包括供電瓶頸識(shí)別的電力系統(tǒng)供電能力分析

占達(dá)聯(lián)

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.30.108

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的深入，我國針對(duì)電力基礎(chǔ)民生設(shè)施建設(shè)的水平愈發(fā)的得到提升，近年來，供電能力分析走進(jìn)人們的視野中，該分析不僅僅是一種簡(jiǎn)單的度量指標(biāo)、參數(shù)，更能夠?yàn)楹罄m(xù)電力供給人員的運(yùn)行、規(guī)劃工作提供理論、數(shù)據(jù)等方面的支持。本文為了對(duì)現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)供電能力進(jìn)行合理的評(píng)估，同時(shí)構(gòu)建合理的“價(jià)值函數(shù)”引導(dǎo)電力系統(tǒng)中負(fù)荷的分配情況，從而對(duì)電力系統(tǒng)中的供電瓶頸進(jìn)行識(shí)別，以期為我國未來的供電系統(tǒng)供電能力分析、評(píng)估工作做出理論貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：供電瓶頸識(shí)別 電力系統(tǒng) 供電能力分析

中圖分類號(hào)：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）10（c）-0108-02

近年來，隨著我國電力系統(tǒng)發(fā)展的壯大，我國電力系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)逐年向著系統(tǒng)化、規(guī)?；内厔?shì)所發(fā)展，其系統(tǒng)的規(guī)模和運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性年增加，與此同時(shí)，隨著人們生產(chǎn)、生活水平的不斷發(fā)展，人們對(duì)于電力的供給、質(zhì)量需求也不斷的增加，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)已經(jīng)無法從根本上滿足與時(shí)俱進(jìn)的時(shí)代發(fā)展，尤其是在電力系統(tǒng)中供電能力的評(píng)估環(huán)節(jié)，僅僅針對(duì)系統(tǒng)的供電能力和供電裕度（Load Supply Margin）情況的計(jì)算已經(jīng)無法滿足電力供給人員的實(shí)際工作需求，由此，能夠?yàn)楣╇娧芯咳藛T提供更加準(zhǔn)確、詳細(xì)供電能力參數(shù)的新型的供電系統(tǒng)供電能力分析方式成為了供電人員管控供電瓶頸、規(guī)劃供電網(wǎng)絡(luò)的重點(diǎn)。

1 供電能力的概述

供電能力，是指供電系統(tǒng)在其系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中可以負(fù)荷的最大供電能力，針對(duì)電力系統(tǒng)的供電能力分析能夠幫助電力供應(yīng)人員在一定限度內(nèi)合理規(guī)劃供、配電工作做出巨大貢獻(xiàn)。目前，在我國電力系統(tǒng)中通常以某一確定的供電區(qū)域內(nèi)符合標(biāo)準(zhǔn)的最大負(fù)荷、供應(yīng)能力為該電力系統(tǒng)的最大供應(yīng)能力，即TSC（Total Supply Capability）。

2 電力網(wǎng)絡(luò)供電能力分析的現(xiàn)狀及確定方法

2.1 電力網(wǎng)絡(luò)供電能力分析的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國針對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)供電能力的分析方法主要有以下兩種：首先，是應(yīng)用將用以表達(dá)系統(tǒng)供電能力的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)運(yùn)用函數(shù)的方式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，便可的出的供電能力分析結(jié)果。例如，在實(shí)際的計(jì)算過程中，將變電站的供電能力作為網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的函數(shù)，并從短電流角度出發(fā)進(jìn)行針對(duì)供電能力和其參數(shù)變動(dòng)間的差異性分析。這種方法的優(yōu)勢(shì)在于其解析方法相對(duì)較為簡(jiǎn)便，能夠在較快時(shí)間內(nèi)進(jìn)行一段參數(shù)的連續(xù)性計(jì)算，但是由于其無法切實(shí)的、全面考量輸電設(shè)備對(duì)于供電能力的影響，使得這種方法下針對(duì)其供電能力的分析比較粗略，所以不能應(yīng)用該數(shù)據(jù)進(jìn)行縝密的定性分析。其次，則是優(yōu)化方法，這種方法狀態(tài)下，將原有的電力系統(tǒng)供電能力計(jì)算構(gòu)建成為了一項(xiàng)相對(duì)具有約束力的數(shù)學(xué)模型，從而計(jì)算人員可以通過恰當(dāng)?shù)挠?jì)算方式（例如，線性回歸方程法。可信賴域計(jì)算等方法）進(jìn)行有關(guān)問題的求解。這種方法相對(duì)于解析法增加了一部分物理約束，使得這種方法針對(duì)參數(shù)的計(jì)算更加的靈活，同時(shí)準(zhǔn)確性也大大提升。所以，在實(shí)際的分析過程中大都應(yīng)用優(yōu)化方法進(jìn)行有關(guān)電力系統(tǒng)供電能力的分析工作。

2.2 優(yōu)化方案中目標(biāo)函數(shù)的確定方法

在實(shí)際工作中，針對(duì)優(yōu)化方法中應(yīng)用的目標(biāo)函數(shù)確定方法，通常應(yīng)用以下兩種方法進(jìn)行有關(guān)參數(shù)的確定工作。

2.2.1 假設(shè)法

針對(duì)目標(biāo)函數(shù)的假設(shè)法是將其計(jì)算過程中，假設(shè)電路系統(tǒng)中所有的負(fù)荷都按照一個(gè)相同的比例a遞增，由此，這種情況下的優(yōu)化目標(biāo)便可以看作max[a]。這一方法在一定限度內(nèi)可以與實(shí)際的電力負(fù)荷增長情況較為吻合，但是，在實(shí)際的應(yīng)用過程中卻由于其在計(jì)算中無法充分探究有關(guān)電力系統(tǒng)中供電瓶頸的問題而使得整體計(jì)算環(huán)節(jié)相對(duì)較低的問題。

2.2.2 負(fù)荷點(diǎn)功率集中法

這一方法中，計(jì)量人員將實(shí)際工作中最大化的網(wǎng)絡(luò)中的所有符合的功率總和作為了其優(yōu)化的目標(biāo)參數(shù)。應(yīng)用這種方法在進(jìn)行實(shí)際優(yōu)化目標(biāo)過程時(shí)，會(huì)發(fā)生對(duì)電網(wǎng)的供電瓶頸以及各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的綜合供電能力不準(zhǔn)確等問題。例如，由圖1，當(dāng)應(yīng)用上述方法作為優(yōu)化目標(biāo)的狀態(tài)時(shí)，節(jié)點(diǎn)L1和L2上的總負(fù)荷各增加60MW的效果和在L1或L2單節(jié)點(diǎn)上增加120MW的效果是類似的，所以，在這一狀態(tài)下，可能會(huì)出現(xiàn)單節(jié)點(diǎn)荷載能力較低的問題，從而影響供電研究人員的判斷。

根據(jù)上述分析可知，無論應(yīng)用上述兩種方法進(jìn)行優(yōu)化節(jié)點(diǎn)的計(jì)算時(shí)，都無法真實(shí)的研究各供電系統(tǒng)中的供電瓶頸問題，所以在實(shí)際的供電能力分析工作中，應(yīng)該通過更加合理的負(fù)荷增加模式描述，才有可能更加精準(zhǔn)的識(shí)別有關(guān)電力系統(tǒng)中的供電瓶頸問題。

3 供電能力評(píng)估的數(shù)學(xué)模型建立

根據(jù)上述分析，可以通過基于供電裕度價(jià)值函數(shù)的計(jì)算前提下進(jìn)行針對(duì)供電能力的評(píng)估計(jì)算。

Q（x）==（wi（x）Li（x））

其中，x為表示優(yōu)化目標(biāo)中各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的功率情況。

在這一狀態(tài)下，供電裕度價(jià)值函數(shù)最為電力系統(tǒng)中最優(yōu)優(yōu)化目標(biāo)，可以使得各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的供電裕度的分布情況相對(duì)更加均勻的同時(shí)避免了單一使用上述方法中計(jì)算結(jié)果過于單一、保守、不能充分展示供電瓶頸等問題的存在。

4 供電能力分析方法在實(shí)際中的應(yīng)用

截止目前，根據(jù)上述模型，已經(jīng)開發(fā)出了基于VS5（Visual Studio 2005）系統(tǒng)平臺(tái)上應(yīng)用的軟件。與此同時(shí)，為了滿足實(shí)際的電力部門需求，將該系統(tǒng)平臺(tái)中的計(jì)算軟件分為每變電區(qū)域（500±5）kV的變電分析模型，目前已經(jīng)在我國電力供電系統(tǒng)中獲得一定推廣。例如，廣東順德某電力系統(tǒng)供電片區(qū)，該片區(qū)僅包括一座可容納500kV的變電站，其接線如下圖2所示。

可以看出該片區(qū)供給包括6座220kV變電站以及一座本地供電廠，整體供電線路的負(fù)荷總和為（2235±5）MW。根據(jù)這一情況，應(yīng)用上述模型進(jìn)行計(jì)算，可知該區(qū)域的整體最大供電能力為2598.79MW、供電裕度情況為13.98%。在其主站500kV的主變?nèi)萘考s束，該目標(biāo)區(qū)域的整體供電裕度水平相對(duì)偏低，尤其是在順德到世龍這一階段，在預(yù)想的事故下輸電已基本沒有可見的裕度情況。所以，針對(duì)這一問題，就需要在實(shí)際的電路優(yōu)化過程中，針對(duì)這些問題進(jìn)行進(jìn)一步的規(guī)劃處理工作，從而在提升整個(gè)電力系統(tǒng)的供電能力的同時(shí)，改善各個(gè)電力供應(yīng)站點(diǎn)間的合理規(guī)劃、分配情況，繼而做到供電效果最優(yōu)化、效率最大化。

5 結(jié)語

綜上所述，本文以優(yōu)化電力系統(tǒng)的供電裕度最大化作為整體供電能力分析的優(yōu)化目標(biāo)，通過對(duì)原有供電能力分析方法的探究，發(fā)掘其中存在的不足并予以更近一步的改進(jìn)，從而構(gòu)建了包括進(jìn)行供電瓶頸問題識(shí)別的新型電力系統(tǒng)供電能力分析方法，進(jìn)而使得供電工作人員，在實(shí)際的供電能力分析工作能能夠更加準(zhǔn)確、及時(shí)的發(fā)現(xiàn)供電系統(tǒng)中存在的供電瓶頸問題，并通過目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算在分析過程中探究更加貼合負(fù)荷實(shí)際情況，進(jìn)而增加評(píng)價(jià)效果的準(zhǔn)確性和可應(yīng)用性。最后，通過在實(shí)際電廠中的應(yīng)用，證明了該供電能力的較高可行性，可為我國未來的電力系統(tǒng)供電能力分析作出理論貢獻(xiàn)。

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