基于EMS的湖州电网可视化智能预警系统

吴鸣鸣，罗志伟

（湖州电力局调度所， 浙江 湖州 313000）

基于EMS的湖州电网可视化智能预警系统

吴鸣鸣，罗志伟

（湖州电力局调度所， 浙江 湖州 313000）

由于湖州电网存在 N－2 引发小系统稳定的隐患， 为确保电网安全稳定可靠运行， 掌控电网运行安全稳定冗裕度，构建了基于 EMS 湖州电网可视化智能调度预警系统。该系统具有 “500 kV N－2风险评估” 及 “全网联络线中断全黑风险评估” 两大功能， 可根据当前的负荷水平、 运行方式、 设定的安全限额、事故方式进行智能预警，调度运行人员可根据系统的预警信号及提示信息，了解当前电网安全级别，准备或执行相关防范措施， 为保证电网安全稳定运行起到了积极作用。

电网；智能；预警；调度

湖州电网处于浙江电网北部末端，在第2座500 kV 变电所投运之前， 存在 500 kV N－2 事故引发小系统或“全黑”事故的隐患， 一旦发生， 后果不堪设想。 为此， 在湖州电网装设了 500 kV 线路 N－2事故跳闸方式下联切负荷的湖州电网稳定控制系统。

为实时掌握电网运行安全稳定冗裕度，避免发生小系统及 “全黑” 事故，又启动建设了基于EMS的湖州电网可视化智能调度预警系统。该系统分别通过受电断面潮流与 220 kV 联络线路限额（及安全稳定装置联切负荷）的比较， 受电断面潮流与小系统内低周减载与低周解列的比较，从而对湖州电网 500 kV N－2 后的安全级别及系统联络线全部中断后的全黑风险程度进行评估，为调度运行人员进行电网安全稳定预控提供辅助决策并进行预警。

1 实时监测单元的构成

1.1 湖州电网的边界联络

湖州电网边界联络图如图1所示。湖州电网主要由 2 回 500 kV 线路王含 5435、 含店 5436线， 及 2 回 220 kV 线路瓶莫 2238 线、 瓶林 2444线，以电磁环网方式与外网联络。正常方式受电断面潮流水平达 600 MW 以上， 一旦 500 kV 王含 5435、 含店 5436 出现 N-2 （同杆并架线路），受电断面潮流全部转移至 220 kV 通道， 将面临事故联锁反应从而引发小系统事故。小系统内低周减载负荷若能满足负荷缺额，则小系统可以稳定， 反之， 小系统面临 “全黑”。

图1 湖州电网与外界联络

1．2 各监测单元的构成

（1）受电断面潮流（PDM）：王含 5435+ 含店5436+瓶林 2444+瓶莫 2238 四线潮流。

（2）220 kV 通道限额（PX）：瓶莫 2238 线限额为 310 MW（改造后为 560 MW）， 瓶林 2444 线限额为 350 MW。当 4 回线或 3 回线 （指停 500 kV主变或线路单一元件） 均运行时， PX 按 （瓶莫2238 线（指未改造 + 瓶林 2444 线）限额 560 MW设置； 当 4 回线中仅 2 回 220 kV 线运行时， PX取小线径线路限额； 当 4 回线中仅 2 回 500 kV线运行时， PX 取 0。

（3）稳控切负荷（PW）： 为安稳系统联切负荷实时有功值，要求系统投入时显示所投入的各轮次负荷数值；装置不投时，PW 自动置零。设置系统投退状态的软压板，由调度员根据装置实际状态进行人工干预。

（4）低电压切负荷（PD）：为低电压切负荷实时有功值，要求系统投入时显示所投入的各轮次负荷数值；装置不投时，PD 自动置零。 目前未配置。

（5）低周缺负荷（PZ）： 8 轮次低周减载负荷实时值。

（6）低周解列电源（PL）： 3 轮次联切小电源有功值。

2 小系统风险评估在线判断

2.1 实时监测系统的界面

图2为某一时刻监测系统的界面图，图2左半部份为 500 kV N-2 风险评估在线监测， “预警状态” 红灯亮， 说明断面潮流大于 220 kV 限额；右侧“相对安全”红灯亮， 说明“断面潮流与 220 kV 限额的差额”小于“安稳系统减负荷（低电压减载目前没有投入）， 即一旦发生 500 kV N-2， 不会造成小系统后果。

图2下部为外网联络线中断全黑风险评估在线监测， “系统全黑高危”红灯亮， 说明当该时刻如发生联络线全部中断事故，系统负荷缺额大于“网内低周减载低周解列的差额”， 将面临全小系统“全黑”事故。

图2右侧列中为各构成单元的实测负荷数，点击后可链接至图3， 图3详细列表各单元的负荷组成情况，便于查询。

2.2 500 kV N-2 风险评估判断

500 kV N-2 的安全裕度关键在于 220 kV 通道限额，以及安全稳控系统及低电压切负荷的投入与否，因此可通过以下关系式表达。

（1）当 PDM＜PX 时， 则“系统安全”红灯亮，受电断面潮流小于 220 kV 通道限额，系统相对安全， 即 500 kV 双线跳闸， 系统安全。

图2 500 kV N-2 风险评估在线监测界面

（2）当 PDM≥PX 时， 则“系统预警” 红灯亮，受电断面潮流大于或等于 220 kV 通道限额， 系统预警， 即 500 kV 双线跳闸， 220 kV 线路过载。

（3）令△P1=PDM-PX： △P1 即断面潮流超过 220 kV 限额的数值。

1）如△P1＜（PD+PW）， 则“系统相对安全” 红灯亮， 断面潮流与 220 kV 线路限额的差值小于安稳系统及低压切负荷之和，系统相对安全，不会造成小系统。

2）如△P1≥（PD+PW）， 则“小系统预警” 红灯亮， 断面潮流与 220 kV 线路限额的差值大于或等于安稳系统及低压切负荷之和，在 500 kV双线跳闸后， 220 kV 线路过载， 安稳装置切负荷后仍过载，面临小系统风险。

（4）如｛（PDM）-（PD+PW）｝＜（PZ-PL）， 则：“小系统稳定”红灯亮，小系统后负荷缺额小于低周减载与低周解列小电源的差值，小系统可维持稳定。即湖州电网小系统后，经低周解列、低周减载动作切除部分小电源及负荷后，小系统功率可平衡。

（5）如｛（PDM）-（PD+PW）｝≥（PZ-PL）， 则：“全黑预警”红灯亮，小系统后负荷缺额大于或等于低周减载与低周解列小电源的差值，小系统面临“全黑”风险。 即湖州电网小系统后， 经低周解列、低周减载动作切除部分小电源及负荷后，小系统功率不能平衡，频率将进一步下降，面临小系统“全黑”。

（6）△P2=（PDM-PX）-（PD+PW）， 即 500 kV双线跳闸后安稳装置切除四轮负荷， 为避免 220 kV 超限跳闸，而必须切除的负荷值。

（7）△P3=｛（PDM）-（PD+PW）｝-（PZ-PL）， 即小系统低周减载及低周解列动作后，仍存在负荷缺额，为避免频率崩溃而必须切除的负荷值。

2．3 外网联络线中断全黑风险评估在线判断

在湖州电网与外网联络削弱时，不排除多种偶然因素的组合造成联络线全部中断的可能。因此有必要进行联络线中断后孤立小系统是否会“全黑”的风险评估，可以通过以下逻辑关系进行描述。

（1）如 PDM＜（PZ-PL），则“小系统可稳定”红灯亮，即小系统后负荷缺额小于低周减载与低周解列小电源的差值，小系统可维持稳定。

（2）如 PDM≥（PZ-PL），则“系统全黑高危”红灯亮，即小系统后负荷缺额大于或等于低周减载与低周解列小电源的差值，小系统面临 “全黑”风险。

（3）如△P4=PDM-（PZ-PL）， 即小系统低周减载及低周解列动作后仍存在负荷缺额，为避免频率崩溃而必须切除的负荷值。

3 结语

基于 EMS的湖州电网可视化智能调度预警系统，可随时反映湖州电网运行风险级别，并为电网调度及变电生产运行人员实时提供电网风险预警信息，调度运行人员可根据系统信息，进行不同级别的事故预防响应，为电网安全稳定预控提供了有效的辅助决策工具。该系统的构建，不仅提高了电网安全稳定运行的管理效率，还有效地完善了电网安全稳定运行的事先预控机制。

但由于系统判据均为代数不等式，且均基于稳态的数据及理想的自动装置动作情况，未考虑

图3 实时控制策略界面

事故方式下暂态过程，以及不同的负荷缺额与频率下跌速度的关系，因此系统基于各种故障所生成的预警信息可能偏乐观，在具体应用中还需准确识别各种预警信息所蕴含的电网运行信息，采取相关防范措施。

[1]国家电力调度通信中心.电力系统安全稳定导则 [M].北京：中国电力出版社，2001.

[2]史兴华. 供电 企业实 时/历史 数据库 PI典 型应 用 案 例[M].北京：中国电力出版社，2009.

[3]王世祯.电网调度运行技术[M].吉林：东北电力大学出版社，1997.

（本文编辑：杨 勇）

Intelligent Visualization Early-warning System of Huzhou Power Grid Based on EMS

WU Ming-ming， LUO Zhi-wei
（Huzhou Electric Power Bureau， Huzhou Zhejiang 313000， China）

An intelligent visualization early-warning system for dispatching of Huzhou electric grid based on EMS is built to ensure safe and reliable operation of power grid and control the safety and stability redundancy in view of hidden danger of small system caused by N－2 in Huzhou Power Grid at present.The system has two functions∶First,risk evaluation of 500 kV N－2.Second,interruption risk evaluation of connecting lines of thewhole grid.Intelligentearly warning is available according to the present load,operationmode,safety limit and accident.And dispatchers can know the present security level of grid based on early-warning signal and hint and prepare or implement precautionary measures， and it plays an active role in safe and stable operation of power grid.

power grid； intelligent； early-warning； dispatching

TM734

：B

： 1007-1881（2010）07-0008-03

2010-03-16

吴鸣鸣（1973-）， 女， 浙江湖州人， 工程师， 从事电力系统运行管理工作。