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淺析影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的原因及對策
關(guān)鍵詞：電網(wǎng) 運(yùn)行 安全穩(wěn)定性 對策 分析
內(nèi)容摘要：隨著電網(wǎng)的不斷互聯(lián)和電力市場的逐步實施,電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境更加復(fù)雜,對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行要求也越來越高。電網(wǎng)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了新的要求，現(xiàn)代電力系統(tǒng)規(guī)模迅速發(fā)展的同時也帶來了更多更復(fù)雜的安全隱患和穩(wěn)定問題。研究和應(yīng)用計算機(jī)、通信、電子以及現(xiàn)代控制理論等最新技術(shù)和方法,開發(fā)和生產(chǎn)各種穩(wěn)定控制系統(tǒng)及安全自動裝置,是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的迫切要求。本文通過分析電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性方面存在的問題,總結(jié)出了電力系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定性的相關(guān)對策。
隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人民生活水平的日益提高,經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展對能源、包括對電力供應(yīng)的依賴程度更強(qiáng),對電力的需求越來越大,對電力系統(tǒng)供電可靠性的要求越來越高。電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民群眾的生活。隨著電力系統(tǒng)向著高電壓、大機(jī)組、現(xiàn)代化大電網(wǎng)發(fā)展,電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式更復(fù)雜,輸電距離更遠(yuǎn),因此對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出更高的要求。從國內(nèi)外近年來發(fā)生的穩(wěn)定破壞的重大事故看,電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定問題始終沒有得到很好的解決,已成為電力系統(tǒng)控制和運(yùn)行的一個極其重要的課題。
1 存在的問題
影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的因素極其復(fù)雜,涉及到電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、運(yùn)行及其自動化水平等問題。有關(guān)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性分析方面出現(xiàn)了許多亟待探討的問題,主要體現(xiàn)在以下方面:
1.1 電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)利用。電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包括數(shù)字仿真數(shù)據(jù)及系統(tǒng)中各種裝置所采集的實測數(shù)據(jù),例如管理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)以及各種仿真軟件仿真生成的數(shù)據(jù)。然而工程技術(shù)人員通過這些數(shù)據(jù)所獲取的信息量僅僅是全體數(shù)據(jù)所包含信息量的極少一部分,隱藏在這些數(shù)據(jù)之后的極有價值的信息是電力系統(tǒng)各種失穩(wěn)模式、發(fā)展規(guī)律及內(nèi)在的聯(lián)系,對電網(wǎng)調(diào)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(tǒng)安全穩(wěn)定性的評價及控制。由于電力系統(tǒng)的擾動類型極其復(fù)雜多樣,無法完全預(yù)測,調(diào)度人員需要更多的專家、更有價值的信息來預(yù)測及采取必要的控制措施來保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就對安全穩(wěn)定評估算法的實時性、準(zhǔn)確性及智能性提出了挑戰(zhàn)。
1.3 縣域電網(wǎng)投入不足，設(shè)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(wǎng)設(shè)備急需改造，自動化水平較低。
1.4 城、農(nóng)網(wǎng)改造及自然災(zāi)害、外部破壞等嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全。
1.5 安全生產(chǎn)管理工作還存在薄弱環(huán)節(jié)，全員參與意識不強(qiáng)，在電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計、施工、運(yùn)行、檢修等方面的全過程、全方位管理有待加強(qiáng)。
2 提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定性的對策研究
為解決上述問題,工程技術(shù)人員需要掌握系統(tǒng)可能運(yùn)行空間所蘊(yùn)含的規(guī)律,并使用不斷積累的實測數(shù)據(jù)直接對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性進(jìn)行分析,在這種情況下,單憑人力已無法完成這種數(shù)據(jù)分析任務(wù),為此, 研究新的智能數(shù)據(jù)分析方法,更多地用計算機(jī)代替人去完成繁瑣的計算及推導(dǎo)工作,對提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性具有重要的意義。
2.1 運(yùn)用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)有效利用電力系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)集合。它就像信息工廠的心臟,為數(shù)據(jù)集市提供輸入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)挖掘等探索。
數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進(jìn)行綜合、歸類并進(jìn)行分析利用的抽象。面向主題的數(shù)據(jù)組織方式,就是在較高層次上對分析對象的數(shù)據(jù)的完整、一致的描述,能統(tǒng)一地刻畫各個分析對象所涉及的各項數(shù)據(jù),以及數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。②集成的:由于各種原因,數(shù)據(jù)倉庫的每個主題所對應(yīng)的數(shù)據(jù)源在原有的分散數(shù)據(jù)庫中通常會有許多重復(fù)和不一致的地方,而且不同聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都和不同的應(yīng)用邏輯綁定,所以數(shù)據(jù)在進(jìn)入數(shù)據(jù)倉庫之前必須統(tǒng)一和綜合,這一步是數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)中最關(guān)鍵、最復(fù)雜的一步。③不可更新的:與面向應(yīng)用的事務(wù)數(shù)據(jù)庫需要對數(shù)據(jù)作頻繁的插入、更新操作不同，數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)所涉及的操作主要是查詢和新數(shù)據(jù)的導(dǎo)入,一般不進(jìn)行修改操作。④隨時間不斷變化的:數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)必須不斷捕捉數(shù)據(jù)庫中變化的數(shù)據(jù),并在經(jīng)過統(tǒng)一集成后裝載到數(shù)據(jù)倉庫中。同時,數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)也有存儲期限,會隨時間變化不斷刪去舊的數(shù)據(jù),只是其數(shù)據(jù)時限遠(yuǎn)比操作型環(huán)境的要長,操作型系統(tǒng)的時間期限一般是6090天,而數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)的時間期限通常是5-10年。
2.2 運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)挖掘電力系統(tǒng)中潛在的有用信息。數(shù)據(jù)挖掘是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)挖掘的功能和目標(biāo)是從數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)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(nèi)涵進(jìn)行描述,并概括這類對象的有關(guān)特征。概念描述分為特征性描述和區(qū)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(qū)別。②關(guān)聯(lián)分析。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)是數(shù)據(jù)庫中存在的一類重要的可被發(fā)現(xiàn)的知識。若兩個或多個變量的取值之間存在某種規(guī)律性,就稱為關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)可分為簡單關(guān)聯(lián)、時序關(guān)聯(lián)、因果關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)分析的目的是找出數(shù)據(jù)庫中隱藏的關(guān)聯(lián)網(wǎng)。有時并不知道數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)函數(shù),即使知道也是不確定的,因此關(guān)聯(lián)分析生成的規(guī)則帶有可信度。③聚類。數(shù)據(jù)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(qiáng)了人們對客觀現(xiàn)實的認(rèn)識,是概念描述和偏差分析的先決條件。聚類技術(shù)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(nèi)涵描述,從而避免了傳統(tǒng)技術(shù)的某些片面性。④自動預(yù)測趨勢和行為。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠自動在大型數(shù)據(jù)庫中尋找預(yù)測性信息,以往需要進(jìn)行大量手工分析的問題如今可以迅速直接地由數(shù)據(jù)本身得出結(jié)論。⑤偏差檢測。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)常有一些異常記錄,從數(shù)據(jù)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(guī)則的特例、觀測結(jié)果與模型預(yù)測值的偏差等。
在電力系統(tǒng)初期,安全控制裝置簡單、功能單一。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,尤其是計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,電力系統(tǒng)中的控制裝置也由單一控制措施的就地控制裝置發(fā)展為多控制措施的區(qū)域控制系統(tǒng),對保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行以及防止事故擴(kuò)大等發(fā)揮了重要作用。但從我國安全穩(wěn)定控制裝置開發(fā)應(yīng)用的經(jīng)驗和教訓(xùn)看,仍然存在著諸如系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制的合理規(guī)劃配置及有效管理、系統(tǒng)動態(tài)分析和數(shù)學(xué)模型的建立及規(guī)范化、穩(wěn)定控制策略的實時性、控制信號遠(yuǎn)方傳送的可靠性等需要解決的問題。
3 結(jié)語
綜上所述：隨著電力系統(tǒng)的市場化運(yùn)營,電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)千變?nèi)f化,潮流的隨機(jī)性加大,與之相適應(yīng)的控制措施及策略是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的保證。通過DPS實現(xiàn)的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制,調(diào)度人員可以實時監(jiān)視、跟蹤實際運(yùn)行中的電力系統(tǒng),尤其是能夠?qū)崿F(xiàn)對大區(qū)域電力系統(tǒng)的實時監(jiān)視與跟蹤,使電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制及時、準(zhǔn)確、透明,使之有效和最佳,極大地提高整個電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。如果建立了數(shù)字電力系統(tǒng),將使電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制現(xiàn)狀得到顯著改善。
參考文獻(xiàn)
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