电网运行异常的状态特征与趋势指标

摘要：在电网运行的过程中，存在有多种干扰因亲，将导效电网处在非正常运动状态，并最终导致故障。加强对电网运行异常状态的反映，则能有效预防故障发生。基于这种认识，本文对电网运行异常的状态特征与趋势指标展开了分析，并提出了特征和指标的提取方法，从而为关注这一问题的人们提供参考。

引言：

电网运行异常现象的发生，容易引发停电事故，将给社会带来较大的经济损失。针对这种情况，还要加强电网运行异常状态特征的分析，并完成电网运行异常趋势的预测，以便实现电网异常预警和控制，确保电网的安全、稳定运行。因此，还应加强电网运行异常的状态特征与趋势指标研究，从而更好的完成电网运行状态的反映，积极推动电力事业的发展。

1、电网运行异常的状态与趋势分析

1.1负荷流引发的电网异常状态与趋势

从电网异常状态与趋势产生情况来看，以负荷流为主的电网汲出流变化将引发电网异常状态与趋势。首先，负荷高位在短时间内超出常态水平时，系统上调容量和响应会在短时间内降低，甚至出现完全消耗的情况。比如在电力系统有较高风和光电源渗透率的情况下，如果风速下降，就会导致系统负荷异常。其次，在负荷低位短时间内降低至超常水平时，系统会出现下调容量短时间减弱的问题，可能引发系统无备用资源。比如在小火电设备大量减少的情况下，就会因低谷效应而引发这一现象。此外，在举办重大娱乐庆典活动后，也可能因无法准确把握负荷实际情况而出现电网运行态势异常的问题。

1.2注入源引发的电网异常状态与趋势

电网运行态势异常，也可能是由电网注入源过量、欠量或超常变化引发。首先，在电网注入源过量的条件下，系统节点或局部网络可能出现响应支撑力不足的问题，导致系统在负荷高位低或频率高时无法实现有效调节，进而导致系统在负荷较高时电压过低，难以维持正常运行。其次，在电网间歇性电源功率长时间剧烈波动的情况下可能会出现电网局部电压剧烈波动的问题，从而引发线路潮流宽裕程度不佳，然后可能引发系统低频震荡。最后，如果电网结构出现超长变化，如设备故障或操作失误，就会导致电网结构稳定性被削弱，进而导致电网运行态势异常。

1.3情景交错引发的电网异常状态与趋势

在电网运行的过程中，会同时受到多种负荷情景的影响。在这些综合因素的交错影响下，电网可能发生运行态势恶化的问题，继面导致电网出现故障。现阶段，整个电网几乎不会因为情景交错作用发生该种问题，但是局部电网可能在某些时间段出现这种问题，继面导致地区电网无法维持正常运行。例如，在负荷高位迅速提升，同时系统无功备用资源不足时，就会出现电网运行态势迅速恶化的情况，进而导致电网在恶劣状态下长期运行。因此，还要合理完成电网运行异常状态特征和趋势指标的提取，以便加强对这一现象的预防。

2、电网运行异常的状态特征与趋势指标的提取

2.1提取思路

在电网运行异常状态特征与趋势指标提取上，还要先明确二者的关系，将情境看做是状态生成条件或原因，将状态看成是情景作用结果。根据电网运行状态信息，可得到状态特征集。在当前状态的基础上进行特征增量计算，则能得到预测信息，从而完成趋势指标预估计算。由于状态特征集和趋势指标集都存在相似参数，所以能够反映“态”的特性。但不同之处在于，趋势指标集将从电网汲出流和注入源等情景角度建立，还具有反映“势”的特性。在电力系统中，如果有事故发生，考察时的窗宽度会发生改变。在无事故的条件下，窗宽度多为分钟级及以上时间级，状态变化属于稳态过程，可以将“态”和“势划分为两种子任务。如果有事故发生，窗宽度会缩减成秒级和毫秒级系统状态变化为暂态过程，难以实现“态”和“势”的准确区分，因此可以将状态特征与趋势指标合并。

2.2提取方法

结合状态特征与趋势指标提取思路，可以建立特征集Ω和趋势指标集ψ1，在关注异常不同的条件下完成有针对性特征的选取。例如在分析电网运行功角稳定性时，可以进行“功角稳定裕度不足”特征的选。在事故情景下，应侧重进利用WAMS进行暂态测量信息的预测和评估，以便使得到的趋势指标能够更好的进行稳定结果反映。按照这方法，可以将异常状态特征划分为两类，一类为安全类，包含主导震荡模式阻尼不足、旋转备用率不足、电压稳定裕度不足、脆弱性等，另一类为质量类，把汗系统频率越上限、节点电压越上限、电压波动幅度过量等。结合状态特征，则能通过考虑特征增量变化建立趋势指标。在当前状态异常的情况下，如果增量变化率较大，说明趋势可能恶化。所以在建立趋势指标集时，需要从反映电网态势是否异常的角度进行操作，完成负荷尚位攀峰速率、负荷低位降谷速率、无功可调资源匮乏耗速率等指标的确立.

2.3综合评估

在对异常状态特征与趋势指标展开综合评估时，还要根据电网当前状态信息完成在线计算，从而获取能够进行电网异常状态反映的特征指标。根据电网设备状态信息和气象、节日等预报信息，则能完成趋势指标的在线计算，实现安全稳定裕度预警。在计算的过程中，还要采用WAMS提供的信息和两机等值法、多端口等值法等方法完成计算。在评估时，则要结合应用侧重完成不同特征和指标的选用，并实现特征与指标阈值整定，即按照脆弱性、震荡阻尼等准则进行整定。在此基础上，则可以采用多层次模糊综合评判方法进行评估，对电压稳态预警等级进行全面判断，同时完成电压态势剖析。但是，采用该种方法需解决模糊隶属度判定和因素权重选择问题，还要通过合理选择才能取得较好的评价效果。此外，在对风险类进行综合评估时，需先利用物理量约束条件完成特征和指标反映的运行态势的度量，然后利用货币化的形式进行事件后果的度量。在实际评估时，需要对不同类的特征和指标进行分别评估，以便根据指标或特征的态势异常完成合适的权重选择问题，还要通过合理选择才能取得较好的评价效果。此外，在对风险类进行综合评估时，需先利用物理量约束条件完成特征和指标反映的运行态势的度量，然后利用货币化的形式进行事件后果的度量。在实际评估时，需要对不同类的特征和指标进行分别评估，以便根据指标或特征的态势异常完成合适的权重选取。通过专家评价，则能得到特征和指标异常程度值权重，从而完成电网异常状态特征和趋势指标的综合评价。

结论：

通过分析可以发现，在电网运行的过程中，还要加强异常状态特征和趋势的分析，以便对近期电网可能出现的问题进行合理预测，从而通过采取措施保证电网运行的稳定性。为此，还要加强电网运行异常状态特征与趋势指标的分析和提取，以便通过综合评价加强电网运行状态的反映，继而使电网异常现象得到有效降低。

（张馨 国网连云港供电公司 222000）

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