电力系统应急规划、调度与恢复的优化模型与方法研究

【摘要】目前国内外对电力应急的研究多集中在应急机制、应急平台建设、应急预案制定等方面，对应急预案的研究尚属空白。在这样的背景下，将最优的思想运用到电力系统的突发事件中，对突发事件的规划、处置、恢复等问题进行了深入的探讨，并给出了最优的数学模型和方法。由于中国经济的发展，对电力和电力的依赖性，使得电网规模不断扩大。现已进入大电网，大机组，超高压直流混合接入。

【关键词】电力系统;应急规划;调度与恢复;优化模型

随着电网运行特点的日益复杂，其运行和维修工作也日益困难。尽管各个层次的电力系统都在积极地改善其安全、稳定性能，但是由于各种因素的存在，使得电力系统的安全运行受到诸多因素的制约，使得许多因素发生了交迭，从而使其失去控制。近几年，随着中国电力体制改革的不断深化，中国电力市场的发展势头十分强劲。但是，由于装机容量、传输设备和电压等级的提高，一些重大的、大规模的停电事件不断地提醒着各供电企业要加强应急用电的管理。目前，电力应急管理已成为各国政府、电力企业关注的热点，但由于地区发展不平衡、应急体系不完善、电力安全形势严峻等问题，导致应急体系不完善，应急预案不能正常运转。

1主要理论

1.1电力系统应急管理的基本概念

电力系统应急管理主要包括预防、准备、响应和恢复四个主要环节，以加强对电力系统的紧急处理能力。因此，如何有效地减少电网事故的发生，成为电力系统的一项重要工作。通过总结以往大范围断电事故的经验，加强对电力系统应急管理的关键技术的研究，我公司的电力应急管理体系也正逐渐完善。南京协鑫燃机热电有限公司自主研发了一套有利于电力设备安全稳定运行，预防电力设备突发性事故发生的管理平台。

1.2电力系统安健环管理平台的模型

自我公司2018年投产以来，结合当下的电力事故频发形势和以往的事故经验，总结出要想避免电力事故的发生，就要从人的不安全因素、设备的不安全因素还有环境的不安全因素三个方面做出优化与整改，从根本上消除不安全的隐患。因此我公司自主研发了一套安健环管理平台，其中涵盖了：事务督办、法律法规、风险防控、查改公示、整改项目、职业健康、环保管理、应急管理、特种作业和消防管理等多个安全管理内容。这个平台将公司的所有人员都收纳其中，分级管控体系一共分为四个等级：公司级、部门级、岗位级、个人级。每个人在其中都扮演着各自的角色，同时也将以往的所有的不安全因素，不论是人的、设备的还是环境的，都列举在平台上，同时在日常的工作中，也不断地发现问题，更新平台上的信息。对具体的不安全因素，平台发布者在平台上指定特定的督办人在规定的时间内进行整改，整改时间即将结束的、整改项目还未反馈的，平台自动在电脑终端或者手机终端进行任务到期提醒，整改期限已到但仍未反馈整改结果的，平台将自动进行考核，对特定的督办人进行处罚，同时整个整改的进度和过程透明化，公司所有人员都能全程进行监督。自平台投入运行以来，大大提高了事故隐患排查的效率，减少了各种突发事件包括电力系统事故发生的概率。为企业的安全稳定，健康长效的发展提供的有力的保障。

2.现阶段我国电力系统应急管理存在的问题

尽管近几年来，我国的电力应急工作得到了快速发展，但由于当前的形势和任务，以及自然灾害造成的影响和破坏程度不断加大，电力应急管理还处在起步阶段。在电力系统中，一般缺乏应对措施，特别是在各个级别之间的协调和电力系统的紧急管理目标。主要的问题有待处理：

第一，我国的电力体系紧急情况下的应急机制还不完善。电网事故常常是一种社会问题，紧急事件演练要求各方面的密切配合，以及社会各界的积极参与。目前我国电力企业和用户之间缺乏协调、应急防范与应急管理之间的联系不强、多方协作难以实现，电力突发事件的日常管理与应急处理工作分开。目前，我国大部分省份还没有开展电力应急演练，电力应急预案的有效性和科学性、应急预案的实用性和功能还有待于充分的验证。为填补缺少大范围电力应急演练的漏洞，我公司根据相关的法律法规，事故预案自主制定《南京协鑫燃机热电有限公司企业标准突发事件应急管理制度》，制度包含了突发事件、自然灾害、事故灾难，公共卫生事件、社会安全事件等五个方面。详细列举了包括：危化品应急演练、电力网络信息系统安全事故应急预案、火灾事故应急预案、受限空间作业应急演练、锅炉事故应急演练、天然气紧缺事故应急演练，全厂停电事故应急演练及单母线单出线事故应急演练等多达二十余种预案，并且保证全公司人员在每两年内将这些预案滚动演练一次，提高所有员工的反事故应急处理能力。确保在事故来临时，能最小程度的减少人员和设备的损失和最大程度的保障电力系统的安全稳定运行。

第二，我国的电力体系紧急反应机制不完善。电网事故常常是一种社会问题。紧急事件演练要求各方面的密切配合，以及社会各界的积极参与。目前我国电力企业、电力企业、企业和用户之间缺乏协调、应急防范与应急管理之间的联系不强、多方协作难以实现，电力突发事件的日常管理与应急处理工作分开。目前，我国大部分省份还没有开展电力应急联合应急演练，电力应急预案的有效性和科学性、应急预案的实用性和功能还有待于充分的验证。

第三，要加强突发事件的处理能力。当前，我国电力企业在突发事件应急工作中，往往只注重电网的紧急抢修，并没有设置能够迅速消除事故对社会、群众的影响、降低社会经济损失、满足政府需求，是应对电力突发事件的重要阵地。因此，在一定程度上忽略了紧急供电对重要的用电量和人民的重要性。电力公司在面对突发事件时，往往反应迟钝，没有进行全面的规划和主动的引导，很容易造成误会，造成社会矛盾的激化。

3.电力系统应急的关键技术研究

3.1电力应急资源的需求预测技术

电力系统的突发事件预报与预警技术，既要将预报预报模式与分级相结合，又要将多种数学分析与社会经济评价相结合，以实现对电网事故的定量评价。在此基础上，提出了基于预报与预警模型的应急资源需求分析与需求决策。在一个特定的目标地区，通过391的多米诺效应，通过需求预测，建立一个动态的资源需求预测模型。基于这一结论，应该为目标地区寻找更为合理的资源储量。

3.2电力应急资源的智能选址技术

应急电源的现状既有经济的，也有社会的。鉴于电力应急业务的经济性，我们在建立应急中心后，对其进行了直接和间接的操作费用进行了分析。通常情况下，可以很容易地决定并定量应急电力的位置。从社会角度来看，应急中心建立后的社会效益是十分重要的。一旦出现电力事故，这些应急资源将直接或间接地为救灾工作提供社会福利。但是，社会价值很难量化，因此，可以用若干指标来代替评价社会价值的指标，如在现场的最大覆盖面或从现场到紧急情况的最小距离等。

3.3电力应急资源的优化配置与调度技术

应急电力的合理配置：在紧急事件发生之前，如何合理地调配应急资源;其次，在紧急事件发生时，如何合理地调配应急资源;

电力突发事件的资源分配与调度问题主要涉及到下列问题：

1）对各目标区的危险程度进行评估，并按风险评估的结果将其按优先顺序排列;

2）在考虑到不确定因素的情况下，针对电力紧急情况下的最优线路选择;

3）按照优先级排序的结果，将对应的应急物资分配到各个目标地区。

3.4电力应急资源的优化调配模拟仿真技术

电力系统能够系统地捕捉、存储、处理、更新、恢复、分析和图形显示空间与社会经济评价分布的数据，而汽车的AVL则能够实时地显示出路网的特性，并能够实时地模拟出道路的位置和调度过程。

3.5电力应急智能分析决策技术

电力系统的应急管理智能化分析和决策，是以电力突发事件为核心的，具有全面、准确的辅助决策分析功能。利用高可靠的网络、电话等通信手段，及时向有关部门传达决策信息，利用先进的显示技术，使决策信息更直观地呈现。在智能的电力系统紧急处理中，运用人工智能技术对事故进行识别与分析，利用合适的决策支持系统，对其进行分析和优化。在此基础上，运用模糊数学等非线性计算与分析手段，对电力系统的应急管理进行了智能化的分析与决策，在电力系统灾害恢复过程中，一种基于黑启动的决策技术是一种具有代表性的能量突发事件的智能分析和决策技术。黑启动决策需要以专家的专业通过网络等手段传递到紧急情况下，大规模的断电将严重地影响社会和经济的发展。电网重大停电事故具有一，其原因及发展机理是非常复杂的，这种意外的预防和消除原则上是可能的。因此，构建一个高效、可靠的电力应急管理平台，及时地应对电力突发事件，增强电力系统的综合应急能力是十分必要的。电力应急管理平台通常包括预警预测、辅助决策、调度等，而辅助决策子系统中的关键是如何进行应急资源的优化分配。紧急电力配置是指在电力系统运行、管理、地理、外部环境等方面，对其进行位置、配置和优化的调控。迄今为止，有些科学家在紧急情况下量系统进行了一些研究。

4结束语

综上所述，本文主要对紧急事件发生地点选择的背景进行了较为系统的探讨。首先，在给定的单元时间内，依据电力短缺和负荷点处的负荷类型，确定失效的危险。在此基础上，利用地理信息将电网进行抽象，并在此基础上，结合各负载点的时间约束和故障风险，确定其位置模式。

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