包括供電瓶頸識別的電力系統(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)濟發(fā)展的深入，我國針對電力基礎(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單的度量指標(biāo)、參數(shù)，更能夠為后續(xù)電力供給人員的運行、規(guī)劃工作提供理論、數(shù)據(jù)等方面的支持。本文為了對現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)供電能力進(jìn)行合理的評估，同時構(gòu)建合理的“價值函數(shù)”引導(dǎo)電力系統(tǒng)中負(fù)荷的分配情況，從而對電力系統(tǒng)中的供電瓶頸進(jìn)行識別，以期為我國未來的供電系統(tǒng)供電能力分析、評估工作做出理論貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：供電瓶頸識別 電力系統(tǒng) 供電能力分析

中圖分類號：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：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)模化的趨勢所發(fā)展，其系統(tǒng)的規(guī)模和運行網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性年增加，與此同時，隨著人們生產(chǎn)、生活水平的不斷發(fā)展，人們對于電力的供給、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俱進(jìn)的時代發(fā)展，尤其是在電力系統(tǒng)中供電能力的評估環(huán)節(jié)，僅僅針對系統(tǒng)的供電能力和供電裕度（Load Supply Margin）情況的計算已經(jīng)無法滿足電力供給人員的實際工作需求，由此，能夠為供電研究人員提供更加準(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。

1 供電能力的概述

供電能力，是指供電系統(tǒng)在其系統(tǒng)正常運行過程中可以負(fù)荷的最大供電能力，針對電力系統(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)運用函數(shù)的方式進(jìn)行簡單的計算，便可的出的供電能力分析結(jié)果。例如，在實際的計算過程中，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)行針對供電能力和其參數(shù)變動間的差異性分析。這種方法的優(yōu)勢在于其解析方法相對較為簡便，能夠在較快時間內(nèi)進(jìn)行一段參數(shù)的連續(xù)性計算，但是由于其無法切實的、全面考量輸電設(shè)備對于供電能力的影響，使得這種方法下針對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)供電能力計算構(gòu)建成為了一項相對具有約束力的數(shù)學(xué)模型，從而計算人員可以通過恰當(dāng)?shù)挠嬎惴绞剑ɡ纾€性回歸方程法。可信賴域計算等方法）進(jìn)行有關(guān)問題的求解。這種方法相對于解析法增加了一部分物理約束，使得這種方法針對參數(shù)的計算更加的靈活，同時準(zhǔn)確性也大大提升。所以，在實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

在實際工作中，針對優(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

針對目標(biāo)函數(shù)的假設(shè)法是將其計算過程中，假設(shè)電路系統(tǒng)中所有的負(fù)荷都按照一個相同的比例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)可以與實際的電力負(fù)荷增長情況較為吻合，但是，在實際的應(yīng)用過程中卻由于其在計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算環(huán)節(jié)相對較低的問題。

2.2.2 負(fù)荷點功率集中法

這一方法中，計量人員將實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)行實際優(yōu)化目標(biāo)過程時，會發(fā)生對電網(wǎng)的供電瓶頸以及各負(fù)荷節(jié)點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，節(jié)點L1和L2上的總負(fù)荷各增加60MW的效果和在L1或L2單節(jié)點上增加120MW的效果是類似的，所以，在這一狀態(tài)下，可能會出現(xiàn)單節(jié)點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)點的計算時，都無法真實的研究各供電系統(tǒng)中的供電瓶頸問題，所以在實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)的識別有關(guān)電力系統(tǒng)中的供電瓶頸問題。

3 供電能力評估的數(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值函數(shù)的計算前提下進(jìn)行針對供電能力的評估計算。

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)點的功率情況。

在這一狀態(tài)下，供電裕度價值函數(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)點的供電裕度的分布情況相對更加均勻的同時避免了單一使用上述方法中計算結(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)平臺上應(yīng)用的軟件。與此同時，為了滿足實際的電力部門需求，將該系統(tǒng)平臺中的計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，針對這一問題，就需要在實際的電路優(yōu)化過程中，針對這些問題進(jìn)行進(jìn)一步的規(guī)劃處理工作，從而在提升整個電力系統(tǒng)的供電能力的同時，改善各個電力供應(yīng)站點間的合理規(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，在實際的供電能力分析工作能能夠更加準(zhǔn)確、及時的發(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)的計算在分析過程中探究更加貼合負(fù)荷實際情況，進(jìn)而增加評價效果的準(zhǔn)確性和可應(yīng)用性。最后，通過在實際電廠中的應(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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