電網(wǎng)中差異化規(guī)劃指導(dǎo)原則的應(yīng)用剖析

李俊豪

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)電力系統(tǒng)愈加完善。智能電網(wǎng)工作也得到了人們的廣泛關(guān)注。容災(zāi)能力與可靠性為我國(guó)智能電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容。為避免嚴(yán)重災(zāi)害產(chǎn)生時(shí)，出現(xiàn)大范圍停電事故，需合理運(yùn)用差異化規(guī)劃，以此提升電網(wǎng)抵抗災(zāi)害的能力。本文主要對(duì)差異化規(guī)劃的指導(dǎo)原則、優(yōu)化模型進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)；差異化規(guī)劃；指導(dǎo)原則；優(yōu)化模型；線路；變電站；保障原則；10kV負(fù)荷

中圖分類號(hào)TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)2095-6363（2015）12-0098-02

伴隨電力事業(yè)發(fā)展速度的不斷提升，智能電網(wǎng)建設(shè)力度逐漸加大。為確保供電功能正常發(fā)揮及降低自然災(zāi)害影響，2008年電網(wǎng)差異化規(guī)劃思想提出，其設(shè)計(jì)目的為電網(wǎng)抵抗自然災(zāi)害能力的提升，及降低災(zāi)害對(duì)電力系統(tǒng)的影響程度，在經(jīng)濟(jì)、合理前提下，實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)受損電力系統(tǒng)的目的。為此，國(guó)家電網(wǎng)與其他電網(wǎng)公司在不同層面啟動(dòng)了差異化規(guī)劃，并獲取了國(guó)家發(fā)改委等部門大力支持。

1.差異化規(guī)劃的指導(dǎo)原則

智能電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中，瞬時(shí)平衡、負(fù)荷主動(dòng)變化與供電被動(dòng)變化為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)條件。基于此，差異化規(guī)劃必須對(duì)主要區(qū)域的關(guān)鍵負(fù)荷進(jìn)行分析與探究。技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理與重點(diǎn)突顯為電網(wǎng)差異化規(guī)劃設(shè)計(jì)的所堅(jiān)守的主要原則，為達(dá)到電網(wǎng)抗災(zāi)能力有效提升及協(xié)調(diào)發(fā)展各個(gè)電壓等級(jí)，需重視差異化規(guī)劃的指導(dǎo)原則，如下所述。

1.1線路與變電站的保障原則

作為電網(wǎng)構(gòu)成的主要成分，輸電線路與變電站是實(shí)現(xiàn)重要電源、負(fù)荷的保障?；诖?，合理選擇與強(qiáng)化重要輸電線路、節(jié)點(diǎn)為差異化規(guī)劃保障原則的重點(diǎn)，其原則包括以下內(nèi)容：第一，電網(wǎng)核心元件包括：特高壓線路、配置變電站、開(kāi)關(guān)站。第二，電網(wǎng)線路主要為500kV、750kV時(shí)，各個(gè)變電站需保障加強(qiáng)1回出線以上，同時(shí)線路熱穩(wěn)極限需控制在保障性負(fù)荷以上，如不符合以上規(guī)定，則需對(duì)保障線路適量增加。第三，重要負(fù)荷供電變電站（330kV/220kV）需進(jìn)行保障性1條以上連接主網(wǎng)線路的增加，同時(shí)確保線路熱穩(wěn)極限需控制在保障性負(fù)荷以上，如不符合以上規(guī)定，則需對(duì)保障線路適量增加。第四，向一、二級(jí)負(fù)荷或其它特殊負(fù)荷區(qū)域重要用戶負(fù)荷專線供電線路應(yīng)進(jìn)行保障性1條以上線路的增設(shè)，同時(shí)確保線路熱穩(wěn)極限需控制在保障性負(fù)荷以上，如不符合以上規(guī)定，則需對(duì)保障線路適量增加。

1.2負(fù)荷保障原則

通常電網(wǎng)負(fù)荷可分為三級(jí)（一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)），部分地區(qū)不僅具備一級(jí)負(fù)荷，還包含特級(jí)負(fù)荷，特殊情況下，一級(jí)負(fù)荷涵蓋特級(jí)負(fù)荷。從具體情況分析，一級(jí)負(fù)荷具備極為廣泛的應(yīng)用范圍，如出現(xiàn)重大災(zāi)害，將失去所有一級(jí)負(fù)荷供電能力，致使供電間斷等情況的大量出現(xiàn)?，F(xiàn)階段隨著城市化發(fā)展進(jìn)程的不斷提升，一級(jí)負(fù)荷占據(jù)的比例逐漸增多，為確保電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行良好，必須重視一級(jí)負(fù)荷。具體方案如下。

1）進(jìn)一步推廣特級(jí)負(fù)荷。非正常狀態(tài)下，為保證供電特殊負(fù)荷功能充分發(fā)揮必須運(yùn)用特級(jí)負(fù)荷。該負(fù)荷在自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)等嚴(yán)重不穩(wěn)定因素下能夠給予供電系統(tǒng)安全保障。在特級(jí)負(fù)荷進(jìn)一步推廣中，需對(duì)其范圍加以控制，如醫(yī)療衛(wèi)生負(fù)荷主要包含治療、藥方等。災(zāi)害發(fā)生時(shí)，則可根據(jù)高危用戶、重要用戶、救災(zāi)用戶三類對(duì)保障負(fù)荷進(jìn)行合理劃分。

2）適度集中特級(jí)負(fù)荷。城市規(guī)劃建設(shè)中，需對(duì)用戶用電保障加以適度集中，地域上需連續(xù)安排特級(jí)負(fù)荷。集中特級(jí)負(fù)荷，可對(duì)城市規(guī)劃、城市電網(wǎng)規(guī)劃加以協(xié)調(diào)。如特級(jí)負(fù)荷分散程度較大，供電各個(gè)配電線路、變電站與變電站電源將出現(xiàn)分散現(xiàn)象，這種情況下將導(dǎo)致差異化規(guī)劃成本大大增加。如特級(jí)負(fù)荷集中過(guò)密，如變電站出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致特級(jí)負(fù)荷停電故障大量產(chǎn)生，將加大風(fēng)險(xiǎn)性。為達(dá)到特級(jí)負(fù)荷適度集中的效果，需按照特級(jí)負(fù)荷原則，需在其內(nèi)運(yùn)用專線供電方法。如相同線路實(shí)施特級(jí)負(fù)荷與一般負(fù)荷供電，特殊情況下，一般負(fù)荷用戶也可得到保障。

2.電網(wǎng)中差異化規(guī)劃優(yōu)化模型

因?yàn)?zāi)害具有較短的時(shí)間，在目標(biāo)內(nèi)則無(wú)需納入災(zāi)害運(yùn)行過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性，以此得出差異化建設(shè)最低成本情況為差異化規(guī)劃目標(biāo)，其公式如下：

其中，差異化建設(shè)總成本為f，利用優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)最低總成本；

組件總數(shù)由N表示；

決策變量由si表示。

不同組件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升后，則其存在極大的成本差異，因此不同組件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升選擇不同，則影響優(yōu)化的程度也有所不同。其優(yōu)化模型如圖所示。

由圖1得出，差異化規(guī)劃是最短路徑動(dòng)態(tài)規(guī)劃問(wèn)題的處理。

1）第l階段，特級(jí)負(fù)荷（10kV）的確定，特級(jí)負(fù)荷內(nèi)10KV特級(jí)負(fù)荷占據(jù)比例較大。

2）特級(jí)負(fù)荷（10kV）需全部向高標(biāo)準(zhǔn)站（110kV）、地方電源（10kV）接入。接入電源不同，則成本也存在極大區(qū)別，也就是說(shuō)線路、變電站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提高的成本存在差異。同時(shí)，將用戶不同變電站、電源接入成本看做路徑長(zhǎng)度，因各個(gè)路徑、節(jié)點(diǎn)受限于容量問(wèn)題。需利用優(yōu)化，取得10kV全部特級(jí)負(fù)荷向110kV高標(biāo)準(zhǔn)站、電源接入的最佳路徑。

3）根據(jù)以上情況，需第2階段一第3階段、第3階段一第4階段最短路徑加以優(yōu)化。選取離散負(fù)荷一電源合理配備進(jìn)行描述、處理。作為電網(wǎng)差異化規(guī)劃邊界條件，特級(jí)負(fù)荷、高標(biāo)準(zhǔn)電源選擇應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，并做好兩者間的連接工作。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智能型的電網(wǎng)在現(xiàn)代社會(huì)中有著重要的地位和作用，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐，受到了全社會(huì)的普遍關(guān)注。差異化規(guī)劃作為智能電網(wǎng)系統(tǒng)預(yù)防自然災(zāi)害、提高抗災(zāi)能力的重要途徑。在電網(wǎng)建設(shè)中，應(yīng)始終堅(jiān)持差異化規(guī)劃指導(dǎo)原則，并將差異化規(guī)劃設(shè)計(jì)廣泛運(yùn)用于電網(wǎng)建設(shè)，以此達(dá)到提升輸變電設(shè)施、電源設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)。endprint