电力系统动态安全分析(6篇)

电力系统动态安全分析篇1

【关键词】在线分析状态估计调度方法参数估计

当今社会生产力的发展，电能成为各项能源中位居首要位置的地位，在社会发展中起着重要的影响。而通过提高电力系统状态估计合格率的调试，把有效的电能进行合理分配应用到现实中，能够提高电能的利用率，电网调度自动化的系统的应用进一步解决了现实中出现的一些问题。因此，对提高电力系统状态估计合格率的调试方法的探讨有其必要性。

1加强电网状态估计调试研究的必要性

电网状态估计调试因素是保障电力调度自动化系统中安全运行的一个重要的因素，因为电力系统中的电网状态估计调试，都要服从于电网状态估计调试的分配。任何电网状态估计调试都不是完善的，都会随着时间的发展一步一步去完善机制。难免机制中会出现一些不适合当下机制相符合的因素。不合理因素主要有以下几方面，第一，电网状态估计调试权限不严谨，导致内部人员无法运用到内部网络，这样，电力系统数据的掌握和备份必然不完整，当电力系统出现问题时，没有很好的备份，就无法恢复数据，会给电力系统带来很大的困难。第二，电网状态估计调试不当，导致系统的数据更新不及时，任何系统都会随着时间的发展而更新，有些电力自动化系统，很长时间不会对系统数据进行更新，导致系统漏洞频发，威胁到电力系统自动化调试的有序进行。

2状态估计从发散到收敛的调试方法

电力系统电网状态估计调试总的指导原由是无论是状态估计是否收敛，都不要急于从调试，而要立足于整个系统的高度，结合网络结构、元件参数和量测等各个方面，通过综合分析和调试，从而达到应有的效果。

2.1网络结构

社会在发展进步，科技在进步，网络漏洞永远是不可能完善的一个问题，有进步，就有不足，出现问题永远在被发现之后，网络环境的漏洞，成为电力系统中很重要的一个因素，也影响到电力自动化系统调试评价的一个重要的方面。通常电力调度数据网平台、VPN和MPLS技术把各终端连起来，根据可获取的量测数据估算动态系统内部状态的方法，对系统的输入和输出进行量测而得到的数据能反映系统的外部特性，而系统的动态规律需要用内部（通常无法直接测量）状态变量来描述，通过状态估计来了解和控制电力系统。

2.2元件参数

电力系统运行过程中，会产生很多的信息，这些信息通过通在远动主战那里汇集，远动主战把信息处理之后，这些数据被运用到电网调度中，而这时就必须要发挥元件参数的作用，电力调度系统，通过有功发散的调试，检查主变参数、线路参数、拓扑分析结果，优化电网保障电网合理运行，与此同时，通过开发与之相关的电网状态估计调试软件，能够更合理的应用，更加提高评估能力，能够更大效率提高电网运载电的能力。

2.3发散调试

电力系统发散到收敛主要体现两方面的问题，第一，发散调试对电力系统的控制，电力调动自动化系统主要是靠web网络服务器与其他服务器相互连接，通过web系统进行身份和密码的登录，当与外界隔离措施做的不好时，发散调试会趁虚而入进入系统，破坏系统。第二，电力调度自动化系统在进行数据传输时，需要接入外部的网络，外部网络上的病毒就有可能对电力自动化系统进行感染，造成电力自动化调试系统的破坏，导致系统的崩溃瘫痪，这里就需要通过调试，将迭代信息进行转移，确保其与电网模型数据保持一致。

3提高状态估计合格率的调试方法

状态估计合格率的调试方法在电网安全的运行中发挥着很多功能，并直接影响到国家电网安全运行一个必要的安全保障，面对现实发展中出现的一系列问题，有必要提高状态估计合格率的调试方法，对电力自动化调试系统采取一些合理的措施，保障电力自动化调试系统的正常运行，以保障国家电力系统的安全运行。

3.1调试原理

电网状态估计调试的方式有两种。第一，在线的电网状态估计调试，第二，离线的电网状态估计调试。通常的电网状态估计调试是通过按时间的小时来电网状态估计调试，或者是按照调度值班班次电网状态估计调试，往往后者是人们在电网状态估计调试中应用最多的电网状态估计调试方式。对于网损的电网状态估计调试，以人工方式对程序进行分析和测试，在同样的时间内，网损最少的人员，给予奖励，这样能够更好地激发员工的工作效率，在一定程度上减少电网在运行中出现的问题，进一步提高电网的运电能力，具体情况如图1所示：

3.2优化电网状态估计调试

电网状态估计调试能够实现日常生活中的很多电网状态估计调试。如电量的电网状态估计调试，拉电的电网状态估计调试等项目的电网状态估计调试。所以，在电力维护等方面需要充分检查所有数据经过处理后所的结果是否正确，包括负荷电网状态估计调试子系统，实现电网的优化，从电量、拉路调次、符合率等方面通过调度值值班人员的电网状态估计调试，对电力调度的规范化等方面，提高电路的运电效率。

电力自动化调度系统，容易受到网络安全的威胁，因为，威化网络系统的安全显得尤为重要。因此可以通过采取以下的措施来解决此问题。第一，通过技术的提高，来对电力调度自动化系统进行维护，可以采取物理隔断、更新杀毒软件等，以此来减少网络攻击的次数。第二是，对电网状态估计调试系统进行加强和完善，提高人员的电网状态估计调试意识，加强电网状态估计调试权的应用，禁止外来人员使用网络，及时更新系统数据，及时修复漏洞，对数据进行备份和电网状态估计调试，以此达到网络数据的安全，保证电力自动系统的正常合理运行。第三，对于自然因素的破坏引起重视，通过突如起来的自然灾害，不能预知，可以减少自然灾害的损失，可以通过加强硬件设施质量的提高来达到减少灾害损失的目的。除了自然灾害，就是认为因素对电力系统的破坏，可以通过保护有利。破坏出发的相关政策措施来加强对于电网的保护，以此来警示那些破坏电网行为的发生。

4基于状态估计计算的参数估计方法

电力调度自动化系统是现代化电能应用中的很重要的一部分，也是电网运行和可靠保障，电力调度系统的安全运行，是国家电网运行的必须条件之一，国家电网的有序运行，需要相关的电力企业与调度值班人员的共同努力，从而为国家经济的发展提供可靠的后勤保障，对电网调度自动化系统状态估计调试方法分析需要参照很多方面的数据的分析，不能从单个方面去对数据进行简单的分析，那样出来的数据分析是不准确的。状态估计计算的参数估计，早期的正规方程（NE-NormalEquations）迭代方法，由于其系数矩阵的条件数很大，使方程出现病态，因此，直接求解（Gauss消去或Cholesky分解）时的数值稳定性很差，导致非线性加权最小二乘问题收敛很慢甚至不收敛。电力系统状态估计中的病态经常出现，给各种不同的测量配置很大和很小的权因子（如虚拟测量和伪测量有很大和很小的权因子），包含大量的注入测量，长线和短线相连等都可能导致病态的出现，以致方法的收敛出现问题。正交变换法（Orthogonal）[1～3]和混合法[4]通过直接对Jacobian矩阵的QR分解，使得正规方程求解的数值稳定性得到大大的提高，从而对系数矩阵条件数较大的正规方程能够得到可靠的解。

5结束语

随着时代的进步，电网调度自动化系统状态会越来越完善，越来越现代化，这是与生产力的不断发展是不可分开的。自动化发展的要求是人员的减少，工作效率的提高，电脑的应用在以后的发展发挥着不可缺少的作用，保证好网路的安全运行，保证国家电网的合理正常运行，提高国家电网的运电效率，是保证国家经济大发展的一个前提，对于对电网调度自动化系统状态估计调试方法分析的合理性、全面性是电网安全运行的一个可靠保障，只有通过全面的合理性，才能减少电网中的损失，加速电网的发展，提高电力系统调度水平。

参考文献

[1]王航.浅析维护电力调度自动化系统安全运行的措施[J].中国科技博览，2011（13）.

[2]邹湘静.电力调度运行中的安全防范[J].科技创新与应用，2012（15）.

[3]黄媛，刘俊勇，伍言.电力调度信息的定制技术[J].现代电力，2012（3）.

电力系统动态安全分析篇2

[关键词]电力系统；稳定性；分析；方法

中图分类号：F407文献标识码：A

一、前言

在电力系统使用的过程中，电压、电流的稳定性对用户有着重要的影响。不稳定的电压和电流在使用过程中不仅会影响用户的使用要求，严重的情况还会损坏用户的设备，造成电力系统的瘫痪，对整个供电系统都有重要的影响。

二、电网运行安全稳定性分析

电网的安全运行是保障整个电力系统稳定的重要条件在电力系统中发挥着重要的作用如果电力系统在运行过程中出现故障，运行失衡那么就会造成整个电力系统瘫痪使大范围用户停电不仅影响到了人们的生活与工作更是损害了社会的利益，带来巨大的损失随着计算机与电子技术的普及我们将各种先进技术应用在电力系统的管理中此时在电网安全稳定运行中又出现了许多函待解决的问题主要体现在以下几个方面:

1、数据提供的信息量不足

操作人员在电网运行过程中所获取的数据有数字仿真数据、电力系统各个设备中的实测数据两个方面获取的方式是操作人员通过管理信息系统或者地理信息系统等方式，但是在实际工作中操作人员所获取的数据价值不足，很多更有价值的信息并没有掌握，而这些往往决定着电力系统运行的稳定状况。从电力系统管理人员方面来讲，这些隐蔽信息具有较高的参考价值。

2、安全稳定性的定量显示

目前，电力系统配电网的覆盖率越来越广运行环境越来越复杂.安全裕度也逐渐减小，这给电力系统的管理人员带来了严峻的挑战,所以在当前的市场环境之下管理人员需要不断探索，淮确无误的探索系统的失稳原因预测电力系统的发展趋势。另外管理人员还需要利用更多更有价值的信息来估量与分析电力系统的安全稳定运行。

3、安全稳定性的评价及控制

在实际工作中，由于电力系统的运行受到各个方面的影响且影响因素非常复杂,所以管理人员很难将电力系统的失稳原因完全预测，只有通过经验丰富的专家以及更有价值的数据采取行之有效的控制措施来保障电力系统的安全运行，而这就给管理人员提出了更高的要求。

三、电力系统稳定概述及研究方法和对象

电力系统稳定性是指在给定的初始运行方式下,一个电力系统受到物理扰动后仍能够重新获得运行的平衡点,且在该平衡点大部分系统状态量都未越限,从而保持系统完整性的能力。根据不同的电力系统稳定性问题及其特点,可采用不同的研究方法。目前对于小干扰下的电力系统稳定研究的主要方法如下。可将电力系统的数学模型进行线性化处理,采用一般用频域法,即计算电力系统参数矩阵的特征根和特征向量,可以用来确定静态和动态稳定性,设计和整定各种提高电力系统稳定性的措施和自动调节装置。

四、电力系统安全稳定基本标准

电网的安全稳定运行是电力系统各项工作中的首要任务。我国电网在20世纪70、80年代安全稳定性破坏事故频发，随着20世纪80年代《电力系统安全稳定导则》等安全稳定标准的制订和颁布实施，我国加大了对电力系统安全稳定的分析和管理工作，电网事故率大幅下降。目前，我国电力系统安全稳定基本标准主要包括：《电力系统安全稳定导则》、《电网运行准则》、《电力系统电压和无功电力技术导则(试行)》、《电力系统无功补偿配置技术原则(试行)》、《1000kV交流系统电压和无功电力技术导则》等。这一系列标准主要用于指导我国电力系统规划、设计、建设、运行、科学试验中与电力系统安全稳定相关的工作，提高电网的安全稳定水平，降低电网事故率。随着电网的快速发展、电力相关新技术的广泛应用，我国电网的安全稳定特性及控制要求有了较大变化，对电力系统安全稳定相关标准提出了新的要求，主要体现在：

1、随着全国联网工程的实施，受端电网直流落点数量和受电比例逐步加大，受端电网电压稳定问题日益突出；区域电力交换功率不断扩大，发电机组快速自动励磁调节器广泛应用，使得电网主要振荡模式逐渐从单厂模式转变为区域间振荡模式，成为制约输电能力的重要因素。我国电力系统安全稳定相关标准中虽然已经给出了电压稳定和动态稳定的定义和分析等相关内容，但还缺少量化性指标，使得在电网规划和运行控制时难以操作执行。

2、《条例》是我国第1部专门规范电力安全事故应急处置和调查处理的行政法规，在事故等级、事故报告、事故调查、事故处理、法律责任等方面作了具体的规定。《条例》和电力系统安全稳定相关标准的出发点是一致的，均旨在保证电力系统的安全稳定运行和供电的可靠性，但在具体条款中存在不协调之处。按照我国现行安全稳定标准，系统受到严重的故障扰动，必要时允许采取切机和切负荷等措施。由于《条例》颁布时间较晚，现行安全稳定标准均未考虑《条例》的约束，允许的切负荷量可能达到《条例》规定的事故等级标准，不利于安全稳定措施的制定和落实，也可能影响到电网的安全稳定运行和输电通道能力的发挥。根据我国电网安全稳定特性及控制要求的变化情况。

五、电压稳定问题的分析方法

1、静态稳定分析方法

潮流方程和扩展的潮流方程是静态分析方法的基本立足点。静态分析方法一般是将潮流方程的临界解作为电压稳定的极限判定。其主要有：潮流多解法、连续潮流多解法、最大功率法以及奇异值分解法等。

（一）潮流多解法

电力系统的潮流方程是一组非线性方程组，通过对潮流方程解的研究判断电压的稳定性。一个n节点系统的解最多可能有2n-1个解，并且都是成对出现，其中一个为高值解是稳定解，一个为低值解为不稳定解。随着系统负荷水平的增加，潮流界的个数将成对减少。当系统达到静态电压稳定极限时，潮流解就只剩下一对解，若此时发生扰动，则高值解向低值解转化，系统发生电压崩溃。从而可利用潮流界的个数来估计系统接近临界点的程度。

（二）连续潮流多解法

连续潮流法是通过增加一个方程来改善潮流计算在系统接近电压崩溃点时的不收敛性。连续潮流不仅能求出静态电压稳定的临界点，而且能描述电压随负荷增加的变化过程，绘制出P-V曲线，同时考虑各元件的动态响应。

（三）最大功率法

最大功率法将网络传输极限功率时的运行状态作为静态电压稳定的极限状态。如果系统的功率无法平衡，即不存在稳定的平衡点，那么就认为系统会发生电压失稳。可以采用有功功率最大值或无功功率最大值作为临界电压。此方法是基于P-U或Q-U曲线定义电压稳定的方法，曲线的顶点即为最大功率。

（四）奇异值分解法

奇异值分解（特征值分析）法把潮流雅可比矩阵的最小奇异值作为电压稳定的指标，用来反映当前工作状态接近临界工作状态的程度。电压稳定临界点，从物理上是系统到达最大功率传输点，而从数学角度上就是系统潮流方程雅可比矩阵奇异的点。当系统的负荷接近其极限状态时，潮流雅可比矩阵接近奇异，因此，最小奇异值映射出雅可比矩阵奇异程度。

2、动态分析方法

动态分析方法考虑了发电机、有载调压变压器、电动机励磁系统、负荷等元件的动态特性，可以用一组微分方程、差分方程和代数方程组（DDAE）来描述。通过对系统进行长时间动态仿真分析可以有效研究电压失稳或崩溃机理、过程。动态电压稳定根据扰动的大小分为小扰动稳定和大扰动稳定。

结束语

综上所述，在电力系统运行的过程中，电力系统的稳定性不仅和用户有直接的关系，还对供电系统的稳定性有着重要的影响。在电力系统运行的过程中，我们要采取相关的措施稳定供电系统，保证系统功能的最大发挥。

参考文献

电力系统动态安全分析篇3

EMS技术，即能量管理技术，在自动化电网调度中起着重要作用。随着用电需求增加，电网容量增大，需对EMS技术加以改进，提高调度的安全可靠性，同时起到节能降耗的效果。AEMS技术就是EMS技术改进后的成果，包括信息通讯、动态测量、中央处理机和同步定时几个子系统。AEMS系统采用多层结构，能够有效处理各种复杂情况；硬件包括数据服务器、应用服务器、数据库服务器等，软件则主要是EMS网络和SCADA网络，实现了安全、质量、速度和经济的统一。既能独立使用，又能和EMS系统配套使用。该系统采用数字化技术，可将各种指令信息以数字的形式显示；能够进行全局性智能决策，以控制理论为基础，可代替调度人员自动操作；各个模块之间实现了数据信息共享；系统具有可视化功能，可实时监控电网运行状态，将结果显示在屏幕上，方便工作人员观察分析；另外，其调控机制是以混成控制为基础的，能使复杂的问题简单化。AENS系统应用于调度中，可对全网所处状态进行估算，根据实际变化实现动态调度，并且能够在线定价核算。在出现故障后，可自动采取预防性控制，从而提高调度水平。

2电力电子技术的运用分析

首先是高压直流输电，主要是从经济和安全的角度考虑的，输电容量较大，且控制调节灵活，具有良好的稳定性。尤其是输电距离较长时，更能体现出此技术的优势，不但可提高调度系统的稳定性，还能减少电能损耗。而且不需要交流系统的同步，所以可同时与两个或更多的不同频率的交流电网相连接；其次是交流输电，多指柔流输电系统。它属于静态电力电子装置的一种，在远距离电能输送中颇为适用。核心部件是系统控制器，集通讯、微电子、现代控制等技术于一体，速度快、灵活性高，可实时对电力系统各项参数加以调整，以提高交流输电系统的可控制度，进而使系统柔性达到最高值。按照所处部位，可将这些控制装置分为供电、输电等类型，其特征没有太大差别，都能对交流的强弱变化进行协调，保证整体供电；最后是不间断电源，为了防止突然断电而设置的紧急供电装置，使得电力自动化系统更加可靠安全，在电力调度中的作用日益突出。

3安全稳定控制技术的运用分析

控制系统是调度自动化系统的重要组成部分，当系统采集有关信息后，可通过此模块加以控制，如诊断异常现象、隔离故障等，确保电网能够安全运行。安全稳定是从事电力工作首先要考虑的因素，如若调度失误，必将带来严重的损失。所以安全稳定控制技术在电力调度中不可或缺。其作用常常通过运行监控系统、电路控制系统以及调度中心分析系统来体现，如负荷变化过大时，应根据有/无功备用容量加以调整；部分元件不能正常工作时，可根据元件推测故障形态，并采取合理的措施恢复系统平衡。关于该技术的分类，按照市场经济需求，可分为整体联网进而部分电网控制两种形式；按照稳定类型，可分为暂态稳定控制、电压稳定控制、失步控制等。

4雷电定位系统的运用分析

首先，电力系统在运行中难免会遇到雷雨天气，当输电线路被雷击中后，很容易跳闸。而电力系统较复杂，如果依靠人工，很难快速地找到故障点。运用雷电定位系统可提高查找速度和精确度，一旦出现跳闸事故，可根据跳闸时间迅速找出故障点，并及时采取解决措施。整个过程既减少了人工劳动量，又缩短了抢修时间；其次，引起跳闸的原因有很多，发生在雷雨天气，不一定就是因为雷击引起。以往如果找不到故障原因时，常将其归为雷击，即便采取措施，也不能彻底解决问题。使用雷电定位系统后，能够根据时间等信息缩短查找范围，仔细分析故障是否是由雷击引起，以提高分析的精确度。此外，该系统的应用还能根据雷电具体情况做出调整。在掌握雷电活动信息后，可以更加灵活地进行调度控制。使用该系统可精确监控雷电发生的地点、时间、电流大小等信息，并能对雷电回击次数进行测试。而对于这些信息的了解，使得电力调度员能够以实际情况为依据，对电力系统运行状况做出更改和预防，以降低雷电故障发生率。

5结束语

电力系统动态安全分析篇4

关键词：电力调度;安全风险;防护策略

中图分类号：F407.61文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）35-0109-02

电力调度被誉为电网的“神经系统”，对电网安全稳定运行具有重要作用。随着智能电网的建设与发展，电网向着高电压、大容量、远距离方向发展，电网交直流混联使得系统暂态特性更加复杂，系统失稳风险不断增加，对电力调度运行提出了更高的要求，因此，应加强对电力调度自动化系统安全运行措施的研究，提升对安全风险的辨识，并做好积极的防范措施。

1电力调度技术新发展与系统安全风险

2009年，我国提出建设坚强智能电网的战略规划，调度运行呈现出新的发展局面。智能电网发展以自动化、智能化、自愈化为主要特征，智能电网的发展也给电力调度技术带来了新的变化，作为智能电网的支撑体系，调度自动化系统必须实时获取电网的运行数据，实现对系统的监测与控制。智能电网是一个多元化、多尺度、多对象的复杂统一体，调度自动化系统具有以下特征。

1.1数据容量大

调度自动化系统的发展需要基于全局，我国电网规模不断扩大，调度系统需要管理的信息不断增加。集中体现为以下几个方面：

①电网交直流互联，规模迅速扩大，需要对电网的整体模型统一分析。

②与传统的EMS系统相区别，调度自动化的趋势是实现一次系统和二次系统的统一建模、数据采集、智能分析。

③传统的EMS系统仅限于对电网稳态工况的分析，调度自动化的发展趋势是静态、动态、暂态三位一体。

1.2系统实时性强

智能电网需要在时间尺度上进行稳态、暂态相结合，在空间尺度上实现各级调度协调，强调监测、分析、调度的统一性，因此，对系统的实时性要求更高，通过高密度采集的相量测量单元（PMU）实现闭环控制，对分析和决策软件的实时性要求也相对较高。

系统的实时性要求还体现在调度自动化控制平台的一体化趋势，现代调度自动化逐渐向着分布式、一体化、标准开放方向发展，支撑软件平台将向着统一数据源、数据和参数共享、RTU与PMU融合、SCADA与WAMS融合，调度自动化控制平台一体化趋势不断增强，电网调度的数据将能够实现同时间尺度下的广域测量。

1.3功能日益复杂

智能电网下电网的运行特性更加复杂，调度自动化系统承载的功能不断增多，随着电网中各类复杂电力电子元件、非线性元件、新型一次设备的接入，传统的仅能进行电网稳态的监测和分析控制的EMS系统已经不再能够满足需求，例如，对于系统偶发性的低频振荡或长周期动态扰动，EMS系统则无法反应。

新发展下电力调度应实时追踪系统动态特性，并结合先进的保护与控制技术，不仅满足传统的分析和监视功能，还要进一步拓展到广域控制保护和安全防御协调，以及各类综合信息的应用，整合EMS、WAMS等系统功能，成为一个综合性平台化的大系统。

根据上文分析，随着电力调度系统的数据容量不断增大、系统功能日益复杂，且系统实时性要求不断提升，受到光纤信道、通讯稳定性、系统架构等各类因素的影响，调度运行中的安全风险也随之增大。

2电力调度运行中的安全风险分析

电力调度运行中的安全风险是多方面的，可能是技术原因造成的，也可能是管理原因造成的，或生产原因造成的，还有可能与天气、通信、系统因素有关。根据电力调度运行安全风险发生的频率，大致可以分为以下几方面。

2.1系统运行中的安全风险

调度自动化系统运行中，所面临的安全风险主要体现在：

①产品设计风险，如系统设计缺陷、技术资料和图纸与现场不符、系统软件存在问题等。

②设备老化风险，如系统硬件配置问题，通信信道老化等。

③环境因素风险（地震、雪灾、泥石流等），如2008年发生雪灾事故中，大量调度通信信道受到覆冰和低温影响，给电网调度运行带来较大风险。

2.2系统管理安全风险

系统管理风险是指在对调度自动化系统进行管理的过程中，因人为因素、管理不当、制度不严等造成的风险。主要体现在：

①制度管理不严，例如调度业务流程不清楚、调度安全责任未落实到位等。

②调度管理人员专业知识不到位，包括不熟悉系统特性、不了解调度规程、调度术语使用不规范、事故反映和处理能力不强等。

③调度管理人员责任心不强，包括不严格遵守调度操作流程、发现事故隐患后未及时处理、停电和恢复供电前不及时核对、不认真填写相关的流程资料。例如，A变电站停电事故，就是因为调度员对系统运行方式不清楚，在某220kV甲线路停电检修，由另一个进线开关通过220kV乙线给A变电站供电的情况下，误下令断开了220kV乙线的开关，导致了A变电站停电事故。

3电力调度运行中安全风险的防护策略探讨

3.1采取动态安全预警和协调防御技术

智能电网背景下，智能量测、传感技术、同步测量、通讯控制技术不断发展，为调度自动化的多目标时空协调在空间区域、时间尺度和目标功能上提供了更多优化功能。包括局部电网和全局电网的协调控制、调度与规划和控制环节的协调优化、经济运行和电能质量控制方面协调优化等。

对调度运行中安全风险防护可以依托这些新技术，实施动态安全监视和预警，并采取稳定的协调防御和控制策略，新型电力调度运行应用系统的集成整合如图1所示。

该支撑平台能够方便的对应用系统的数据进行操作，并对调度数据实现动态安全监视和安全预警，一旦发现异常情况，能够及时报警，调度自动化系统应对安全风险的能力不断自动化与智能化。通过在线处理故障、实时决策，实现大面积的连锁故障预防，提升调度运行人员驾驭复杂电网的能力。

3.2提升电力调度系统的运行管理水平

根据上文分析，电力调度运行中很多事故都是运行管理不当造成的，因此，除了从技术上积极采取动态预警和追踪外，还应该从制度、规范、流程上不断优化调度系统的运行和管理水平。首先，严格各级调度规程，要求调度人员逐项执行操作票，并逐项汇报，严禁跨项操作、私自增加工作内容等现象。其次，落实安全责任制，进一步健全监督和管理体系，对因为运行方式错误安排、调度误操作、调度事故误应对等情况，将责任落实到人。

3.3加强对调度系统运行人员的培训

随着电网技术的不断发展，对调度运行人员的素质要求也日益提升。调度工作对调度员的专业素质要求较高，必须熟悉电网的运行特性、有扎实的专业知识、具有高度责任心，因此，应积极组织调度运行管理人员加强学习，熟悉调度运行中面临的各项安全风险，不断总结系统安全风险的应对策略，提升安全防护水平。

4结语

随着智能电网下电力调度自动化系统的新发展，电网安全防御也需要随之升级，并体现出从局部向全局、从离线向在线、从单一防御向综合安全防御方向发展的趋势，并广泛使用安全校核和辅助决策，进行网省协同安全校核，实现广域保护和控制一体化，以推动我国电网安全水平的不断提升。

参考文献：

[1]叶永忠.浅析电力系统中电网调度与自动化[J].东方企业文化，2011，（14）.

电力系统动态安全分析篇5

关键词：电力系统自动化技术应用发展趋势

电力系统是由发电机、变电站、电力线路、用电设备联系在一起组成的统一整体。总的来看，电力系统自动化不外乎两大部分：监测和控制，主要包括发电过程的自动检测和控制，自动调度，系统和设备的自动安全保护以及信息的自动传输等。根据具体的发电配电过程，电力系统自动化主要包括电厂综合自动化、电网调度自动化、供电系统自动化等多个方面，并实现分层分级管理。随着世界社会经济的发展，负载终端设备变得多样化，电力系统这张网络越来越大，越来越复杂，逐渐演变为一个地域分布广阔，由各自独立的发电站、变电站、输配电网络、配电网络和用电设备组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量，具体体现在电压和频率上面，使系统安全可靠地运行，管理能力更加高效有力，实现较高的经济效益和生态效益。

1.电力系统自动化及新技术的应用

目前，随着科技的快速发展，电力系统实现自动化及目前的新技术应用主要包括以下几个方面：

1.1发电厂自动化技术的应用

主要应用于控制单元、运行单元和以太网等。控制单元主要是对发电厂的变送器、电气量、开关量等自动的进行数据处理，然后直接进行下一步的执行。

1.2变电站自动化技术的应用

主要应用于变电站二次设备的优化和重组，对变电站的整个运行状态进行实时监督，实现整个系统的自动化控制。常用的有变压器设备的在线自动检测和智能控制系统。变压器连接着电力系统和电力用户，只有时时刻刻随时关注变压器的运行情况，才能够及时的发现问题，解决问题，从而保证供电的质量和稳定性。变压器的自动检测系统主要是指能实时检测传感器和计算机等设备，随时全面掌握供电状态，根据显示数据的变化能快速的发现问题，并及时确定发生问题的位置，从而控制电力故障的发生。智能控制自动化系统与传统的控制技术相比，能够解决以往不能解决的问题，具有更强的适用性。

1.3配电网自动化技术的应用

主要就是在电网运行的过程中，实时进行数据的检测和采集，通过数据对电网的运行情况进行分析，从而进行控制和调节，来满足用户的需要。常用的有柔流电系统和灵活交流技术，新型监测和动态安全监控系统。柔流电系统简称FACTS，是指将电力电子装置应用到输电系统中的重要位置，调整和控制电压和相位差等主要的参数。灵活交流技术简称DFACTS，主要用于配电系统，由于用户对电力的质量要求越来越高，对配电系统的可靠性也提出了新的要求，在配电网系统和用户中都采用电子远程控制，提高配电网的供电质量，从而提高整个电力系统的稳定性。

2.自动化新技术在当前电力系统检修、维护中的应用

我国电力系统设备检修维护模式从最早的定时检修、定时轮修，逐步过渡到状态检修、状态维护。状态检修改变了以往定时检修的模式，是一种基于设备实时状态分析的检修模式，改变了以往方式固化、目的性不强的检修模式。设备状态分析基于设备数据采集、设备参数建模而来，通过对性能、参数的分析得出设备运行状况分析结果，根据设备状况分析结果决定是否进行检修、何时进行检修。状态检修不仅为适时检修提供了理论、数据支持，使设备检修工作可以更加主动、准确的进行，还节约了设备检修、维护的成本。随着自动化技术、计算机网络技术的发展，未来还可以发展某一电力系统的状态检修，即根据该系统内各个电力设备（如电网内各电厂的发电机组）的状态分析，科学、合理的安排检修时间，避免电力系统内因设备检修引起的电力缺口，以及因系统电力缺口较大使得某些该进行检修的设备得不到检修，减少设备故障的风险。用于电力整个系统的自动化技术为微机实时保护系统，随着各个环节的自动化技术的发展，微机实时保护系统也显示出了越来越重要的作用，因此要实时对微机进行自动保护，以防止出现问题时能够及时的发现。电力系统的微机保护装置要符合电力系统对于实时、安全稳定和扩展的特点。

3.电力系统自动化技术的发展趋势分析

3.1视觉信息技术与现场总线技术的发展

1）视觉信息技术

通过视觉信息技术，人们可以更方便地获取与分析多个图像，使电力系统中的遥视系统的功能得到增强，并最大限度地提高了电力系统的自动化程度。其中，无人操作与在线监控是视觉信息技术发展的主要趋势。利用视觉信息技术，可实施对移动物体实时监控。若在监控过程中，有异常情况出现，运用该视觉信息技术可以进行自动提醒与识别。此外，通过视觉信息技术，可以对电力系统中的异常情况进行在线的监测，例如对断路器的开合状态进行在线监控等。

2）现场总线技术

现场总线技术具有数字化的特点，运用该技术可以将电力系统控制室内的仪表与现场的自动化仪表有效地连接起来，提高了电力系统的经济性与安全性。现场总线技术的运用，能将生产过程中的控制功能进行分散，并将前置控制计算机安装电力系统各控制装置的底层，从而对电力系统设备进行监控与调节，使电力系统的可靠性大幅提高。

3.2地理信息系统技术与GPRS技术

1）地理信息系统技术

该技术也称GIS技术，运用该技术，能够向电力系统提供一个信息化与数字化的地理信息管理以及维护的平台。在电力系统中，空间资源规划以及配电系统是该技术的主要发展趋势。

2）GPRS技术是一种无线分组业务

在电力系统中，GPRS技术的应用可以有效避免传统数据传输过程中的缺陷，实现电力系统对远程抄表以及低压配电监控的需要。在远程抄表中，GPRS技术的应用。在电力系统的远程抄表系统中，采取GPRS技术，可以把电表实时采集的相关数据，传输到监控中心，从而有效控制电力系统中的电力设备。同时，在位于偏远地区的变电站中，采用GPRS技术，可对电表的采集的数据进行自动地读取，自动远程控制变电站的运行情况，且自动维护电站的设备，从而达到了有效节省电力系统的成本的目的。电力系统低压配电中，GPRS技术的应用。我国电力系统的配电较为分散且配电数量庞大，因此对低压配电设备的性价要求非常高，优质的低压配电设备才能满足电力系统低压配电的需求。采用GPRS技术，可以对电力系统低压配电设备的数据，进行实时地采集、监控以及分析，并进行准确的数据传输，从而满足了电力系统对数据传输的要求。

实现现代大型电力系统的安全控制是个非常复杂的系统工程，保证安全可靠的运行是电力系统自动化的首要目标，电力系统还应该为用户提供高质量的服务。社会经济的快速发展对电力系统的供电能力以及稳定性，提出了更多的考验。面对现在的形势，我们不仅要看到发展的空间和方向，更要看到使命和责任。

电力系统动态安全分析篇6

关键词：广域测量系统（WAMS）；同步相量测量装置；动态监测

随着电力系统总容量的不断增加、网络结构的不断扩大、超高压长距离输电线路的增多以及用户对电能质量要求的逐渐提高，对电网的安全稳定提出了更高的要求。建立可靠的电力系统运行监视、分析和控制系统，以保证电网的安全经济运行，已成为十分重要的问题。近来受到广泛关注的广域测量系统（Wide-areameasurementsystem，WAMS）可能在一定程度上缓解目前对大规模互联电力系统进行动态分析与控制的困难。

1安全稳定控制系统

互联网稳定控制面临着较多的问题：互联系统的低频振荡问题及紧急控制等问题。如我国华中系统的低频振荡衰减时间较长，当系统出现故障时，华中系统的较长的动态过程势必会通过联络线影响到华东系统。传统的基于事件的就地控制不能够充分观察系统的动态过程，因而不能够较好观察系统的各种状态，比如某些系统目前无法较快地抑制低频振荡问题。基于响应的广域稳定控制增强了互联网稳定控制的可靠性和灵敏性。

目前的稳定控制系统，比如电气制动、发电机快速励磁、发电机组切除、自适应负荷减载及新兴的灵活交流输电等，发展到广域控制都应该是基于广域电力系统的信息:原来使用就地信息不能够满足控制对电力系统充分观察的要求。广域测量系统提高了电力系统的可观察性，通过各种分析手段，进行系统动态过程的分析，如通过频谱分析，可以实时计算出系统的振荡模式、系统状态量的变化趋势等:从而提供给广域控制充分的动态信息。

1．1暂态稳定预测及控制

当今投入实际工业应用的稳定控制系统可分为两种模式，即“离线计算、实时匹配”和“在线预决策、实时匹配”。但分析表明，大停电往往由“不可预见”的连锁故障引起，在这种情况下以上两种稳定控制系统很可能无法响应。理论上最为完美的稳定控制系统模式是“超实时计算、实时匹配”。这种模式假设在故障发生后进行快速的暂态分析以确定系统是否会失稳，若判断系统失稳则给出相应的控制措施以保证系统的暂态稳定性。这种稳定控制系统的整个分析计算、命令传输、执行过程的时间极短，理论上可以对任何导致系统暂态失稳的故障给出相应的稳定控制措施，达到对各种系统运行工况、各种故障类型的完全自适应。

WAMS在以下几方面的应用有助于实现上述自适应实时控制系统：

（1）对于WAMS提供的系统动态过程的时间序列响应，直接应用某种时间序列预测方法或人工智能方法预测系统未来的受扰轨迹，并判断系统的稳定性。但由于电力系统在动力学上的复杂性，这种直接外推方法的可靠性值得怀疑。

（2）以WAMS提供的系统故障后的状态为初始值，在巨型机或PC机群上进行电力系统超实时暂态时域仿真，得到系统未来的受扰轨迹，从而判断系统的稳定性。仅就算法而言，这种方法是可靠的，但在连锁故障的情况下，控制中心未必知道该方法需要的电力系统动态模型；再者，该方法要求的时域仿真的超实时度较高，目前对大规模系统而言可能还存在困难。

（3）基于WAMS提供的系统动态过程的时间序列响应，首先利用某种辨识方法得到一个简化的系统动态模型，然后对该模型进行超实时仿真，得到系统未来的受扰轨迹，并判断系统的稳定性。这种方法的可靠性比第一种方法好，同时仅基于WAMS提供的实测信息，不需知道第二种方法必需的故障后系统动态模型的先验知识，应该是目前比较有前途的方法。

除了判断系统稳定性外，另一个重要问题是若干预测结果为系统失稳，那么该如何给出适当的控制量以避免系统失稳，这方面的研究相对于暂态稳定预测的研究还较薄弱。它涉及电力系统稳定量化分析和稳定量化指标对控制变量的灵敏度分析，即使在离线环境下这也是一个难点，实时环境下要求快速给出适当的控制量将更加困难。有些研究以WAMS得到的故障后一小段时间内的实测量为输入向量，通过人工神经网络直接将这些实测量映射到控制向量（如切机、切负荷量等）空间，这种方法相当于将暂态稳定预测和求解控制量都隐含在神经网络之中。但人工神经网络的训练需要大量样本，如何保证这些样本对各种系统运行工况和各种可能发生的故障具有足够的代表性是一个难题。WAMS得到的实测信息也可用作稳定控制后备的失步解列装置的触发信号，在这方面的研究中系统通常被等值成两机系统。

1.2电力系统稳定器（PSS）

传统的分散配置的分散控制器实际上是在简化模型下设计的“孤立”控制器，只考虑本机可测信号，不考虑多机系统之间的关联作用及系统中其它控制器的存在和交互作用影响，其结果是这种控制器只对改善本机控制特性有一定好处，但对系统其它相邻机组的动态行为不可能有确定的改善，相反存在着各控制器间动作无法协调，而使各自的控制特性恶化的可能性。北美系统在进一步加装PSS过程中曾有过由于相互协调而使低频振荡重新出现甚至加剧的实例。

广域测量系统提供了广域系统的同步状态量，为进一步开发相互协调动作的电力系统稳定器打下基础。基于广域测量系统，PSS可以观察动作以后系统各点的响应情况，并根据系统的状态，确定进一步的动作。

2电压、频率稳定控制

2．1慢速电压稳定控制

基于广域测量系统，人们可以开发较为慢速的广域控制，比如电压稳定控制。美国BPA公司正在开发"先进电压稳定控制"项目。该项目基于广域测量系统和SCADA系统提供的系统电压、电流相量、有功、无功及频率等综合信息开发以下控制：基于响应的快速控制，该控制措施包括发电机跳闸及无功补偿调节。该控制主要需要提供电压相量、频率、有功及无功的测量；利用无功补偿设备进行电压控制，基于广域测量系统提供的电压幅值及功角，无功补偿设备使用模糊逻辑控制来调节电压幅度；变压器自动调压避免变电站之间并联变压器的环流现象，提高电压稳定性；发电厂的电压调度在电压紧急的状态下，有较多无功储备的电厂可以提高电压，从而减少系统的无功损耗，并提高电容器组的无功输出。这些措施可以提高系统的无功平衡，从而加强电压的稳定。

2．2静态电压稳定控制

相对于暂态稳定问题，静态电压稳定和频率稳定属于慢动态的范畴，更易于利用WAMS信息实现稳定监视和控制。如利用WAMS得到的各节点电压相量测量值将系统等值成两节点系统，能快速给出电压稳定裕度；以各节点电压相量测量值作为输入变量，以潮流雅克比矩阵的最小奇异值作为电压稳定指标，用大量样本训练得到一个模糊神经网络作为电压稳定分类器，输出变量为很安全、安全、警戒、危险、很危险等5种电压安全水平；以WAMS提供的节点电压相角差和发电机无功出力为输入变量，应用决策树快速评价系统的电压安全水平。

3动态过程安全分析

3.1低频振荡分析及抑制

随着大电网的互联，区域间的低频振荡对互联电力系统的安全稳定运行构成了威胁。WAMS可望在分析和抑制低频振荡方面发挥作用。直接将系统线性化状态空间方程离散化，利用WAMS提供的各离散时间点的测量值，通过最小二乘法计算线性化状态空间方程的系数矩阵，进而计算该矩阵的特征根；基于WAMS提供的各离散时间点的测量值采用卡尔曼滤波方法计算系统的机电振荡模式；应用快速傅立叶变换和小波分析对WAMS提供的节点间的电压相角差振荡时间曲线进行分析，提取低频振荡模式。与常规离线分析相比，基于WAMS的低频振荡分析具有更高的可信度。

通常仅基于本地信息的阻尼控制器（如PSS）不能很好地抑制区域间的低频振荡，因为本地信息并不能很好反映区域间的振荡模式，本地信号对于区域间的振荡模式的可观测性不好。WAMS的出现为抑制区域间的低频振荡提供了强有力的工具，可通过WAMS获取区域间的发电机相对转子角和转子角速度信号等全局信息作为阻尼控制器的反馈信号构成闭环控制。将采用WAMS信号的区间阻尼控制器附加到发电机励磁控制器中，达到抑制区域间振荡的目的；采用WAMS信号作为装设于联络线上的TCSC装置的控制输入，基于线性H∞控制理论设计了TCSC区间阻尼控制器采用WAMS信号作为控制器输入时，需要引起重视的是WAMS信号的时滞（TimeDelay）问题考虑时滞后闭环系统成为一个时滞系统，若时滞过大可能引起闭环系统的不稳定采用最小二乘预测算法由历史PMU测量序列得到控制器当前的反馈输入，没有明确说明时滞的处理方法，但其采用的H∞控制是一种鲁棒控制方法，对由时滞造成的影响有一定抑制作用。

3.2全局反馈控制

以往乃至目前的电力系统控制研究领域一直强调分散性/就地性，即对电力系统中的某一动态元件仅采用本地量测量构成反馈控制，从便于控制实现的角度追求控制的分散性/就地性毫无疑问是可以理解的，但通常电力系统的动态问题本质上具有全局性（如暂态稳定问题），而分散/就地控制只是通过本地量测量间接地包含一些全局信息，因此在提高全系统稳定性上有一定局限性。随着WAMS的出现和发展，研究和实现基于WAMS信号的全局信息反馈与控制成为可能。

基于WAMS提供的全局实时信号，将通过联络线互联的两个区域等值成一个两机系统，然后采用直接线性化技术设计了联络线上的TCSC控制器，数值仿真结果表明，所设计的基于WAMS信号的全局TCSC控制器有效提高了互联系统的暂态稳定性。在全局反馈控制的研究中，同样存在远方反馈信号的时滞问题，有必要采用时滞系统控制理论加以分析研究，以探明时滞对全局反馈控制的影响。另外，对于非线性全局控制，如何根据特定的控制目标选择合适的远方反馈信号也是一个值得研究的问题。

通过分析可见，建立广域测量系统成为我国电力系统发展的必然，必须从工程技术、经济等角度对其开发、应用进行整体规划。未来重点要编制现有技术应用的规范，并提出技术改进的各种方法。根据我国电力系统运行、规划、分析、控制、保护及EMS等系统的未来实际要求，确定与广域测量系统接口、数据管理、分析和交换等各种相关课题。

参考文献

[1]严登俊，袁洪，高维忠，等．利用以太网和ATM技术实现电网运行状态实时监测[J]．电力系统自动化，2005，27(10)：67-70．