[論文關(guān)鍵詞] 電力系統(tǒng) 安全性 穩(wěn)定性

[論文摘要] 電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)國民經(jīng)濟(jì)意義重大。隨著電網(wǎng)的不斷互聯(lián)和電力市場(chǎng)的逐步實(shí)施，電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境更加復(fù)雜，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行要求也越來越高。通過分析電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性方面存在的問題，提出提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性的相關(guān)對(duì)策。

一、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性方面存在的問題

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)以及電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，有關(guān)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性分析方面出現(xiàn)了許多亟待探討的問題，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(一)電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)利用

電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包括數(shù)字仿真數(shù)據(jù)及系統(tǒng)中各種裝置所采集的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，例如管理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)以及各種仿真軟件仿真生成的數(shù)據(jù)。然而工程技術(shù)人員通過這些數(shù)據(jù)所獲取的信息量?jī)H僅是全體數(shù)據(jù)所包含信息量的極少一部分，隱藏在這些數(shù)據(jù)之后的極有價(jià)值的信息是電力系統(tǒng)各種失穩(wěn)模式、發(fā)展規(guī)律及內(nèi)在的聯(lián)系，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度人員來說，這些信息具有極其重要的參考價(jià)值。

(二)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的定量顯示

隨著電力市場(chǎng)的形成和發(fā)展，系統(tǒng)將運(yùn)行在其臨界狀態(tài)附近，此時(shí)安全裕度變小，調(diào)度人員也面臨著越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為此，我們要深入了解在新的市場(chǎng)環(huán)境下電力系統(tǒng)全局安全穩(wěn)定性的本質(zhì)，找出電力系統(tǒng)各種失穩(wěn)模式、內(nèi)在本質(zhì)及對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，同時(shí)，我們還需要使用淺顯易懂的信息來定量估計(jì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)安全水平，估計(jì)各種參變量的穩(wěn)定極限，同時(shí)使用更多的高維可視化技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的演化過程進(jìn)行可視化和動(dòng)態(tài)分析、模擬。為調(diào)度人員創(chuàng)造一個(gè)動(dòng)態(tài)的、可視化的、交互的環(huán)境來處理、分析電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定問題。

(三)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)及控制

由于電力系統(tǒng)的擾動(dòng)類型極其復(fù)雜多樣，無法完全預(yù)測(cè)，調(diào)度人員需要更多的專家、更有價(jià)值的信息來預(yù)測(cè)及采取必要的控制措施來保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就對(duì)安全穩(wěn)定評(píng)估算法的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性及智能性提出了挑戰(zhàn)。

二、提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性的對(duì)策研究

為解決上述問題，工程技術(shù)人員需要掌握系統(tǒng)可能運(yùn)行空間所蘊(yùn)含的規(guī)律，并使用不斷積累的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)直接對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性進(jìn)行分析，在這種情況下，單憑人力已無法完成這種數(shù)據(jù)分析任務(wù)，為此，研究新的智能數(shù)據(jù)分析方法，更多地用計(jì)算機(jī)代替人去完成繁瑣的計(jì)算及推導(dǎo)工作，對(duì)提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性具有重要的意義。

(一)運(yùn)用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)有效利用電力系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)倉庫是一種面向主題的、集成的、不可更新的、隨時(shí)間不斷變化的數(shù)據(jù)集合。它就像信息工廠的心臟，為數(shù)據(jù)集市提供輸入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)挖掘等探索。

數(shù)據(jù)倉庫具有如下四個(gè)重要的特點(diǎn)：

(1)面向主題：主題是在一個(gè)較高層次上將數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合、歸類并進(jìn)行分析利用的抽象。面向主題的數(shù)據(jù)組織方式，就是在較高層次上對(duì)分析對(duì)象的數(shù)據(jù)的完整、一致的描述，能統(tǒng)一地刻畫各個(gè)分析對(duì)象所涉及的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

(2)集成的：由于各種原因，數(shù)據(jù)倉庫的每個(gè)主題所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)源在原有的分散數(shù)據(jù)庫中通常會(huì)有許多重復(fù)和不一致的地方，而且不同聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都和不同的應(yīng)用邏輯綁定，所以數(shù)據(jù)在進(jìn)入數(shù)據(jù)倉庫之前必須統(tǒng)一和綜合，這一步是數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)中最關(guān)鍵、最復(fù)雜的一步。

(3)不可更新的：與面向應(yīng)用的事務(wù)數(shù)據(jù)庫需要對(duì)數(shù)據(jù)作頻繁的插入、更新操作不同，數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)所涉及的操作主要是查詢和新數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，一般不進(jìn)行修改操作。

(4)隨時(shí)間不斷變化的：數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)必須不斷捕捉數(shù)據(jù)庫中變化的數(shù)據(jù)，并在經(jīng)過統(tǒng)一集成后裝載到數(shù)據(jù)倉庫中。同時(shí)，數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)也有存儲(chǔ)期限，會(huì)隨時(shí)間變化不斷刪去舊的數(shù)據(jù)，只是其數(shù)據(jù)時(shí)限遠(yuǎn)比操作型環(huán)境的要長(zhǎng)，操作型系統(tǒng)的時(shí)間期限一般是6090天，而數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)的時(shí)間期限通常是5-10年。

(二)運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)挖掘電力系統(tǒng)中潛在的有用信息

數(shù)據(jù)挖掘是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識(shí)的過程。

數(shù)據(jù)挖掘的功能和目標(biāo)是從數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)隱含的、有意義的知識(shí)，它主要具備以下五大功能：

(1)概念描述。概念描述就是對(duì)某類對(duì)象的內(nèi)涵進(jìn)行描述，并概括這類對(duì)象的有關(guān)特征。概念描述分為特征性描述和區(qū)別性描述，前者描述某類對(duì)象的共同特征，后者描述不同類對(duì)象之間的區(qū)別。

(2)關(guān)聯(lián)分析。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)是數(shù)據(jù)庫中存在的一類重要的可被發(fā)現(xiàn)的知識(shí)。若兩個(gè)或多個(gè)變量的取值之間存在某種規(guī)律性，就稱為關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)可分為簡(jiǎn)單關(guān)聯(lián)、時(shí)序關(guān)聯(lián)、因果關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)分析的目的是找出數(shù)據(jù)庫中隱藏的關(guān)聯(lián)網(wǎng)。有時(shí)并不知道數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)函數(shù)，即使知道也是不確定的，因此關(guān)聯(lián)分析生成的規(guī)則帶有可信度。

(3)聚類。數(shù)據(jù)庫中的記錄可被化分為一系列有意義的子集，即聚類。聚類增強(qiáng)了人們對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)的認(rèn)識(shí)，是概念描述和偏差分析的先決條件。聚類技術(shù)的要點(diǎn)是，在劃分對(duì)象時(shí)不僅考慮對(duì)象之間的距離，還要求劃分出的類具有某種內(nèi)涵描述，從而避免了傳統(tǒng)技術(shù)的某些片面性。

(4)自動(dòng)預(yù)測(cè)趨勢(shì)和行為。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠自動(dòng)在大型數(shù)據(jù)庫中尋找預(yù)測(cè)性信息，以往需要進(jìn)行大量手工分析的問題如今可以迅速直接地由數(shù)據(jù)本身得出結(jié)論。

(5)偏差檢測(cè)。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)常有一些異常記錄，從數(shù)據(jù)庫中檢測(cè)這些偏差意義重大。偏差包括很多潛在的知識(shí)，如分類中的反常實(shí)例、不滿足規(guī)則的特例、觀測(cè)結(jié)果與模型預(yù)測(cè)值的偏差等。

(三)運(yùn)用基于風(fēng)險(xiǎn)的暫態(tài)穩(wěn)定評(píng)估方法增強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)及控制

基于風(fēng)險(xiǎn)的暫態(tài)穩(wěn)定評(píng)估方法首先對(duì)評(píng)估系統(tǒng)的暫態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)逐個(gè)元件進(jìn)行分析，然后綜合給出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)值。這種評(píng)估方法不僅可以分析穩(wěn)定概率性，也可以定量地分析失穩(wěn)事件的嚴(yán)重性，即事故對(duì)系統(tǒng)所造成的后果。它能有效地把穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性很好地聯(lián)系在一起，給出系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)，并在一定程度上提高輸電線路的傳輸極限，這將有利于增加社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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