电网调度值班工作的决策模式

朱余启，杨浚文

(云南电力调度控制中心，昆明 650011)

电网调度值班工作的决策模式

朱余启，杨浚文

(云南电力调度控制中心，昆明 650011)

从调度员值班工作出发，通过对电网调度值班工作各项业务的执行流程、环节的研究，对各项业务的共性也即本文所提的决策模式进行了初步探讨。电网调度值班工作的难点，在于对电网运行风险的分析、判断及防控措施的提出。在提出共同的决策模式基础上，通过阐述电网运行状态划分的概念并结合调度值班工作过程中的n-1分析方法，提出了发现电网风险及其对应防控措施的思路方法。

电网调度；决策；电网运行状态；调度员

0 前言

从电网调度值班工作的实际出发，在分析电网调度值班工作的决策性质的基础上，进一步通过对决策过程各环节的要点进行了详尽阐述，总体上阐明了电网调度值班工作的一般决策流程。

1 电网调度决策环节的分析

1.1 值班工作决策的简要过程

图1 值班工作决策的概要过程

对任何一项具体的电网调度值班工作业务而言，其从客观信息获取到决策出口执行，都包括图1中三个环节。

以最简单的断面调控为例，如图2所示。对调控一个断面的决策，同样包含了信息搜集、甄别，形成处置方案，执行处置方案三个基本环节。

图2 断面调控的简要决策过程

在调控断面前，必须了解这一断面所涉及的发电、用电单位、水电厂流域水耗的匹配、不同时期的发供电原则；在此基础上，如果断面已经超过稳定极限则无需考虑经济性任意调减某一电厂，而后再分配发电出力；如已决定调减某电厂，而该电厂临时告知下游河道有工作，不能调减，那就必须反过来修改之前的决策方案再执行。

经过上述对断面调控决策过程的简要分析，不难看出对决策过程的每一个环节都有相类似的问题存在，如图3：以下通过逐步展开对各环节存在问题的分析讨论。

图3 各决策环节存在主要问题

1.2 信息搜集、甄别——决策信息获取

图4 电网调度值班工作的决策信息分类

如图4所示，电网实际一、二次设备的配置信息，操作前需考虑的各方面问题[1]。而除此以外还需强调的是，实际运行记录 (包括各专业提供的分析建议)也是在电网调度值班工作的决策信息获取过程中所必须认知的。在决策信息的搜集过程中，有以下几个方面的问题：

1)对上述两大类客观信息的获取，应当遵循客观到主观的原则，而非主观去探寻客观的原则。

2)需注意特殊的一二次设备状态及配置。

3)需注重分析手段的运用。对电网各种异常情况的分析，如功率波动、次同步振荡。目前虽无太好的手段，但可通过SCADA、PMU等监测手段粗略分析、判断。

1.3 处置方案——电网运行目标性原则

图5 电网运行构成要素之间的关系

电网运行的基本构成要素是 “人身、电网、设备”[2]。而这三者的关系如图5所示，人对于电网运行和设备运行的关系，则是整体和局部的关系：

1)电网运行的意义在于对用户持续可靠供电，因此在设备安全裕度允许的情况下都必须优先保证电网运行。

2)电网运行的基础是设备的安全稳定运行，在设备超出其自身运行的安全裕度的情况下，应立即安排设备的隔离、消缺；在设备带缺陷运行的情况下，应尽早安排设备停电消缺。

3)对电网运行调控的目标，是保障电网安全稳定，反过来提高设备可靠性，以提升电网运行可靠性。

在明确这三类关系基础上，在电网调度值班工作过程中，可以很明确地对设备是否必须消缺、在设备缺陷和电网故障并发之间如何选择优先级、在经济运行和安全约束之间如何取舍等问题给出合理的答案，进而明确决策方案的总方向。

在明确决策方向的基础上，则需分析电网运行风险，进而提出对应的防控措施。

1.4 处置方案——安全性约束原则

1.4.1 电网运行状态的划分

图6 电网运行状态的划分

类似距离带电运行状态的远近程度对电网设备状态进行的 “运行”→ “热备用”→ “冷备用”→ “检修”的划分，按照电网设备n-1故障后果紧急程度 (也就是安全裕度是否充足)的角度，可以将电网运行状态划分为上图6中的四种状态：安全、警戒、紧急、崩溃[3]。对图6的补充说明如下：

1.4.1.1 各状态的应用举例

安全态：任意一个设备退出运行后，无需调度调控。例如一个由三回线组成的局部电网送出断面稳定极限为620 MW，而实际送出为200 MW的情况。

警戒态：大方式下交直流混联的电网。一旦直流单极闭锁，主要交流外送断面潮流越限，交流断面再n-1故障暂稳失稳。

紧急态：

1)紧急：大方式下发生直流单极闭锁 (无稳控策略)故障后的交直流混联电网，如交流断面再发生n-1故障则电网失稳；一片由双回线供电的局部电网发生其中一回线的永久性故障后跳闸，如再发生另一回线永久性故障则局部电网解列。

2)极端紧急：大方式下发生多回直流闭锁故障后，已经产生失步振荡的交直流混联电网；一片由双回线供电的局部电网，双回线都发生永久性故障，导致局部电网解列。

虽然电网有范围的划分，但对某一区域内电网而言，只要其中某一局部电网满足上述定义条件，则应当认为整个电网都处于对应状态，因而也必须采取相应的风险防控措施。

1.4.1.2 电网运行状态由安全→崩溃

其起因包括两类：故障扰动及设备检修 (一般而言设备检修只会导致电网状态过渡至警戒状态)。

1.4.1.3 电网运行状态的越级跳变

即从安全态直接过渡至紧急态乃至崩溃态，其起因大致为两种：

1)短时间内多个故障扰动同时或相继发生。

2)继电保护装置、安全自动装置的不正确动作导致故障的未能及时、正确切除，引发短时内故障迅速扩大。

1.4.1.4 电网运行状态的崩溃→安全

只有人为干预调控，才能实施这一逆过程，目前的电网不具备 “自恢复”能力。

因此，对电网运行的安全约束性要求，必须是在条件允许前提下保障电网运行的安全裕度充足，也即电网运行允许的状态为安全和警戒两个状态，同时必须杜绝n-1故障扰动导致电网运行状态直接过渡至紧急、极端紧急乃至崩溃状态。

为阻止电网运行状态从安全、警戒过渡至紧急、极端紧急乃至崩溃状态，提出以下两条调度决策过程中对电网的安全性约束原则：

第一，对任一状态下的电网，假设任一输变电设备发生单一故障，故障能够正确、可靠切除不扩大故障范围的前提下，故障后电网必须能维持在安全或警戒状态。

第二，对任一状态下的电网，如果发生某一设备 (包括一、二次设备)运行情况异常，那就必须评估在该异常情况下任一输变电设备故障是否存在故障扩大、故障切除时间增加等情况，以及这些情况对电网运行的影响。在明确界定该影响的前提下，电网运行状态能够维持在安全及警戒状态。

在电网运行状态不满足上述两类条件时，调度值班人员必须予以切实可行的措施调整电网运行状态，在极端情况下，类似2006年华中电网“7.1”事故中调度直接下令断开220 kV变电站主变高压侧断路器的快拉负荷行为，也是必须紧急执行的[4]。

1.4.2 调度值班工作中的n-1分析

界定当前电网运行状态的最主要方法，就是n-1分析。而在调度值班工作过程中，并非只是在设备故障跳闸，或是设备异常缺陷状态下才对电网进行n-1故障预想，进而提出对当前电网运行风险的防控措施。相对于完整网架而言，为界定当前电网是否满足1.4.1中所述的两种允许状态，只要有设备退出运行，就需要对设备退出运行后一定范围内的电网进行n-1分析。除跳闸及缺陷情况外，还包括以下n-1分析的范围：

1)已安排设备检修之后的电网。由于其处在潜在安全裕度不充裕状态，如不详细校核，很难发现其可能已经进入 “紧急”状态。

2)正在操作过程中的电网。需将操作和故障跳闸等同视之。例如线路由对侧空充引发的与备自投状态不匹配。

3)当设备出现异常缺陷，导致设备故障不能正常切除时，需要重新审视原有断面极限的正确性。例如断路器闭锁分合闸导致故障切除时间的增加影响断面稳定极限。虽不能及时获取此类情况下的准确稳定裕度，但可以考虑按最保守的0功率原则控制。

4)需注意一、二次设备之间的相互影响。一、二次设备运行方式必须匹配，例如设备缺陷发生、电网运行方式变化会否引起保护的不适应都是需要考虑的问题。例如PT、CT的异常；某一发电厂发电机组全停后，500 kV部分由220 kV部分供电，导致保护灵敏度下降。

汇总1.4.1及1.4.2，可以得出电网调度值班工作决策的安全性原则及对应防控措施：通过n-1分析界定当前电网所处的状态，并由此得出所有一切可能将电网运行状态调整回 “安全”和“警戒”状态所需的可执行措施。

而所有可执行措施无外乎两大类：一是调整网络结构和设备状态；二是调整电网运行工况所涉及的各种参数 (电压、频率、有功、无功)。在获取可执行的防控措施之后，则需着手安排执行处置方案。

1.5 处置方案——确保决策方案执行

图7 电网调度值班工作的决策方案实施

如图7，为确保对任一已形成的决策方案的可执行性，都需先对其分解。例如 “合环调电”就必须分解为多个有顺序逻辑关系的操作任务，而后全部核实其实际可行性后再执行。如果执行过程中存在异常，那么又必须回过头来修改决策方案，再执行。

2 电网调度值班工作的决策模式

通过前述对各决策环节的分析叙述，对图2进行进一步的扩充、细化，调度值班工作的一般决策模式，都遵循由发散→汇集→发散的过程。与前文叙述顺序不同，在决策方案的生成环节需要首先展开n-1分析，明确当前电网状态之后应用决策的大方向性识别及安全性约束，权衡取舍之后得出可执行的风险防控措施。这一 “思维体系”的实践需要长时间经验、理论和实践相结合才能达到良好效果。

3 对调度员工作思路转变的思考

综上所述，在目前电网调度所处的阶段，电网调度调控目标的实现依赖于调度员对各项业务的正确分析、思考判断以及准确执行。需要提升调度员的独立分析、思考判断能力。从故障后果角度对电网运行状态进行划分及界定，进一步在此基础上，指出了约束电网运行的安全性原则从而得出获取风险防控措施的方法。此外还将这一分析方法纳入了整个调度值班工作的决策模式当中去。

[1] 云南电网调度管理规程 [Z].昆明：云南电网公司，2009，第238条.

[2] 云南电网调度管理规程 [Z].昆明：云南电网公司，2009，第263条.

[3] 袁季修.防御大停电的广域保护和紧急控制 [M].北京：中国电力出版社，2004.

[4] 王梅义.大电网事故分析与技术应用 [M].北京：中国电力出版社，2008.

Study on Decision Model of Power Grid Dispatching Duty

ZHU Yuqi，YANG Junwen
(Yunnan Electric Power Dispatching Control Center，Kunming 650011)

this paper has studied the similarity of these procedures and links which is called decision model through studying on the procedure and link of each item about power grid dispatching duty.Of course this study has based on experience of power grid dispatching duty.The difficulty of power grid dispatching duty is analysis、judgment of power grid operation risk and how to find out the corresponding solutions.Through explaining the concept of how to divide power grid operation status and the analysis method of n-1 method during power grid dispatching duty，this paper has pointed out the way which can find out the power grid operation risk and the corresponding solutions.This concept and analysis method is the key of decision model.

power grid dispatching；decision；power grid operation status；dispatcher

TM73

B

1006-7345(2014)05-0088-04

2014-05-15

朱余启 (1984)，男，工程师，云南电力调度控制中心，从事电网调度运行工作。

杨浚文 (1985)，男，工程师，云南电力调度控制中心，从事电网调度方式工作。