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(zhèn)海區(qū)供電公司，浙江 寧波 315000

2.寧波三明電力發(fā)展有限公司，浙江 寧波 315000

0 引言

隨著我國經濟的快速發(fā)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(fā)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(guī)劃工作對電網的穩(wěn)定性要求非常高，只有通過科學合理的規(guī)劃與設置，才能保證整個電網工作的穩(wěn)定性，從而為人們提供高質量的電力資源。

1 電網系統(tǒng)運行的影響因素

1.1 設備的不確定性與隨機性

電網系統(tǒng)出現(xiàn)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(tǒng)的設備具有很強的不確定性與隨機性。設備及系統(tǒng)的故障會造成停運事件，降低電網運行的穩(wěn)定性[2]。在電網系統(tǒng)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(shù)據(jù)缺失的狀況，而數(shù)據(jù)的缺失會導致在運行中出現(xiàn)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(tài)

除了受不同組別電氣設備運行狀態(tài)的影響，電網系統(tǒng)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(tài)。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(shù)值也存在不確定性。

2 我國電網規(guī)劃存在的問題

現(xiàn)階段，我國對電網規(guī)劃十分重視，電網的規(guī)劃設計已取得較大的發(fā)展，但仍然存在許多不足。我國的電網規(guī)劃工作主要采用“N-1”準則來評估規(guī)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(fā)生后無法確定故障發(fā)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(tài)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(guī)劃中的問題。

只有不斷創(chuàng)新技術，才能有效地監(jiān)測電網供電過程中發(fā)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(guī)范，否則會因為管理人員的決策失誤等問題給電網規(guī)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(tǒng)的評價方法

3.1 概率統(tǒng)計法

雖然電網系統(tǒng)停電、出現(xiàn)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(fā)生的概率。因為正常工作狀態(tài)與事故狀態(tài)之間存在一定的概率分布關系，所以概率統(tǒng)計法是目前評估電網電氣系統(tǒng)的最有效的方法，它具有很強的可操作性，可以通過概率統(tǒng)計來平衡隨機性變化對電網可靠性的影響。然而，由于統(tǒng)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(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計法預測電網系統(tǒng)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(xiàn)實的發(fā)展需求，導致評價指標失去對電網規(guī)劃方案的指導意義。

3.2 模糊指標評價方法

在電網系統(tǒng)中，系統(tǒng)發(fā)生停電、設備出現(xiàn)故障及電網中的負荷水平都具有較強的隨機性，并且在統(tǒng)計時難免會產生誤差或出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失等狀況，這對未來的電網環(huán)境預測造成限制。如果仍然采用傳統(tǒng)的資料統(tǒng)計方式評估電網規(guī)劃的可靠性，得出的結果將與現(xiàn)實不符，嚴重時，還會造成電網規(guī)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(tǒng)的不斷發(fā)展，相關部門需要將電網中隨機發(fā)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(guī)劃的不確定因素，提高電網的穩(wěn)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(guī)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(guī)劃與實際發(fā)展需求相符合[4]。

4 電網規(guī)劃的評價指標和評級體系

4.1 電網規(guī)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(xù)時間及停電過程所產生的電力損失[5]。不同的供電系統(tǒng)需要依照自身的特性，劃分具體的可靠性指標[6]?？煽啃灾笜讼到y(tǒng)通常分為負荷指標和系統(tǒng)指標，負荷指標可以展現(xiàn)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?？煽啃灾笜讼到y(tǒng)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(tǒng)。相關工作人員可以從全局規(guī)劃的角度，在電網規(guī)劃工作中重點關注供電指標及節(jié)點指標，并對整個供電系統(tǒng)的可靠性進行量化分析，研究供電的分布規(guī)律。

4.2 電網規(guī)劃評價體系的構建

在電網規(guī)劃工作中，滿足電網供電的安全性和穩(wěn)定性是最基本的要求，能有效預防供電系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重的電力事故以及大面積的停電問題。在電網規(guī)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(yōu)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(tǒng)。在構建電網規(guī)劃的評價指標體系時，需要把握以下原則。

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

（2）可操作性原則。在電網規(guī)劃過程中，要以電網設備及其故障管理工作的數(shù)據(jù)為依據(jù)選取評價指標，并根據(jù)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(shù)據(jù)的精準性。

（3）比較性原則。在電網規(guī)劃和評價中，需要對比不同規(guī)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(shù)據(jù)計算與分析，對于數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)計算的復雜性。

總之，供電單位要根據(jù)供電網絡的具體需求，根據(jù)實際的供電發(fā)展狀況，建立電網規(guī)劃綜合評價體系，該指標體系可以通過數(shù)據(jù)分析與綜合電網評價來提升電網規(guī)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(tǒng)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(tǒng)的真實工作狀態(tài)，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(guī)劃方法

分析我國的電網規(guī)劃工作開展情況，可以發(fā)現(xiàn)停電不僅會造成電網受損，還會造成嚴重的社會影響?？紤]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(shù)據(jù)參考，因此在計算維護成本時，需要通過一系列的優(yōu)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(guī)劃工作中的電網損耗，要根據(jù)供電網絡的損失計算平均電價，并做好完整的數(shù)據(jù)記錄，為后續(xù)工作提供有效的參考。

為了解決傳統(tǒng)電網規(guī)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(guī)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(guī)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(xiàn)社會效益與經濟效益的雙豐收。

除了研究電力系統(tǒng)的供電狀況，也要預測電網的超負荷數(shù)據(jù)，這樣能為后續(xù)的電網規(guī)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(fā)展。根據(jù)供電系統(tǒng)中電氣計算數(shù)據(jù)的分析結果，可以了解電網規(guī)劃工作中產生的損耗成本，也可以評估初步規(guī)劃工作方案是否滿足供電的安全性要求。

6 提高電網規(guī)劃可靠性的建議

電網規(guī)劃的可靠性直接關系著供電的可靠性。據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，約80%的用電故障來自電網系統(tǒng)的故障?？梢姡侠淼囊?guī)劃和優(yōu)化電網系統(tǒng)配置已經成為我國電網規(guī)劃工作的重中之重。電網的安全穩(wěn)定對社會的平穩(wěn)發(fā)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(fā)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(xiàn)有的電力系統(tǒng)環(huán)境也勢必要進行重新整合，以保證電網結構的安全穩(wěn)定。為了更好地保障電網運行環(huán)境的穩(wěn)定性，需要分析影響電網安全、穩(wěn)定運行的因素，充分利用各種資源，增強電網工作的規(guī)范性，有效減少系統(tǒng)故障對電網運行的干擾[8]。

6.1 合理設置節(jié)點

為了加強對電網的創(chuàng)新與改革，有一些電網規(guī)劃單位采用了節(jié)點控制法，但是并沒有達到理想的效果，根本原因在于節(jié)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(tǒng)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(jié)點不科學。用電規(guī)劃的流程較復雜，需要進行節(jié)點化分離，而目前電網規(guī)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(guī)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(guī)劃中出現(xiàn)的問題為準，科學合理地分配節(jié)點。

6.2 建立完整的電網系統(tǒng)

目前，社會各方面的用電量持續(xù)增加，對電網規(guī)劃方案的要求也越來越高，電網規(guī)劃在迎來重大發(fā)展機遇的同時，也面臨前所未有的挑戰(zhàn)。對此，需要建立完整的電網數(shù)據(jù)監(jiān)管系統(tǒng)，通過實踐與數(shù)據(jù)分析，得到有效的創(chuàng)新與改革建議。

要建立完整的電網系統(tǒng)，就要重視人才。可以引進優(yōu)秀的科學技術人才，并監(jiān)督相關人員展開高效的工作。人才培養(yǎng)是一個長期的發(fā)展過程，相關工作人員不僅要為電網規(guī)劃可靠性提供精確的數(shù)據(jù)，還要脫離舊理論的禁錮，通過分析數(shù)據(jù)，總結規(guī)律，全方位提高自身綜合素質。此外，還要注重員工的自身發(fā)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(guī)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(xù)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(tǒng)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(xiàn)階段，我國的電網規(guī)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(xù)的電網規(guī)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(guī)劃方案，以此來為人們提供更加安全、高效的電力資源。在規(guī)劃電網時，需要充分考慮電網工作的安全性、穩(wěn)定性及經濟性，通過綜合考量，規(guī)劃可行的方案來進行綜合測評與實踐。要充分發(fā)揮可靠性評價工作的作用，提高電網規(guī)劃工作方案的精細化水平，從而推動我國的經濟與社會發(fā)展。