配網(wǎng)可靠性的評(píng)估方法應(yīng)用

【摘要】文章基于電網(wǎng)可靠性評(píng)估理論，運(yùn)用一種電網(wǎng)可靠性評(píng)估方法對(duì)110 kV高壓配電網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃年的可靠性水平進(jìn)行了全面分析評(píng)估，從電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行等多個(gè)角度，提出了增強(qiáng)配網(wǎng)可靠性的有效措施。

【關(guān)鍵詞】配網(wǎng)；可靠性；備自投

配網(wǎng)是城市重要基礎(chǔ)設(shè)施，是電網(wǎng)的重要組成部分。通過對(duì)電網(wǎng)重要用戶的電源和供電方式進(jìn)行深入調(diào)查，發(fā)現(xiàn)依然存在影響可靠供電的薄弱環(huán)節(jié)。本文應(yīng)用一種電網(wǎng)可靠性評(píng)估方法對(duì)其進(jìn)行了深入評(píng)估，多角度提出了較優(yōu)的提高供電可靠性的措施。

一、配網(wǎng)可靠性評(píng)估理論

（一）概述

配網(wǎng)是電網(wǎng)的重要組成部分，也是城市中一項(xiàng)重要的基本設(shè)施。可靠性指的是元件或系統(tǒng)在一定的條件下和對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)能夠完成的規(guī)定功能的能力。整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠性評(píng)估可根據(jù)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行分類，一般包括發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等，根據(jù)各個(gè)功能區(qū)的不同組合定義不同的可靠性分析級(jí)別。這種分層級(jí)別的可靠性評(píng)估能夠得到最為精確的配網(wǎng)負(fù)荷點(diǎn)和各個(gè)級(jí)別系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。

電力系統(tǒng)的可靠性評(píng)估可根據(jù)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行分類，通常可分為發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)、發(fā)輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、電氣主接線系統(tǒng)等，根據(jù)各功能區(qū)域不同組合定義不同的可靠性分析的分層級(jí)別。分層級(jí)別Ⅰ：發(fā)電系統(tǒng)可靠性研究，輸電和配電設(shè)備被認(rèn)為完全可靠并能不受限制地將發(fā)電點(diǎn)的電能輸送到負(fù)荷點(diǎn)，這被稱為發(fā)電系統(tǒng)可靠性評(píng)估。其可靠性指標(biāo)集中反映發(fā)電系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷的影響；分層級(jí)別Ⅱ：發(fā)輸電組合系統(tǒng)可靠性研究，不僅考慮發(fā)電容量和位置的約束，而且考慮輸電網(wǎng)絡(luò)的過負(fù)荷及節(jié)點(diǎn)電壓約束，但忽略配電設(shè)備故障，這被稱為發(fā)輸電組合系統(tǒng)可靠性評(píng)估，其可靠性指標(biāo)反映了發(fā)電和輸電系統(tǒng)的聯(lián)合影響；分層級(jí)別Ⅲ：包括所有上述功能區(qū)域來評(píng)估負(fù)荷點(diǎn)的充裕度可靠性指標(biāo)，稱為完整的系統(tǒng)可靠性研究。

通過分層級(jí)別Ⅲ（完整系統(tǒng)）的可靠性評(píng)估可得到最精確的配電網(wǎng)負(fù)荷點(diǎn)及各級(jí)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，但電力系統(tǒng)各子系統(tǒng)的可靠性模型均有所不同，且電力系統(tǒng)的規(guī)模大、涉及設(shè)備的種類多，考慮的因素極為復(fù)雜，建模和計(jì)算均非常困難，屬于數(shù)學(xué)范疇的NP難題，目前沒有很好的解決方法。

（二）可靠性評(píng)估指標(biāo)

高壓配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)反映被評(píng)估系統(tǒng)及負(fù)荷節(jié)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)的停電概率、頻率、電量等指標(biāo)，如公式（1）-（6）所示。在以下公式中F為系統(tǒng)失效事件集，表示失效事件，則：

失負(fù)荷概率LOLP（Loss-Of-Lond Probability）表示平均每年缺電概率，算公式為：

LOLP= Prob（Fi） （1）

失負(fù)荷時(shí)間期望LOLE（Loss-Of-Lond Expectation）表示平均每年缺電小時(shí)，單位為h/a，計(jì)算公式為：

LOLE=8760× （2）

失負(fù)荷頻率FLOL（Frequency of Loss-Of-Load）表示每年平均停電次數(shù)，它的單位是次/年，計(jì)算公式為：

FLOL= fre（Fi） （3）

失負(fù)荷平均持續(xù)時(shí)間DLOL（Duration of Loss-Of-Load）表示平均每次停電的持續(xù)時(shí)間，它的單位是h/次，計(jì)算公式為：

DLOL=LOLE/FLOL （4）

電力不足期望EDNS（Expected Demand Not Supplied）表示平均每年缺電力的多少，它的單位是MW，計(jì)算公式為：

EDNS= Prob（Fi）×DNS（Fi） （5）

式中DNS（Fi）是事件Fi的負(fù)荷削減量。

（三）可靠性評(píng)估算法簡(jiǎn)介

算法流程如圖1所示，采用解析法即狀態(tài)枚舉法產(chǎn)生系統(tǒng)的故障狀態(tài)，采用交流潮流法計(jì)算故障狀態(tài)的潮流，負(fù)荷削減策略采用就近削減負(fù)荷法。

二、可靠性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

配網(wǎng)的可靠性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)與系統(tǒng)的元件數(shù)和負(fù)荷等網(wǎng)絡(luò)規(guī)模有著千絲萬縷的聯(lián)系，為了增強(qiáng)電網(wǎng)間可靠性指標(biāo)的可比性，消除網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模效應(yīng)，根據(jù)外國的系統(tǒng)分概念，總結(jié)出了系統(tǒng)分的算法：

系統(tǒng)分=期望缺供電量/系統(tǒng)總負(fù)荷 ×60

根據(jù)系統(tǒng)分的大小可將停電的影響分為5個(gè)級(jí)別：

0級(jí)：系統(tǒng)分≤1，是可接受的不可靠狀態(tài)。

1級(jí)：1<系統(tǒng)分≤10，能夠?qū)σ粋€(gè)或多個(gè)用戶產(chǎn)生影響的不可靠狀態(tài)。

2級(jí)：10<系統(tǒng)分≤100，此階段是對(duì)用戶的影響較為嚴(yán)重的不可靠狀態(tài)，在此情況下，用戶所受的影響可達(dá)到0級(jí)時(shí)的10-100倍。

3級(jí)：100<系統(tǒng)分≤1000，此時(shí)為對(duì)用戶有著嚴(yán)重影響的不可靠狀態(tài)，其影響程度更達(dá)到了0級(jí)時(shí)的100倍以上之多。

4級(jí)：系統(tǒng)分>1000，對(duì)用戶有極為嚴(yán)重影響的不可靠狀態(tài)，在該階段的系統(tǒng)容易出現(xiàn)崩潰現(xiàn)象，繼而導(dǎo)致大面積停電。

三、配網(wǎng)可靠性評(píng)估的方法應(yīng)用

（一）現(xiàn)狀可靠性評(píng)估

現(xiàn)狀可靠性評(píng)估是通過綜合分析區(qū)域配網(wǎng)的電壓等級(jí)線路、變壓器、開關(guān)等相關(guān)設(shè)備的被迫停運(yùn)狀況，并綜合國內(nèi)外相關(guān)設(shè)備可靠性的評(píng)估情況，綜合得出區(qū)域配網(wǎng)可靠性評(píng)估的具體設(shè)備可靠性參數(shù)，參數(shù)中應(yīng)包含該設(shè)備每年百公里被迫停運(yùn)的次數(shù)，即被迫停運(yùn)率，還要包括每次故障修復(fù)所花費(fèi)的時(shí)間。各項(xiàng)參數(shù)準(zhǔn)確獲得后，可應(yīng)用之前提到的理論方法對(duì)區(qū)域配網(wǎng)的可靠性評(píng)估進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而得出配網(wǎng)的各項(xiàng)可靠性指標(biāo)，其中的指標(biāo)包括失負(fù)荷概率、期望缺供電量、失負(fù)荷頻率和期望失負(fù)荷時(shí)間。通過系統(tǒng)分的定義，進(jìn)一步計(jì)算出區(qū)域配網(wǎng)的可靠性系統(tǒng)分，判定出該區(qū)域配網(wǎng)的停電影響級(jí)別。

規(guī)劃年可靠性評(píng)估

規(guī)劃年可靠性評(píng)估是通過運(yùn)用可靠性評(píng)估方法對(duì)區(qū)域在一定的時(shí)間段內(nèi)的配網(wǎng)狀況進(jìn)行可靠性評(píng)估計(jì)算，得出各項(xiàng)可靠性指標(biāo)。根據(jù)每年配網(wǎng)可靠性指標(biāo)的變化，判斷出該區(qū)域配網(wǎng)可靠性的問題，并采取相應(yīng)措施不斷提高配網(wǎng)可靠性，不斷降低停電影響級(jí)別。

（二）保證配網(wǎng)可靠性的建議

綜上所述，在配網(wǎng)的情況難以改善的時(shí)候，為了更好的保障配網(wǎng)可靠性，可在配網(wǎng)運(yùn)行過程中調(diào)配負(fù)荷，使10KV母線備自投能夠自動(dòng)投切，如果備自投不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投切，就要保證110KV通道能夠轉(zhuǎn)供全部負(fù)荷，若10KV轉(zhuǎn)供通道完善，并且能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)荷的快速切換，也可以有效的保證配網(wǎng)系統(tǒng)可靠性。

結(jié)論：

近年來，我國的電力行業(yè)飛速發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)也突飛猛進(jìn)，取得了較大的成績(jī)。配網(wǎng)是城市建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，基于配網(wǎng)可靠性評(píng)估的理論，找到適合的配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法，對(duì)了解配網(wǎng)的現(xiàn)狀及發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)存在的問題有著重要意義。只有保證配網(wǎng)的可靠性才能向用戶提供安全、穩(wěn)定的電力需求，更好的促進(jìn)城市化進(jìn)程的加快，為國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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