燕超群 郭灵杰
巴彦淖尔电业局 内蒙古巴彦淖尔市 015000
摘要：电力系统在运行过程中，需要保证自身较高的经济价值，才能保证运行过程中的安全使用。系统需要在最坏的环境下才能保证正常工作状态，在发生故障时仍能安全运行。基于这种情况下的风险评估方法，所得到的结果自然保守，不能满足电力系统运行过程中的经济需求。因此，有必要进一步对电力系统风险评估体系进行梳理，对风险进行重新定义和分类，总结出适用于实际工作的评估分级体系。
关键词：电网；风险评估；定级体系；构建；应用；
为解决风险指标体系在工程应用中存在的评估细节反映不足和风险信息不够充分的缺陷,提出了一种电网运行风险评估与定级体系。首先,在结构上将风险重新定义为等级、类别、概率、严重程度、原因集和后果集的集合,在类别上将风险分为减供负荷、重载或过载、电压偏移、电网解列、厂站全停和重要用户全停。其次,设计了各类风险发生概率等级、严重程度等级及风险综合等级的定级方法。最后,从信息采集、风险辨识、风险评估、风险定级和风险预警五个环节设计了体系流程,并对该体系的应用效果作了说明。
一、风险的分类以及定级方式
1.风险发生概率定级。电力系统是以变电设备作为基本工作单位，因此设备无法正常工作，是影响系统运行的主要原因，在设备运行的过程中，通常受到很多因素的影响，例如自然天气、设备老化等，因此在进行风险评估时，一般依靠设备发生故障的几率多为设备停运。然后根据设备故障发生的几率，可以通过计算得到电网中事故发生率。
2.风险严重程度。减供负荷是影响电网稳定运行的风险之一，对减供负荷的程度进行评价时，一般使用两种方式，第一种根据减供负荷总量进行评价，第二种，按照减供负荷占总负荷量的比例进行评价。对重载或者过载风险进行评价时，主要从两个方面考虑，线路变压器上的重载以及过载，或者输电断面上的重载、过载。评价风险程度时，一般按照负载植与额定值之间的比值进行衡量。
3.多风险处理方法。对每一个预想事故下的电网运行状态进行风险评估,确定六类风险的风险等级。在全部预想事故评估完成后,得到某一地区电网或省级主网中出现的所有风险,取其中最高的风险等级作为该地区电网或省级主网的风险等级。例如,假设某时刻某地区电网的风险评估与定级结果为有两个预想事故经评估后电网存在风险。（1）预想事故A下电网存在三级重载或过载风险、二级电压偏移风险。（2）预想事故B下电网存在三级减供负荷风险、三级厂站全停风险和二级重要用户全停风险。通过对该结果进行分析可知,预想事故A和预想事故B引起的最高风险均为二级,即该地区电网所有预想事故评估得到的所有风险中最高风险等级为二级,故该时刻该地区电网的风险等级定为二级。由于不同预想事故引起的风险的原因场景不同,同一预想事故引起的不同风险的后果类型不同。为全面反映风险发生的各个不同原因和风险导致的各种不同后果,将评估过程中出现的所有风险均作保留,便于专业人员对电网拟定全面的防控措施。比如,对于上述案例,专业人员可先针对二级风险制定风险防控措施,再针对三级风险制定措施,也可全盘考虑综合制定风险防控措施。
二、电网运行风险评估与定级体系流程
电网运行风险评估与定级体系主要包括信息采集、风险辨识、风险评估、风险定级和风险预警五个环节。弥补了风险指标体系的工程应用缺陷,能够为调度员提供充分的风险信息,从而起到更好的辅助决策作用。
1.信息采集。信息采集环节用于收集和加工风险辨识与风险评估环节所需要的各类环境、系统和设备信息。
主要包括以下几个方面。（1）气象信息:气象实况、微气象、雷电、恶劣天气预警等;（2）系统运行信息:网络拓扑、节点电压、节点负荷、发电出力、线路和变压器潮流、检修计划、负荷变动等;（3）设备信息:设备参数、历史故障情况、所属管辖单位等。信息采集环节将采集的各类信息按照风险辨识和风险评估环节所需格式进行加工、转换和存储,保证数据的有效和充分。
2.风险辨识。风险辨识环节利用信息采集环节采集的信息,对电网面临的各类不确定因素和安全隐患进行辨识。对各个影响因素进行分类量化,建立相关关系分析模型。根据设备历史故障记录,筛选出若干相对独立的影响因素,建立设备停运模型。
3.风险评估。风险评估环节第一步是要确定设备的实时故障概率,将信息采集环节采集的影响因素实时值带入设备实时故障概率计算公式,得到设备实时故障概率。风险评估环节第二步是系统预想事故集的建立,可以采用蒙特卡洛、状态枚举、快速排序、事件树等方法,本文采用N-k(k=1,2)事件动态地生成预想事故集。风险评估环节第三步是对预想事故下系统运行状态进行分析。首先是电网拓扑分析,根据预想事故下的电网拓扑,评估系统是否存在电网解列、厂站全停以及重要用户全停。然后,对预想事故下的电网进行潮流计算,以判断线路、变压器和输电断面是否存在重载或过载以及节点电压是否存在电压偏移。当系统存在这两类情况时,则需通过最优潮流模型对系统进行矫正,包括发电重新调度和负荷切削,以消除系统潮流和电压约束越限。该最优潮流模型的目标函数是负荷削减总量最小,最优解是各母线上的负荷削减量。当最优潮流计算结果表明系统存在负荷切削时,即可进一步计算系统减供负荷量。
4.风险定级。在风险评估环节评估过程中即同时启动了风险定级环节,各评估步骤触发相应定级模块,针对省级主网和地区电网,一方面对六类风险的严重程度进行定级,另一方面对风险的发生概率进行定级。然后根据风险等级,及时记录风险类别、发生概率、严重程度、产生该风险原因集(预想事故)和该风险发生将造成的后果集,从而得到风险定级结果。针对所有预想事故进行评估,若存在风险,则对预想事故引起的风险进行定级,并将所有风险定级结果存入风险库。风险库中的信息在风险评估与定级过程中滚动更新,在每次评估定级结束后,风险库中保留的信息即为该次风险评估与定级的最终结果。在下一个时间点启动风险评估与定级流程时,清空风险库并开始存储新的电网运行条件下的风险定级结果。
5.风险预警。风险预警环节根据风险库实时判断当前系统是否存在风险。若存在,则将风险发布和推送到调度员。风险预警环节使调度员能够及时获知当前电网的运行风险情况。由于风险R RISK定义,因此调度员可以清楚地掌握每个风险R RISK的等级L、类别K、概率P、严重程度S、产生该风险的原因集N REASON以及该风险发生将造成的后果集Q CONSEQ。充分的风险信息能弥补风险指标的工程应用缺陷,更好地辅助调度员做出决策。该环节能进一步增强安全生产的预控和驱动能力,电网的运行安全管理能从“事后分析型”向“事前防范型”转变,做到对电网风险的预测感知,从而提高电力企业的风险管理水平。
总之，通过将风险结构重新定义为等级、类别、概率、严重程度、原因集和后果集的集合,给调度员提供了风险的详细信息。相比现有的风险指标体系,更有利于为调度员提供更多的辅助决策信息。根据国家电网和国务院相关规程和条例中对电力事故的定义,将电网运行风险总结分为六类,设计了该六类风险的发生概率等级、严重程度等级和风险综合等级的定级方法,通过权重系数可按需灵活实现风险定级侧重性的工程化配置。根据对风险的定义以及对风险的分类与定级方案,设计了电网运行风险评估与定级体系,将体系流程总结为信息采集、风险辨识、风险评估、风险定级和风险预警五个环节,更加易于工程实现。
参考文献：
[1]王伟,浅谈电网运行风险评估与定级体系的构建及应用.2018.
[2]汤鹏佳等.关于电网运行风险评估与定级体系的构建及应用.2019.