近几十年来,国内外电力系统多次发生大面积停电事故,暴露出EMS系统存在一定的缺陷,调度中心需要一个更加智能化的调度自动化系统,即安全预警系统。安全预警系统不仅要能实时跟踪电网的运行状态,获得电网的实时信息,还要能对电网及设备进行安全评估,发现电网存在的安全隐患或事故,向调度中心报警并给出辅助处理方案,将安全隐患解决在萌芽状态。本文简要介绍了城市电网安全预警与保障决策支持系统的整体结构,针对城市电网功角稳定问题不明显、热稳定问题相对突出的特点,从多个专业角度阐述了城市电网在线综合安全预警和辅助决策的主要功能。城市电网普遍采用坏网设计,辐射状运行模式。当系统故障或检修时,通过合环操作实现负荷转移,避免用户停电,提高供电的可靠性。由于合环后的电网运行状况对调度员是不透明的,很难判断合环操作的可行性,可能导致合环潮流过大,线路或设备过载甚至保护跳闸,造成用户停电。我国220kV电网分层分区后,不同供电区域间的合环操作一直困扰着实际生产,各地市电力局曾多次出现因合环潮流过大导致开关跳闸的现象。因此迫切需要一种在线合环潮流计算方法,能预先计算出不同供电区间合环潮流的数值,从而有效指导调度人员选择合环操作的最佳时间,确保设备安全,提高供电可靠性。本文在对合环操作与合环潮流计算问题深入研究的基础上,设计实现了城市电网安全预警与保障决策支持系统的在线合环潮流预测(有功状态估计)及合环预警辅助功能模块。有功状态估计充分利用城市电网中有功功率量测精度相对无功功率量测精度较高、有功功率与电压相角关系密切而与电压幅值关系较弱的特点,仅用有功功率和相角量测量对电网母线相角进行状态估计,提高了状态估计的速度和精度,减小了对基础数据的依赖性。在线合环潮流预测与预警辅助决策功能模块以有功状态估计为基础,实现了对城市电网合环潮流的快速预测,并根据合环潮流计算结果,对拟合环后存在的安全隐患进行检测和预警,并能给出合环操作辅助决策,方便调度员掌握最佳的合环点或合环操作时间。