电网安全预警系统综述

电网安全预警系统综述

电网安全预警系统综述

一前言

文献[1,2]现代电网规模庞大，运行机理复杂，而且随着现代电力电子工业的发展，大容量非线性电力负荷的大量增加及电力系统长期超负荷运行对电力系统的影响日益受到人们的关注。长期以来由于中国电力严重不足，电力系统始终处于严重超负荷运行状态，存在各种不可预测隐患。近年来，美国，欧洲和俄罗斯电力大停电事故为我国电力系统敲响警钟。为了及时发现电网安全隐患，提高电网运行水平，研究和开发电网安全预警系统已成为主流趋势。

二电网预警系统研究意义和方法

2.1预警及安全风险预警预控理论

文献[3,4]预警起源于军事，从词义上讲就是对某一现象的现状和未来进行测度，预报不正常状态的时空范围和危害程度，以及提出防范措施。预警从逻辑上讲包括几个阶段：明确警义，寻找警源，分析警兆并预报警度。明确警义是大前提，是监测预警研究的基础，而寻找警源，分析警兆是属于对警情得因素分析及定量分析，预报警度则是预警目标所在。预警的过程是对研究对象现状和未来的定性和定量分析，预警方法是预警的核心。

文献[4,5,6]安全风险预警即在前期对生产现场可能存在的安全

风险进行辨识和评价基础上，实时的了解生产现场的安全状况，分析可能发生的事故风险状态和风险水平。根据其预警水平和状态，采取相应的预防控制措施，防止或控制事故的发生，将可能造成的损失降低到最小或可接受的程度。

预警理论和方法已经在宏观经济预警，财务预警等领域得到广泛的应用。预警理论在电力系统中也有初步应用，文献[2]介绍了一种电网监控和预警系统；文献[5]介绍了电网控制中心安全预警；文献[6]提出一种在线继电保护智能预警系统的开发方法。目前主要的预警方法有：灰色预测模型，人工神经网络法，ARMA等。

2.2预警研究方法

文献[7]电力系统网络可以被建成一复杂的动负荷和发电平衡的系统，带有稳定的两种形式。静态稳定稳定描述了这相对较小负荷和发电扰动引起和电网联系数以万计的设备和电气装置正常启动和停工事件，也是发电输入和系统损耗和电力输出匹配能力。反之，暂态稳定描述了电力系统承受大扰动能力和是否能回到一个相对的平衡

稳定状态。两种稳定状态所引起的电网谐波不仅会对继电保护，通信设备，电子仪器等产生不利影响，谐波“污染”也会大大增加电网的故障率，降低电网的可靠性，对电网质量造成严重影响。

文献[7,8,9]安全预警系统可以将调度从传统的事故发生时报警向事故前预警的新模式转变，按时间尺度，大电网运行由检修计划，调度计划和实时调度与控制等环节组成，这些环节都需要进行安全校核和调控辅助决策，需要智能预警和预控。文献[1]潮流预报技术实现电网预警预控，文献[2]智能监控和预警系统，文献[6]电网继电保护在线预警等。本文主要研究如何利用潮流预报技术实现电网预警预控。潮流预报技术是实现电网预警预

控的基础，可结合某省级电网安全预警系统的实际研发经验，介绍了超短期和短期潮流与抱在电网安全预警系统中的算法，技术特点和应用场合。

三电网预警系统研究现状

文献[2]介绍了针对电力系统状态监控、电网故障与停电隐患事故的预测，利用远程监控技术、电网故障模式识别、高速系统诊断技术与电网监测评估系统构筑了电网监控与预警系统。根据电力系统瞬间状态变化对电网进行实时动态监测与预测评估，并利用电网预警系统及高速网络通信技术进行信息高速传输、决策、报警与系统保护操作，实现信息共享。文献[2]介绍了利用上述原理构成上海电厂与某地区供电网监控系统，分析了预警系统的实现方案、电网状态预测与电网故障的实时监控方法，说明了系统运行实验结果。但要建立一个大的完善电网监控，状态分析，故障预测的综合系统是非常复杂的，需要通过长期的运行总结和完善，建立完备的数据库，故运用于大电网实用性不高。

文献[1]中潮流预报的目的是根据当前潮流断面或某个特定的历史潮流断面，以及负荷预测结果和发电计划，预测未来时刻潮流断面。文献[1]主要研究了预报15min后潮流分布的超短期预报和预报下一日96个数据点潮流分布的短期潮流预报。本文所提出的预报算法和实施方案已在某省级电网的到实际应用，自2008年12月起已投入运行，说明本文算法的有效性，对现场的部分计算结果的收敛性和准确性进行了统计。但目前针对实时潮流预报模型的研究主要集中在动态状态估计领域。动态状态估计通常用于处理系统负荷连续变化的情况，但其计算量过大难以在线应用，故目前还没有动态状态估计实用话的相关报道，而且对于离线潮流预报模型的研究也不多。但实际上，

此前在调度中心投运的安全预警系统，并没预报状态的安全分析和校核，因此研究潮流预报在电网安全预警系统的应用方案是十分重要的。与文献[2]中智能监控和预警系统

相比，具有更大更广的现场实用性。

参考文献

[1]郭烨，吴文传，张伯明，孙素琴.潮流预报在电网预警中的应用[J].电力系统

自动化，2010,5.

[2]李树广.电网监控与预警系统的研制[J].电网技术，2006,9.

[3]刘意川.基于多代理系统的在线静态安全预警系统[D].上海交通大学.

[4]栗秋华.基于人工免疫的电力系统电压稳定性预警模型研究[D].重庆大学.

[5]张伯明，吴素农，蔡斌，吴文传，孙宏斌.电网控制中心安全预警和决策支持

系统设计[J].电力系统自动化，2006,6.

[6]霍超.电网继电保护在线预警及实时仿真技术的研究和实现[D].上海交通大

学.

[7]Paul W.Oman and Jeff Roberts.Barriers to a Wide-Area Trusted Network

Early Warning System For Electric Power Disturbances Proceedings of the 35th Hawaii International Conference on System Sciences –2002.

[8]吴兴华，王文刚. 电网智能监测和预警系统的应用分析[J].电工技术，

2010,11.

[9]蔡斌，吴素农，王诗明.电网在线安全稳定分析和预警系统.电网技术，2007,2.