電網規劃的供電可靠性研究與評估

摘 要：隨著我國電網規模的不斷擴大，對配電系統的綜合性能要求逐漸提高。但部分地區在建設系統的過程中，規劃設計存在不合理之處，例如光纖通道架設密集，遙控、遙信、遙測等未根據主站實際能力來設計，導致配電性能無法充分發揮等。基于此，從供電可靠性入手歸納供電區域，對所應用到的關鍵性技術進行分析，以期為相關方面提供一定的參考與幫助。

關鍵詞：電網規劃 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。配電網的可靠性分析是隨著電力系統發展而發展起來的。分析歷史數據表明，大部分的停電事故由配電網引起。因此，對配電網進行精準的規劃，對解決可靠性問題中有著至關重要的作用。在我國的電力發展過程中，絕大部分的電網規劃都只是基于歷史數據的簡單預測。一旦供電質量或是可靠性降低，都會很大范圍內的影響國民生活水平和社會發展。因此，在社會不斷發展的今天，提高供電可靠性，將越來越多的受到重視。

1、電網規劃對供電可靠性的影響

電網規劃對供電可靠性的影響主要體現在以下兩個方面。首先，規劃技術方案的各項技術標準要求均對供電可靠性產生深遠影響：標準接線率反映饋線的標準化水平，對生產運維、停電時間和范圍產生影響；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；設備裝備技術參數影響故障幾率等。其次，規劃項目管理中，應考慮是否將10kV母線停電饋線不可轉供、重復停電、分接箱等影響生產運維、造成停電的網架問題按輕重緩急納入規劃項目；此外，還對停電安排具有一定的影響。

2、電網規劃評估

2.1、評估方法

（1）選擇偶發事件。在實際工程分析中，通常只考慮那些發生次數較多且對系統正常功能影響較大的系統狀態，即主要選擇故障概率大的隨機事件。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）分析系統狀態。為了區分元件故障對系統狀態的影響，需要對系統進行電氣計算分析。為了檢驗系統的充裕度和安全性分別需要進行潮流計算和穩定計算。如果在給定元件故障時系統能完成其預定功能，那么該系統狀態屬于完好狀態，否則屬于失效狀態。對于靜態風險評估分析，失效狀態是指線路潮流過載或節點電壓越限；暫態穩定風險分析中的失效狀態是指發電機出現功角失穩或者節點電壓在一定時間內持續低于某一預設值。發現系統失效后，如果需要采取削減節點負荷等控制措施使系統恢復正常運行，可依據該控制措施計算故障的嚴重程度。（3）綜合同類風險指標。由上述狀態分析結果，可計算出系統故障狀態的概率、頻率以及各負荷點的電力不足概率、頻率和電量不足期望值等指標。根據終期輸電通道方案，考慮不同建設時序。

2.2、評價指標分析

建立科學完善的電網規劃風險評估指標，并將其作為風險評估的重要依據。在本文的研究中，電力系統可靠性評估指標主要包括負荷削減概率（PLC）、負荷削減頻率（EFLC）、負荷削減平均持續時間等。

2.3、評估關鍵步驟

（1）調整電網分析狀態。在對電網進行靜態風險評估時，不單要綜合考慮各個元器件對電網運行所產生的影響，還應該考慮電網中不同級別的負荷水平，以對不同的電網運行狀態進行計算分析。在電網設備元件運行過程中，停運故障有很多種，這就要求采用故障掃描技術確定故障集。在對電網進行暫態穩定風險評估時，需要綜合考慮電網中各個元器件的故障狀態以及負荷水平。在電網運行過程中，其暫態穩定性與負荷水平、網絡結構、故障發生類型及位置等都有一定的關聯。（2）對電網失效狀態進行識別，對其所產生的結果進行科學合理的評價。在此過程中，可以采用靜態分析以及暫態分析的方法對電網運行工況進行科學合理的評估，比如，通過應用暫態穩定性分析方法，能夠判斷節點電壓在某一時間段內是否處于預設值。（3）對電網運行風險指標進行量化分析。在此過程中，需要對電網失效發生率進行綜合分析，并預測其所產生的影響。對電網運行失效狀態所造成的風險指標進行計算，然后對各個風險指標進行累計計算，即可確定整個電網運行的風險。

3、提高配電網的可靠性措施

針對配電網，進行可靠性分析研究的目的是降低系統發生故障的概率，也就是提升系統持續工作的概率。因此，需要分析可能影響配電網可靠性指標的各種因素。這樣的指標根本上只有停電次數、停電時間和停電規模，而后者又主要同前兩者有關。所以，每一個指標都集中于停電次數和停電時間這兩方面。

詳細來說，共有四個因素會使配電網的可靠性發生變化，分別是網絡結構、自然環境、設備故障和計劃停電。通過上述計算方法，結合我國歷年來可靠性歷史數據。分別討論在不同的網絡結構下，不同的檢修計劃安排下，配電網可靠性指標的波動情況。綜合分析，提高配網的可靠性可以從以下方面入手：

選擇顆粒的配網規化方案，或者改造優化配網結構是提高配電網可靠性最基礎也是最關鍵的環節；（2）改變原有的檢修方式，實施狀態檢修和帶電作業，以達到縮短停電時間、減小停電規模的目的；（3）適當改變中性點接地方式，選擇最合適的。提高配網絕緣水平可以有效地降低設備的故障率，提高設備可靠度，從而改善配電網整體的可靠性；（4）改進和完善供電指標評價體系，一個健全的可靠性管理體系也是提高系統可靠性的關鍵。

結束語

總而言之，合理規劃電網系統可有效提高供電可靠性。在實際規劃設計時，需要按照供電可靠性的要求來劃分不同的供電區域，明確在建設過程中需要應用的關鍵性技術，通過引入差異化規劃原則，讓不同供電區域內建設的配電系統可以滿足供電可靠性的標準規范，從而加快電力系統的建設步伐。

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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