电力系统运行可靠性最优控制研究

电力系统运行可靠性最优控制研究
摘要：电力是我国的支柱产业，电能是最主要的能源，无论是国家的建设发展，
企业的日常运营，还是人们的工作生活都离不开电能。我国电网覆盖面积广，相
关的检修工作人员较少，因此电力运行存在很大的安全风险，针对这一情况，必
须加强电力系统运行安全的管理，提高相关技术。下面就分析影响电力运行的因
素，提出合理化建议，保证对电力系统可靠性的最优控制。
关键词：电力系统；运行可靠性；最优控制

如果设备质量不过关，管理工作不到位，电力系统运行中很容易发生故障，例如线路、
电缆容出现短路、电火花问题，电气设备出现故障。因此企业在经营管理中，工作人员必须
加强线路的监督检查，增加电网检查人员数量，缓解检查工作的压力，扩大电网检查覆盖面，
实现对电力系统运行可靠性最优控制，为我国的经济发展、城市建设提供可靠的电能。
1分析影响电力系统运行可靠性因素
1.1电力设备出现故障
通过多年的实践研究得知，电力设备故障、线路问题、外力破坏是三个重要的影响因素。
对于设备故障而言，电力系统是由不同设备、元件所组成的，要求其在规定的环境中，特点
的时间范围内，完成相应的功能，保证电力系统运行正常。但是由于电力系统运行复杂，天
气状况不同，在运行中会出现不同的故障，严重时发生火灾，直接导致大面积停电，人们无
法正常工作和生活。如果电压达不到要求，机械设备就不能正常运行，如果网损情况继续恶
化，电力设备在电能方面就会有非常大的损耗，浪费很多国家电能。
1.2线路发生故障
我国电网已经覆盖全国，一般大中城市电力设施配套比较完善，小城镇、乡村由于比较
偏僻，电网设施不完善，而且这一地区检修人员较少，因此容易发生故障。很多线路所处环
境比较复杂，长期暴露在野外，例如线路在零下30度的环境，或者在零上30度的环境，线
路穿越高山等，一旦发生故障，为后期的检修也提出较大挑战。当长期得不到保养和检修时，
线路外的绝缘皮老化，导致漏电，进而酿成更严重的事故。
1.3分析外力破坏
在乡村和城乡结合的位置，由于其地理位置的特殊性，同时也由于国家电力资金投入的
问题，导致这部分电网中自动化水平不高，这样无论是在突发事故的有效处理方面，还是日
常的巡检工作上，都会造成效率低下，出现问题的概率比较大。除此之外，由于缺乏相关的
警示牌，在一些特殊路段，容易发生交通事故，直接影响配电线路安全，例如车辆撞上路旁
电线杆，由于线路、设备没有必要的避雷针，导致在阴天下雨的时候，线路设备遭到雷击。
在现代社会发展中，大城市都使用了智能化的管理系统，而这些地区却和智能化脱轨，技术
人员在对电能分配以及负荷控制中，不能保证电压的稳定性，因此增加了电网运行的风险和
成本。
2分析评估电力运行可靠性的方法
在当前对电力系统可靠性评价中主要有两种方法，解析法和后果分析法，对于解析的评
价方法而言，通过系统结构，以及各个元件之间的联系，构建系统的可靠性模型，在此基础
上，在解析过程中应用的可靠性指标，通过数值对比就可以得到。其有清楚的物理概念，模
型构建也有很好的精度。但是在实践应用中 也要面临一些新问题[1]，导致计算难度增大，评
价工作不能顺利进行。对于故障模式的后果分析法而言，可以有效解决电力系统运行中的可
靠性问题。通常情况下这两种方法都可以在辐射状配电系统中应用。但是在实际使用中，如
果拓扑结构比较复杂，使用这种方法操作会更加复杂，针对这一情况电力部门采取了有效的
措施进行处理。对这一方法加以改进，电力系统运行稳定性评价中，必须对故障后果进行总
结，电网计算指标进行分析，在此基础上，操作中对不同故障进行模拟，然后对事件进行预
想，对负荷相应的情况进行转移分析。
3分析电力系统运行可靠性最优控技术
3.1分析可靠性指标的具体内容
通常情况下在分析电力系统运行可靠性的时候，利用切负荷指标进行度量评价，对于切
负荷指标而言，其是一个重要的衡量电力运行可靠性的指标，其在输电规划、电源规划中发
挥着重要的作用。电力系统正常运行中，不仅要考虑系统的节能和电量供应，还要时刻监视
系统运行状态。另一方面，为了找到电力系统的薄弱环节，还要对系统功率不平衡指标、母
线电压超限指标、线路过负载指标进行监视，再根据工作经验，建立了电力系统运行可靠性
指标体系。在该体系中的可靠性指标中，主要包括概率指标、电量不足期望指标、安全状态
下的概率指标[2]。
3.2对可靠性模型的分析
在对相关指标进行计算时精度必须保持，否者影响后续的分析，在此基础上，还应该提
高计算速度，保证工作效率，保证整个工作实时完成，确保电力系统实时都处于安全状态。
一般电力人员使用直流潮流方式分析电力系统中的潮流情况，建立可靠性控制模型的时候，
对电压、无功等约束条件进行忽视，此控制模型包括控制标量、目标函数以及约束条件。
3.3对电气元件可靠性模型的分析
在电力系统中元件是其重要组成部分，如果电气元件出现故障，直接影响电力系统运行
的可靠性，不同元件出现故障都是随机的，但是都直接影响系统的正常运行。针对这一情况，
相关部门必须对电力系统进行最优控制。为了达到这一目标，对系统中不同电气元件做好可
靠性模拟建模，在短时间内考验系统运行能力，在此过程中是否发生故障，如果发生故障，
检测设备会系统记录其参数，进而对不同元件的可靠性进行评价分析，当前建模方式有元件
瞬时概率，其可以全面对元件进行描述，综合评价元件的可靠性，为其正式使用作出数据依
据[3]。
3.4分析计算可靠性的方法和具体实施
对电力系统进行评估的时候，评估内容包括对元件可靠性模型进行确定，对系统运行状
态进行选择，对计算的可靠性指标情况进行分析，对运行后果可靠性指标进行分析。这些内
容都非常重要，是以后决策的依据。对计算可靠性指标和运行后果时都使用动态潮流分析法，
选择系统运行状态的时候，可以使用快速排序法，确定排序规律时使用状态概率法。为了实
现运行可靠性的分析，当使用数学方式分析时，其是一个约束规划问题，其具有随机约束条
件的特点，只有在很好置信水平上才能成功。通过对有关文献的分析，以及对实践情况的了
解，对系统中的随机机会进行规划时，当使用遗传的可靠性算法时，其计算精确度会更高，
因此推荐使用这种方法。
总结：通过以上对电力系统运行可靠性最优控制研究，必须选择好合适的可靠性指标，
其是最终得到电力系统可靠的准确依据，如果选择指标内容不合理，分析中产生的作用就有
限。然后进行模型的建立，最后保证计算的准确性。电力事业不仅关系到国计民生，同时也
是我国经济发展的支柱产业，因此对这些工作必须予以重视，对电力系统运行可靠性进行最
优控制。
参考文献
[1]陈宇,吴俊鹏.电力系统运行可靠性最优控制研究[J].中国高新技术企业, 2015(31):26-27.
[2]王明玥,文艳晖,龚光辉.电力系统运行可靠性及其最优控制研究[J].通讯世界,2014(19):56-57.
[3]计鹿飞.基于半Markov决策过程的智能电网储能调峰的最优控制[D].合肥工业大
学,2014.36(1):91-93.