一个正常运行的电网常常存在许多的危险因素，要使调度运行人员预先清楚地了解到这些危险并非易事，目前可以应用的有效工具就是电力系统静态安全分析程序。静态安全分析主要包括预想故障分析和安全约束调度。

9．3．1．1　预想故障分析

预想故障分析是对一组可能发生的假想故障进行在线的计算分析，校核这些故障后电力系统稳定运行方式的安全性，判断出各种故障对电力系统安全运行的危害程度。

预想故障分析可分为三部分：故障定义、故障筛选和故障分析（快速潮流计算）。

（1）故障定义。通过故障定义可以建立预想故障的集合。一个运行中的电力系统，假想其中任意一个主要元件损坏或任意一台断路器跳闸，都是一次故障。预想故障集合主要包括以下各种开断故障：

①单一线路开断；

②两条以上线路同时开断；

③变电站回路开断；

④发电机回路开断；

⑤负荷出线开断；

⑥上述各种情况的某种组合。

预想故障集合可以采用逐一线路、逐台变压器依次开断来获得。但这样进行下去由于故障数量太多使故障分析的时间太长，不能满足实时的要求，所以可以将一些后果不严重或后果虽然严重但发生的可能性极小的开断故障剔除。预想、故障集合可根据离线仿真分析的结果和调度员的运行经验确定，程序搜索空间不宜过大。

（2）故障筛选。预想故障数量可能比较多，应当把这些故障按其对电网的危害程度进行筛选和排队，然后再由计算机按此队列逐个进行快速仿真潮流计算，需要先选定一个“系统性能指标”。例如全网各支路运行值与其额定值之比的加权平方和，作为衡量故障严重程度的尺度。当在某种预想故障条件下，“系统性能指标”超过了预先设定的门槛值时，该故障即应保留，否则即可舍弃。计算出来的系统指标数值可作为排队依据，这样就得到了一张以最严重的故障开头的为数不多的预想故障顺序表。

（3）故障分析。故障分析（快速仿真潮流计算）是对预想故障集合里的假想故障进行快速仿真潮流计算，用以确定故障后的系统潮流分布及其危害程度。仿真计算时依据的网络模型，除了假定的开断元件外，其他部分则与当前运行系统完全相同。各节点的注入功率采用经过状态估计处理的当前值，也可用由负荷预计程序提供的15～30 min后预测值。每次计算的结果用预先确定的安全约束条件进行校核，如果某一假想故障使约束条件不能满足，则向运行人员发出报警（即宣布进入警戒状态）并显示分析结果；也可提供一些可行的校正措施，如重新分配各发电机组输出功率、对负荷进行适当调控等供调度人员选择实施，以消除安全隐患。

9．3．1．2　快速仿真潮流计算

快速仿真潮流计算常采用直流潮流法、P-Q分解法和等值网络法等。

（1）直流潮流法。该方法的特点是将电力系统的交流潮流（有功功率和无功功率）用等值的直流电流代替，用直流电路的解法来分析电力系统的有功潮流，不考虑无功分布对有功的影响。这样加快了计算速度，但精度较差。由于实时安全分析常采用半小时或一小时后的预测负荷进行计算，所以也不要求算法很准确。(www.daowen.com)

（2）P-Q分解法。P-Q分解法计算占用计算机的内存少，计算速度快，精度也比较高，所以不仅在离线的计算中占主导地位，而且也适应实时分析的需要。与直流法相比，PQ分解法不仅可以解出在预想故障下各联络线的潮流分布，用以估计是否过负荷，而且还能求出各节点的电压幅值，用以估计是否过电压。

（3）等值网络法。现代大型电力系统规模庞大，包含几百个节点和线路。在实时分析中需要储存大量参数和实时数据进行大量的计算。这样不仅使调度计算机容量巨大，而且每次分析的时间也较长，对预防性控制的实时性不利。为此，人们根据一定的标准和运行经验，将一个大系统分为几部分，视不同情况进行等值的简化处理，以减少计算机存储容量和提高运算速度。

安全分析的重点在于系统较为薄弱的负荷中心，而远离负荷中心的局部网络在安全分析中所起的作用较小，因此在安全分析中可把系统分为两部分：待研究系统和外部系统。

待研究系统就是感兴趣的区域，即要求详细计算模拟的电网部分，而外部系统则不需要详细计算。安全分析时要保留“待研究系统”的网络结构，而将“外部系统”化简为少量的电源节点和支路。实践经验表明，外部系统的节点数和支路数远多于待研究系统，所以等值网络法可以大大降低安全分析中导纳方阵的阶数和状态变量的维数，从而使计算过程大为简化。

在对电力系统进行简化时，网络等值化简应当遵循以下原则：

①待研究系统的网络结构尽量予以完整保留；而外部系统对待研究系统的影响，不论是正常状态或者是预想事故状态，经过简化后也都能得到足够的反映。

②系统运行状态变化时，也就是系统实时数据正常变化时，等值外部系统的修正量应当很小，且很容易进行。

③在满足上述条件的情况下，等值网络所包含的节点数越少越好。

9．3．1．3　一种等值网络的方法和步骤

（1）在大量离线网络分析与运行经验的基础上，将网络分为待研究系统和外部系统两部分，并且按实际的联络线结构把这两部分连接起来。

（2）把外部系统的节点分为重要节点和非重要节点两大类。凡是状态变量与注入潮流的变化对联络线的运行状态有较大影响的节点，都划为重要节点；与联络线连接的节点称为边界节点，也是重要节点；其余节点都算是非重要节点。重要节点的选择应通过灵敏度计算，如该节点对边界节点的有功功率灵敏度系数大于某一定值则可确定为重要节点。

（3）所有重要节点间的连接及其注入功率均保持实际情况不变。

（4）所有非重要节点全部消去，代之以两个等值节点，即等值发电机节点和等值负荷节点，其具体数据要经过计算产生。

（5）上述计算一般以原系统尖峰负荷时的数据为依据。考虑到系统的实时潮流是随时变化的，因此在实际用于安全分析时，可增加一个校正电源，校正电源只与边界节点相连。

（6）上述各步都可以利用离线分析的结果。用于在线运行时，只要将重要节点的注入功率、边界节点的状态变量按实时数据予以修正（采用经过状态估计的数据），并根据重要支路上出现的潮流差值（由于等值发电机节点和等值负荷节点的注入功率不是实时计算的，所以会产生差值）计算出校正电源的功率，以及校正电源到边界节点的连线参数（导纳）。这样可以大大减少真正在线计算的工作量。