電網(wǎng)規(guī)劃的供電可靠性研究與評估

摘 要：隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對配電系統(tǒng)的綜合性能要求逐漸提高。但部分地區(qū)在建設(shè)系統(tǒng)的過程中，規(guī)劃設(shè)計存在不合理之處，例如光纖通道架設(shè)密集，遙控、遙信、遙測等未根據(jù)主站實際能力來設(shè)計，導(dǎo)致配電性能無法充分發(fā)揮等?；诖?，從供電可靠性入手歸納供電區(qū)域，對所應(yīng)用到的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行分析，以期為相關(guān)方面提供一定的參考與幫助。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)規(guī)劃 供電 可靠性 研究 評估

引言

可靠性是指研究對象能保持其功能的時間。配電網(wǎng)的可靠性分析是隨著電力系統(tǒng)發(fā)展而發(fā)展起來的。分析歷史數(shù)據(jù)表明，大部分的停電事故由配電網(wǎng)引起。因此，對配電網(wǎng)進(jìn)行精準(zhǔn)的規(guī)劃，對解決可靠性問題中有著至關(guān)重要的作用。在我國的電力發(fā)展過程中，絕大部分的電網(wǎng)規(guī)劃都只是基于歷史數(shù)據(jù)的簡單預(yù)測。一旦供電質(zhì)量或是可靠性降低，都會很大范圍內(nèi)的影響國民生活水平和社會發(fā)展。因此，在社會不斷發(fā)展的今天，提高供電可靠性，將越來越多的受到重視。

1、電網(wǎng)規(guī)劃對供電可靠性的影響

電網(wǎng)規(guī)劃對供電可靠性的影響主要體現(xiàn)在以下兩個方面。首先，規(guī)劃技術(shù)方案的各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求均對供電可靠性產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響：標(biāo)準(zhǔn)接線率反映饋線的標(biāo)準(zhǔn)化水平，對生產(chǎn)運維、停電時間和范圍產(chǎn)生影響；自動化覆蓋率反映自動化水平，影響故障查找和隔離時間；供電半徑及分段影響停電的范圍；設(shè)備裝備技術(shù)參數(shù)影響故障幾率等。其次，規(guī)劃項目管理中，應(yīng)考慮是否將10kV母線停電饋線不可轉(zhuǎn)供、重復(fù)停電、分接箱等影響生產(chǎn)運維、造成停電的網(wǎng)架問題按輕重緩急納入規(guī)劃項目；此外，還對停電安排具有一定的影響。

2、電網(wǎng)規(guī)劃評估

2.1、評估方法

（1）選擇偶發(fā)事件。在實際工程分析中，通常只考慮那些發(fā)生次數(shù)較多且對系統(tǒng)正常功能影響較大的系統(tǒng)狀態(tài)，即主要選擇故障概率大的隨機(jī)事件。一般情況下，可首先選擇單重故障事件，再選擇二重故障事件，如有必要可分析三重故障事件。（2）分析系統(tǒng)狀態(tài)。為了區(qū)分元件故障對系統(tǒng)狀態(tài)的影響，需要對系統(tǒng)進(jìn)行電氣計算分析。為了檢驗系統(tǒng)的充裕度和安全性分別需要進(jìn)行潮流計算和穩(wěn)定計算。如果在給定元件故障時系統(tǒng)能完成其預(yù)定功能，那么該系統(tǒng)狀態(tài)屬于完好狀態(tài)，否則屬于失效狀態(tài)。對于靜態(tài)風(fēng)險評估分析，失效狀態(tài)是指線路潮流過載或節(jié)點電壓越限；暫態(tài)穩(wěn)定風(fēng)險分析中的失效狀態(tài)是指發(fā)電機(jī)出現(xiàn)功角失穩(wěn)或者節(jié)點電壓在一定時間內(nèi)持續(xù)低于某一預(yù)設(shè)值。發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)失效后，如果需要采取削減節(jié)點負(fù)荷等控制措施使系統(tǒng)恢復(fù)正常運行，可依據(jù)該控制措施計算故障的嚴(yán)重程度。（3）綜合同類風(fēng)險指標(biāo)。由上述狀態(tài)分析結(jié)果，可計算出系統(tǒng)故障狀態(tài)的概率、頻率以及各負(fù)荷點的電力不足概率、頻率和電量不足期望值等指標(biāo)。根據(jù)終期輸電通道方案，考慮不同建設(shè)時序。

2.2、評價指標(biāo)分析

建立科學(xué)完善的電網(wǎng)規(guī)劃風(fēng)險評估指標(biāo)，并將其作為風(fēng)險評估的重要依據(jù)。在本文的研究中，電力系統(tǒng)可靠性評估指標(biāo)主要包括負(fù)荷削減概率（PLC）、負(fù)荷削減頻率（EFLC）、負(fù)荷削減平均持續(xù)時間等。

2.3、評估關(guān)鍵步驟

（1）調(diào)整電網(wǎng)分析狀態(tài)。在對電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)風(fēng)險評估時，不單要綜合考慮各個元器件對電網(wǎng)運行所產(chǎn)生的影響，還應(yīng)該考慮電網(wǎng)中不同級別的負(fù)荷水平，以對不同的電網(wǎng)運行狀態(tài)進(jìn)行計算分析。在電網(wǎng)設(shè)備元件運行過程中，停運故障有很多種，這就要求采用故障掃描技術(shù)確定故障集。在對電網(wǎng)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定風(fēng)險評估時，需要綜合考慮電網(wǎng)中各個元器件的故障狀態(tài)以及負(fù)荷水平。在電網(wǎng)運行過程中，其暫態(tài)穩(wěn)定性與負(fù)荷水平、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、故障發(fā)生類型及位置等都有一定的關(guān)聯(lián)。（2）對電網(wǎng)失效狀態(tài)進(jìn)行識別，對其所產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)合理的評價。在此過程中，可以采用靜態(tài)分析以及暫態(tài)分析的方法對電網(wǎng)運行工況進(jìn)行科學(xué)合理的評估，比如，通過應(yīng)用暫態(tài)穩(wěn)定性分析方法，能夠判斷節(jié)點電壓在某一時間段內(nèi)是否處于預(yù)設(shè)值。（3）對電網(wǎng)運行風(fēng)險指標(biāo)進(jìn)行量化分析。在此過程中，需要對電網(wǎng)失效發(fā)生率進(jìn)行綜合分析，并預(yù)測其所產(chǎn)生的影響。對電網(wǎng)運行失效狀態(tài)所造成的風(fēng)險指標(biāo)進(jìn)行計算，然后對各個風(fēng)險指標(biāo)進(jìn)行累計計算，即可確定整個電網(wǎng)運行的風(fēng)險。

3、提高配電網(wǎng)的可靠性措施

針對配電網(wǎng)，進(jìn)行可靠性分析研究的目的是降低系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，也就是提升系統(tǒng)持續(xù)工作的概率。因此，需要分析可能影響配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)的各種因素。這樣的指標(biāo)根本上只有停電次數(shù)、停電時間和停電規(guī)模，而后者又主要同前兩者有關(guān)。所以，每一個指標(biāo)都集中于停電次數(shù)和停電時間這兩方面。

詳細(xì)來說，共有四個因素會使配電網(wǎng)的可靠性發(fā)生變化，分別是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、自然環(huán)境、設(shè)備故障和計劃停電。通過上述計算方法，結(jié)合我國歷年來可靠性歷史數(shù)據(jù)。分別討論在不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，不同的檢修計劃安排下，配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)的波動情況。綜合分析，提高配網(wǎng)的可靠性可以從以下方面入手：

選擇顆粒的配網(wǎng)規(guī)化方案，或者改造優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)是提高配電網(wǎng)可靠性最基礎(chǔ)也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)；（2）改變原有的檢修方式，實施狀態(tài)檢修和帶電作業(yè)，以達(dá)到縮短停電時間、減小停電規(guī)模的目的；（3）適當(dāng)改變中性點接地方式，選擇最合適的。提高配網(wǎng)絕緣水平可以有效地降低設(shè)備的故障率，提高設(shè)備可靠度，從而改善配電網(wǎng)整體的可靠性；（4）改進(jìn)和完善供電指標(biāo)評價體系，一個健全的可靠性管理體系也是提高系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。

結(jié)束語

總而言之，合理規(guī)劃電網(wǎng)系統(tǒng)可有效提高供電可靠性。在實際規(guī)劃設(shè)計時，需要按照供電可靠性的要求來劃分不同的供電區(qū)域，明確在建設(shè)過程中需要應(yīng)用的關(guān)鍵性技術(shù)，通過引入差異化規(guī)劃原則，讓不同供電區(qū)域內(nèi)建設(shè)的配電系統(tǒng)可以滿足供電可靠性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，從而加快電力系統(tǒng)的建設(shè)步伐。

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作者簡介

余俊勇，男，1984年10出生，湖北孝感人（籍貫）。endprint