電網評價方法及電網可靠性提升策略

樂程毅，貝斌斌，熊家敏，李阿鵬，葛穎豐

1.國網浙江省寧波市鎮海區供電公司，浙江 寧波 315000

2.寧波三明電力發展有限公司，浙江 寧波 315000

0 引言

隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，在日常生活與工作中，人們對電量的需求也在不斷上漲，這對我國電網和供電工作提出了更高的要求。在供電單位的日常供電中，供電可靠性是非常重要的工作指標，它既可以保證日常供電工作的正常進行，還能在很大程度上平衡供電單位整體供電質量及發展水平。我國供電單位在日常的供電工作中需要深入地研究供電可靠性，并制訂相應的供電方案，以保證整個供電結構的合理性[1]。電網規劃工作對電網的穩定性要求非常高，只有通過科學合理的規劃與設置，才能保證整個電網工作的穩定性，從而為人們提供高質量的電力資源。

1 電網系統運行的影響因素

1.1 設備的不確定性與隨機性

電網系統出現故障的時間與周期存在不確定性與隨機性，這是因為電力系統的設備具有很強的不確定性與隨機性。設備及系統的故障會造成停運事件，降低電網運行的穩定性[2]。在電網系統運行過程中無法精確地檢測各種設備的運行情況，因而存在各類數據缺失的狀況，而數據的缺失會導致在運行中出現誤差。此外，信息的不完整會降低電網的可靠度，造成計算失誤。

1.2 電網的負荷狀態

除了受不同組別電氣設備運行狀態的影響，電網系統能否正常高效地運行在很大程度上取決于電網本身的負荷狀態。由于負荷水平與負荷預計值會因為各種干擾因素而存在一定的波動，具體數值也存在不確定性。

2 我國電網規劃存在的問題

現階段，我國對電網規劃十分重視，電網的規劃設計已取得較大的發展，但仍然存在許多不足。我國的電網規劃工作主要采用“N-1”準則來評估規劃方案的可靠性及安全性，在預期故障產生的情況下，劃分電網產生的故障影響類型。這種分析方法存在一定的缺陷。（1）在故障發生后無法確定故障發生的具體位置；（2）由于無法反映電力設備的具體故障狀況、負荷狀態及故障對整體電網產生的影響，使故障工作方案存在較多不足，無法通過可靠性評估有效解決電網規劃中的問題。

只有不斷創新技術，才能有效地監測電網供電過程中發生的各類故障，并提出相應的解決方案，從而提高電網供電的安全性和可靠性，提高人們的用電質量和生活滿意度。除此之外，由于定量評估電網安全性具有重要意義，電力管理人員應該提出相應的供電工作規范，否則會因為管理人員的決策失誤等問題給電網規劃工作帶來影響，導致整個電網程序無法正常進行。

3 電網系統的評價方法

3.1 概率統計法

雖然電網系統停電、出現設備故障及問題都具有隨機性，但也需要進行必要的預防來降低問題發生的概率。因為正常工作狀態與事故狀態之間存在一定的概率分布關系，所以概率統計法是目前評估電網電氣系統的最有效的方法，它具有很強的可操作性，可以通過概率統計來平衡隨機性變化對電網可靠性的影響。然而，由于統計資料不完整或存在誤差，運行條件具有極強的模糊性，因此運用傳統的數據統計法預測電網系統未來的運行條件時具有較強的限制性，得出的結果難以滿足現實的發展需求，導致評價指標失去對電網規劃方案的指導意義。

3.2 模糊指標評價方法

在電網系統中，系統發生停電、設備出現故障及電網中的負荷水平都具有較強的隨機性，并且在統計時難免會產生誤差或出現數據缺失等狀況，這對未來的電網環境預測造成限制。如果仍然采用傳統的資料統計方式評估電網規劃的可靠性，得出的結果將與現實不符，嚴重時，還會造成電網規劃結果和電網的實際運行產生巨大差異，使可靠性評估對電網的指導作用嚴重降低。隨著電網系統的不斷發展，相關部門需要將電網中隨機發生的不確定事件及模糊性的不確定事件都考慮在內，通過有機結合模糊集合論與概念論，科學地處理電網規劃的不確定因素，提高電網的穩定性[3]。在實際的電網運行過程中，可以用模糊指標代替明確指標，通過給規劃者劃定指標范圍的形式，將電網運行中存在的不確定性、不可預估性等因素納入考慮，使電網規劃與實際發展需求相符合[4]。

4 電網規劃的評價指標和評級體系

4.1 電網規劃的可靠性指標

可靠性是電網正常供電過程中的重要指標，其評價指標包括電網的停電頻率、停電的持續時間及停電過程所產生的電力損失[5]。不同的供電系統需要依照自身的特性，劃分具體的可靠性指標[6]。可靠性指標系統通常分為負荷指標和系統指標，負荷指標可以展現每一個負荷工作點的局部供電所產生的不良影響，并幫助相關人員找出相應的解決方法。可靠性指標系統不但可以作為負荷工作點指標，還可以直接應用于整個供電系統。相關工作人員可以從全局規劃的角度，在電網規劃工作中重點關注供電指標及節點指標，并對整個供電系統的可靠性進行量化分析，研究供電的分布規律。

4.2 電網規劃評價體系的構建

在電網規劃工作中，滿足電網供電的安全性和穩定性是最基本的要求，能有效預防供電系統出現嚴重的電力事故以及大面積的停電問題。在電網規劃時，還要考慮資金問題，要降低初始投資和電網運行過程中的耗損，保障成本的最優化。供電單位一定要在考慮經濟狀況的基礎上，建立安全、可靠的電網系統。在構建電網規劃的評價指標體系時，需要把握以下原則。

（1）系統性原則。電網系統的評價指標需要充分反映整個供電系統的特征。對于電網系統，安全性、穩定性、經濟性三者缺一不可，都是電網系統發展的重要特性[7]。

（2）可操作性原則。在電網規劃過程中，要以電網設備及其故障管理工作的數據為依據選取評價指標，并根據計算結果進行合理的分析，以得出有效的供電方案。在管理工作中，可以參考前人的分析結論和計算結果來操作，以提高數據的精準性。

（3）比較性原則。在電網規劃和評價中，需要對比不同規劃方案的技術性及經濟性。在實際的工作中，要針對不同的方案進行精準的數據計算與分析，對于數據分析中相差較小或計算難度較大的部分可取近似值，以減少數據計算的復雜性。

總之，供電單位要根據供電網絡的具體需求，根據實際的供電發展狀況，建立電網規劃綜合評價體系，該指標體系可以通過數據分析與綜合電網評價來提升電網規劃方案的技術性與經濟性。在具體的工作中，要考慮整個電網系統的安全性與可靠性。只有進行多方面的考量，才能得到準確的供電指標，進而從多個角度反映電網系統的真實工作狀態，保障供電的安全性，并能在遇到故障時及時解決問題。

5 基于綜合評價的電網規劃方法

分析我國的電網規劃工作開展情況，可以發現停電不僅會造成電網受損，還會造成嚴重的社會影響。考慮到電網公司的電網運行維護工作能力較低，而且缺乏歷史數據參考，因此在計算維護成本時，需要通過一系列的優化計算，在考慮投資的基礎上，維持運行成本與維護成本之間的平衡。針對規劃工作中的電網損耗，要根據供電網絡的損失計算平均電價，并做好完整的數據記錄，為后續工作提供有效的參考。

為了解決傳統電網規劃中供電可靠性偏低的問題，需要重點研究供電可靠性的指標及電網的綜合成本。在供電安全指標的基礎上，可以使用綜合評價、建立與分析電網規劃模型等方式來計算與分析供電網絡的整體安全性及經濟性，使整個電網的規劃設計方案更加科學，通過平衡經濟性與安全性的方式，實現社會效益與經濟效益的雙豐收。

除了研究電力系統的供電狀況，也要預測電網的超負荷數據，這樣能為后續的電網規劃工作提供有效的參考，從而大幅度提高供電網絡的安全性與可靠性。近年來，我國的科技得到了大力發展。根據供電系統中電氣計算數據的分析結果，可以了解電網規劃工作中產生的損耗成本，也可以評估初步規劃工作方案是否滿足供電的安全性要求。

6 提高電網規劃可靠性的建議

電網規劃的可靠性直接關系著供電的可靠性。據相關統計數據，約80%的用電故障來自電網系統的故障。可見，合理的規劃和優化電網系統配置已經成為我國電網規劃工作的重中之重。電網的安全穩定對社會的平穩發展具有非常重大的意義，準確預測未來的電力負荷對于電網的綜合發展非常重要。隨著人們生活水平的不斷提高，用電需求不斷增加，現有的電力系統環境也勢必要進行重新整合，以保證電網結構的安全穩定。為了更好地保障電網運行環境的穩定性，需要分析影響電網安全、穩定運行的因素，充分利用各種資源，增強電網工作的規范性，有效減少系統故障對電網運行的干擾[8]。

6.1 合理設置節點

為了加強對電網的創新與改革，有一些電網規劃單位采用了節點控制法，但是并沒有達到理想的效果，根本原因在于節點的設置不合理。當下，電網工程設計師與施工單位之間不能形成統一的體系，而且不同單位之間的職責分配不明確，這會導致在供電過程中產生許多難以解決的問題，如設計師對電網工程的實際工作沒有準確的了解，使設置的工作節點不科學。用電規劃的流程較復雜，需要進行節點化分離，而目前電網規劃的控制流程大多流于表面，在實際操作過程中無法及時收集電網規劃需要的相關資料，不能在實際工作中考慮到未知狀況。對此，相關工作者要以電網規劃中出現的問題為準，科學合理地分配節點。

6.2 建立完整的電網系統

目前，社會各方面的用電量持續增加，對電網規劃方案的要求也越來越高，電網規劃在迎來重大發展機遇的同時，也面臨前所未有的挑戰。對此，需要建立完整的電網數據監管系統，通過實踐與數據分析，得到有效的創新與改革建議。

要建立完整的電網系統，就要重視人才。可以引進優秀的科學技術人才，并監督相關人員展開高效的工作。人才培養是一個長期的發展過程，相關工作人員不僅要為電網規劃可靠性提供精確的數據，還要脫離舊理論的禁錮，通過分析數據，總結規律，全方位提高自身綜合素質。此外，還要注重員工的自身發展，要讓員工不斷地提高文化知識，成為既擁有扎實知識又擁有先進技術的尖端人才。電網規劃是一個復雜、完整的過程，其對電網結構的計算精度和后續的評估提出了較高的要求。這就要求相關人員準確把握電網結構及其變化的各個過程，設計簡單且全面的方案來綜合提升電網系統的可靠性，并且在遇到問題時能及時拿出應對方案解決相關問題。

7 結束語

現階段，我國的電網規劃工作仍然存在許多問題，供電可靠性評價方法也有所欠缺。在后續的電網規劃工作中，要引入合理有效的方法，并多聽專家的分析來輔助決策，參考專家的建議與經驗，總結、制訂更加安全且合理的電網規劃方案，以此來為人們提供更加安全、高效的電力資源。在規劃電網時，需要充分考慮電網工作的安全性、穩定性及經濟性，通過綜合考量，規劃可行的方案來進行綜合測評與實踐。要充分發揮可靠性評價工作的作用，提高電網規劃工作方案的精細化水平，從而推動我國的經濟與社會發展。