研究[J]. 武汉:武汉理工大学学报(信息与管理工程版),2007,29(01):153-156.CHANG Jian'e,JIANG Taili.Research on the weight of coefficient through analytic hierarchy process[J]. Wu⁃han:Journal of Wuhan University of Technology(Infor⁃mation and Management Engineering),2007,29(01):153-156.

[12]廖瑞金,王谦,骆思佳,等. 基于模糊综合评判的电力变压器运行状态评估模型[J]. 电力系统自动化,2008,32(03):70-75.LIAO Ruijin,WANG Qian,LUO Sijia,et al.Condition assessment model for power transformer in service based on fuzzy synthetic evaluation[J]. Automation of Electric Power Systems,2008,32(03):70-75.

[13]陈为化,罗龙. 电力系统线路过载的风险评估与预防控制[J].华东电力,2008,36(07):42-45.CHEN Weihua,LUO Long.Risk assessment and preven⁃tive control for power system overload[J]. East China Electric Power,2008,36(07):42-45.

[14]吴岚.风险理论[M].北京:北京大学出版社,2012.WU Lan.Risk theory[M]. Peking:Peking University Press,2012.

[15]杨莳百,戴景宸,孙启宏.电力系统可靠性分析基础及应用[M].北京:水利水电出版社,1986.YANG Shibai,DAI Jingchen,SUN Qihong.The basis and application of power system reliability analysis[M].Beijing:China Water and Power Press,1986.

 
王雅兰,田野,倪胡旋,王媛,丁隽洁,李云峰
《湖北电力》 2018年第06期
《湖北电力》2018年第06期文献

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