電網規劃設計中的風險評估應用

萬方林（國網湖南省電力公司桃江縣供電分公司，湖南省益陽市桃江縣413400）

電網規劃設計中的風險評估應用

萬方林（國網湖南省電力公司桃江縣供電分公司，湖南省益陽市桃江縣413400）

近年來，隨著社會的迅速發展，對電力的需求日益增加，電網建設規模不斷增大，人們越來越重視電力系統的安全性，這就要求必須做好電網規劃設計工作。針對此，本文首先分析了電網規劃設計中存在的風險，其次對電網規劃設計中的風險評估模型和指標計算進行了相關闡述，最后探討了電網規劃設計中的風險評估方法，以供參考。

電網規劃設計；風險評估；應用

1 引言

在城市規劃中，電網建設規劃具有關鍵性作用，電力系統的安全問題已成為當前電力用戶與有關部門重點關注的問題之一。在電力系統建設過程中，電網建設規劃設計具有十分重要的作用，但就目前情況來看，大規模停電事故頻繁發生，已經嚴重影響到了人們日常生產生活，這對社會的安定造成了一定的阻礙。對此，必須對電網系統進行科學的、合理的規劃設計，并且還要對其中存在的風險進行合理的評估，以確保電網運行安全性。

2 電網規劃中風險評估的重要性

電網規劃設計是電力系統運行安全性的重要基礎，基于我國當前情況，在電網規劃設計過程中，主要是為在滿足未來需求的前提下，通過規劃設計確定待建電線路數量與位置，促進低投資低成本建設目標的實現。此情況下，在進行電網規劃設計時，設計人員應按照未來電源與負荷預測結構構建電網框架，通過短路電流與穩定校驗等電氣計算結果，明確最終的規劃設計方案。

在選擇電網規劃設計方案時，主要是在電網建設投資基礎上，選用N-1安全準則對電網系統進行校驗，將故障事故發生后的靜態安全約束作為評估重點，此種方式無法測算故障事故發生概率，這就需要在電網規劃設計中加入風險評估，以此來綜合評判電網系統運行過程中故障事故發生概率及其帶來的后果。一般情況下，風險越高，則電網運行可靠性越低。在電網規劃設計過程中，通過風險評估的應用，不僅能夠實現測算故障事故發生概率的目的，還能夠對事故發生后影響程度進行綜合考慮，從而實現對電網全系統的風險管理，將系統風險水平控制在規定范圍內。

3 電網規劃設計風險

3.1 政策風險

近年來，隨著現代企業的迅速發展，企業規模日益增大，企業用電持續增加，電網結構越來越復雜，針對此，為了確保我國社會的穩定發展，必須對電網進行合理的規劃，但在電網規劃設計過程中，政府部門并沒有給予電網規劃建設充足的支持力度，變電站選址與線路走廊的保護也沒有相關法律作為依據，大大增加了電網運行風險性。此外，國家環保政策對變電站噪聲的要求與變電站周圍居民的反對，給變電站建設的順利開展帶來了極大的阻礙。

3.2 技術風險

就我國目前電網規劃方案來看，其主要目的在于滿足供電需求，在電網規劃過程中，規劃技術具有關鍵性作用，但在電網實際規劃設計過程中，變電站的接入方案、主容量的選擇、無功補償裝置、電壓等級等方面技術的要求均相對較高，再加上網架結構、接線模式的合理性、電網結構對自然災害的抵御能力等方面的高要求，在進行電網運行設備規劃設計時，必須將其與國家現行政策進行有效的融合，如果出現問題，必將給電網運行帶來較大的風險。

3.3 管理風險

在我國電網具體運行過程中，往往會受到自然因素與外力因素的影響，導致電網輸電線路發生故障。在對其進行管理時，因相關工作人員責任心與專業技術的缺乏，導致電網規劃無法全面的掌握上述因素，再加上電網規劃通常會與部分市政建設規劃存在一定的沖突，通常是城市規劃中的供電部門與規劃部門在規劃理念方面無法達成一致，從而無法實現協調統一的目的。除此之外，規劃工作人員的專業水平也不到位，規劃崗位人員的配備也不齊全，再加上不具備有效的、合理的規劃應急預案，大大增加了電網運行風險。

4 電網規劃設計中的風險評估模型和指標計算

通常情況下，電網規劃設計階段更加注重規劃方案間的橫向對比。對于電網規劃設計方案，一般具備較強的風險承載能力，此處以狀態枚舉法為例，對電網規劃設計中的風險進行評估。所謂風險指標計算方法，即為通過預想事故掃描的方式，確定系統失效情況，對風險進行指標計算。

4.1 采用枚舉計數選擇、確定系統狀態

通常情況下，對于系統狀態概率的計算，可采用以下公式進行：

式中：P（s）-系統狀態s下的概率，其僅對元件停運時間進行考慮；n-系統元件總數；nd-系統狀態s中的不可用元件數；Ui、Uj-元件i、j與停運相關的不可用率。其中，對于Ui，可通過以下公式計算：

4.2 系統和風險指標的計算

式中：λ-元件與停運有關的失效率；fi-元件的平均停運頻率；MTTRi-元件的平均停運的時間。

在實際計算過程中，對于fi與MTTRi，均能夠采用統計歷史數據的方式獲得。將上述公式進行相應的轉換，可得到以下公式：

對于風險指標的計算，通常在各級負荷水平的分析結果基礎上進行。

4.2.1 負荷削減概率的計算指標

式中：NL-通過實際負荷數據確定的負荷水平分級數；Fi-多級負荷模型中第i個負荷水平系統發生全部失效情況的集合；Ti-第i個負荷水平時間長度；T-1年時間長度的負荷曲線的時間期間全長。

4.2.2 期望缺供電量EENS的計算指標

4.2.3 期望負荷削減頻率EFLC的計算指標

式中：m（s）-不考慮降額狀態下的系統元件總數。

4.2.4 負荷削減平均持續時間ADLC的計算指標

通過實踐經驗可知，負荷削減概率計算指標與負荷削減平均持續時間ADLC計算指標均能夠在所有的母線、分區，甚至是整體電力系統指標計算中獲得良好的應用。

5 電網規劃設計中的風險評估方法

5.1 風險因素分析法

所謂風險因素分析法，即為對可能會引發風險的因素進行評價分析，以明確風險發生概率的評估方式。此種風險分析法主要思路為：①對風險源進行仔細的調查；②對風險轉化條件進行判斷識別；③明確轉化條件是否具備最終估計風險發生的后果；④對風險進行合理的評價。在電網規劃設計過程中，主要存在政策風險、技術風險以及管理風險，風險因素分析主要是對電網規劃過程中存在的一些風險進行分析，例如變電站選址、輸電線路的設計等。其中，對于變電站的選址，必須對噪音帶來的影響進行全面的考慮；對于輸電線路設計，則需要對線路走廊的環境與外力因素的影響進行充分的考慮。

5.2 基線評估

基線評估方法具備所需資源少、周期短、操作簡便的特征。在電網規劃設計過程中，對于環境基本一致、安全需求相類似的電網結構，基線評估是最經濟、最有效的一種風險評估方式，其主要是通過計算機信息技術構建一套風險評估對策，以評估電網結構中存在的風險，將其落實于電網范圍內，如果有特殊需求，還需在此基礎上，對特定系統進行更加詳細、嚴格的評估。

5.3 層次分析法

所謂層次分析法，其主要是指一種定性與定量有效融合的多目標分析方式，其改變了傳統分析方式中最優化技術僅能夠處理定量分析問題的缺陷，是一種定量與定性相融合的分析方式。在電網規劃設計過程中，電網結構的多樣性與復雜性大大增加了電網規劃過程中存在的風險因素，通過多層次分析方式的運用，能夠對電網運行過程中存在的各種風險進行有效的分析，進而全面提升電網規劃效果。

6 結語

綜上所述，在社會經濟發展過程中，電力規劃具有十分重要的作用，其緊密關聯著人們日常生產生活。針對此，為了推動經濟的持續發展，提升電網規劃設計方案的可靠性，必須對電網規劃設計方案的可靠性進行有效的、合理的分析。

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TM715

A

2095-2066（2016）29-0058-02

2016-9-30

萬方林（1985-），男，工程師（中級），本科，主要從事電網規劃建設、運行檢修工作。