趙博

【摘要】 當前許多電力企業(yè)在對電網(wǎng)系統(tǒng)進行風險評估時沒有將繼電保護系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障納入考慮，為了確保風險評估的全面性，引入概率分析模型來對電網(wǎng)整體運行的風險性進行評估，可以對電網(wǎng)停電風險進行全面并準確的控制與評估。

【關鍵詞】 隱性故障 繼電保護 風險評估 變電站

將繼電保護能夠在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時正確響應記為N-1。繼電保護系統(tǒng)在運行過程中所存在的隱性故障進行深入的分析，依照繼電保護系統(tǒng)所具有的各項特點，制定繼電保護隱性故障的診斷方案以及辨識方案。根據(jù)所制定的各項方案，通過風險評估模型來對繼電保護隱性故障的風險指數(shù)進行量化評估，再利用仿真計算的方法來對風險評估模型的可靠性以及實用性進行驗證，相關的決策依據(jù)能夠有效支持電網(wǎng)荷載限額制定以及檢修計劃等方面的安排工作，提高電網(wǎng)整體運行的可靠性。

一、繼電保護隱性故障的電力風險評估的必要性

變電站電網(wǎng)的穩(wěn)定運行離不開繼電保護系統(tǒng)的防護，然而經(jīng)調查研究發(fā)現(xiàn)，我國所發(fā)生的停電事故多數(shù)是由于繼電保護系統(tǒng)運行不力所造成的。為了提高變電站的運行穩(wěn)定性，降低停電事故的發(fā)生率，挖掘繼電保護系統(tǒng)出現(xiàn)問題的原因并且對運行過程中的隱性故障風險進行評估研究有著十分重要的意義。繼電保護防隱性故障通常被看作是一項系統(tǒng)性故障或永久性擔缺陷，這種缺陷在運行狀態(tài)和電力系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)故障時才能充分體現(xiàn)出現(xiàn)，而所造成的后果往往是錯誤操作被保護元件，導致出現(xiàn)N-2事件。

根據(jù)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)系統(tǒng)在故障發(fā)生的當下，一旦繼電保護存在隱性故障，通常會擴大電網(wǎng)系統(tǒng)所出現(xiàn)的故障，隱性故障所造成的N-2事件往往是不可預計的，所造成的故障反應也往往是連鎖性的，斷電保護隱性故障的隨機性較高，故障發(fā)生概率的計算以及故障預防的困難也更高。因此，針對斷電隱性故障進行深層次的總結與歸納，完整電網(wǎng)整體的風險評估，是降低電網(wǎng)停電率的根本方法。

電網(wǎng)系統(tǒng)風險評估的內容主要包含電網(wǎng)運行過程中擾動程度的評估、輸電通道安全評估、穩(wěn)定控制風險評估、以及連鎖跳閘概率的評估等方面，各項評估的主要方式為統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析。以N-1假設為依據(jù)對電網(wǎng)系統(tǒng)進行的管理工作，其管理工作的主要目的是當電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)N-1故障時，不使其出現(xiàn)出力以及損失負荷現(xiàn)象。而N-1假設的前提是繼電保護能夠在電網(wǎng)故障出現(xiàn)的同時采取預先設定的響應措施，而當前許多電力企業(yè)在對電網(wǎng)系統(tǒng)進行風險評估時沒有將繼電保護系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障納入考慮。實現(xiàn)狀況下，許多電網(wǎng)系統(tǒng)確實存在一定程度的隱性故障風險，造成電網(wǎng)系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置的反應不但不能夠有效控制故障，其所造成的裝置誤動反而加劇了電網(wǎng)系統(tǒng)故障的嚴重性。

二、繼電保護隱性故障辨識技術

對繼電保護系統(tǒng)運行狀態(tài)信息進行收集，具體包含 MMS告警信息、輸入壓板狀態(tài)、輸出壓板狀態(tài)以及綜合保護整定值等因數(shù)，對電網(wǎng)系統(tǒng)運行的可靠性進行分析，評估繼電系統(tǒng)的保護能力，針對斷電保護系統(tǒng)采取隱性故障辨識以及故障概率評估等方面的工作。繼電保護隱性故障辨識主要包含三個方面的內容：

1、裝置在線監(jiān)測。裝置在線監(jiān)測計利用各項通信技術對斷電裝置各項運行狀態(tài)信息進行采集與分析，在無潛在故障的情況下，進行確定性隱性故障測量，如配置錯誤或硬件障礙等方面的監(jiān)測，在有潛在故障的情況下，進行不確定性隱性故障測量，如電源電壓下降以及光強下降等方面的監(jiān)測。

2、SCD全模型建模。利用SCD全模型建模型來實現(xiàn)二次虛回路模型與GOOSE報文進行匹配，通過邏輯鏈路與物理聯(lián)接的映射以及功能回路與邏輯鏈路的映射，對二次系統(tǒng)運行狀態(tài)進行描述與評估。

3、錄波與定值數(shù)據(jù)。錄波與保護定值通常用于對定值的隱患以及合理性進行判別。另外，由于PF特性信號在電網(wǎng)運過程中不斷發(fā)生變化，在某一概率條件下需要對造成保護功能失效或使能的因素進行明確。

三、隱性故障的風險評估

3.1風險評估

風險評估技術本質上是一項統(tǒng)計分析工作，不同場景下，決策者需求、可獲取數(shù)據(jù)、危害的特征以及危害的種類各有不同，對各項風險所進行的量化處理，即是事件所發(fā)生后果與事件概率之間的乘積。風險評估工作的內容主要包含兩個方面，分別是性能和頻率，性能指的是某一事件的嚴重性，頻率即事件發(fā)生的或然性。利用這兩方面的數(shù)據(jù)能夠計算出特定事件嚴重性期望值和概率期望值，這兩個值的乘積也是“風險”的量化表示。電力系統(tǒng)可靠性即滿足電量以及電力兩方面基本要求的前提下，系統(tǒng)元件應該滿足的性能要求，充裕性和安全性是用于描述電力系統(tǒng)可靠性的常用術語。安全性指的是電力系統(tǒng)在運行過程中擾動方面的承受能力，充裕性指的是在額定要求下電力系統(tǒng)的承載能力。

結束語：鑒于繼電保護隱性故障在電力系統(tǒng)連鎖故障的發(fā)展過程中往往起到推波助瀾的惡化作用，本文從隱性故障本質上可能造成破壞電網(wǎng)安全運行N-1準則的視角，提出隱性故障辨識方法，與風險評估相結合將有助于減緩因隱性故障可能引起的電力系統(tǒng)連鎖故障發(fā)生的幾率。