电网规划评估方法及实用化技术探析

中国科技博览 / 2018年10月01日 05:40

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李龙 谢大为 汤伟 章爱武 余丽

[摘 要]电网规划和建设是保障社会经济发展的重要基础,因此,对电网进行科学合理的规划,对于提高电网建设水平至关重要。对此,本文首先介绍了电网规划中的常见问题,然后对电网规划评估方法及实用化技术进行了详细探究,以期为电网规划建设提供借鉴。

[关键词]电网规划;评估;实用化技术

中图分类号:X356 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)04-0078-02

1 引言

电网建设是保障优质服务可靠供电的关键节点,网络结构的完善水平会影响区域停电时间发生几率,对于区域电网进行科学规划,有利于降低地区电网风险、减少事故发生几率、提高电网供电可靠性。在电网规划中,存在很多风险因素,因此,对电网规划进行准确评估具有十分重要的现实意义。

2 电网规划中的难点

电力企业电网与电力用户相连,电网供电质量会直接影响电力用户的正常使用,为了保证供电质量,必须对电网结构进行科学合理的规划,然而,现如今,在电网规划方面,依然存在一些规划难点,具体而言,包括有以下几点:①电源点不足,供电半径比较大。新时期,社会经济发展迅速,城市化进程不断加快,电力用户数量越来越多,与此同时,用电负荷也在逐渐增加,以往的中低压配电方式已经很难满足实际需要,另外,电网导线的横截面积比较小,电网布局形式、电源点的分布位置等,已经很难满足新时期城市建设发展需要。②公共配电变压器的负荷比较重,电压不足。现如今,很多配电变压器的容量已经很难满足电力用户的实际需要,因此,无功补偿不足的问题较为常见,在这种形式下,电网电压损失比较大,在电网实际运行过程中,容易发生故障问题,进而对整个电网正常运行以及供电质量造成不良影响。③现如今,在电网中,有些设备比较陈旧,设备技术水平比较落后,在实际运行过程中缺乏安全性和可靠性。过去,很多电网导线为架空裸露导线,电网线路规划不科学合理,导致线路分支复杂,路径比较长,很多电力线路在长期使用过程中,不可避免的会受到各类环境因素的影响,因此电力线路烧毁现象较为常见,这样就会造成电网运行安全无法得到有效保障。除此以外,很多电网的设计形式比较老旧,无法适应新时期需要。在电网建设中,有些企业为了节约资金,在电网线路材料选择方面选择横截面比较小的线路,这样就会造成电网实际运行過程中,单相负荷越来越多,而平均负荷则逐渐减少,这样就会造成电网线路烧毁问题,影响电网设备的正常运行。④网络设计并不科学合理,用电接地保护无法满足实际需要。现如今,在电网建设中,一般采用TN-C系统或者TT系统,这样能够有效保证三相混合供电的有效性。在电网主干线中,缺乏统一的接地线,这样就会造成用电接地无法发挥作用,导致配网管理混乱。

3 电网规划评估方法及实用化技术

3.1 评估方法

①选择偶发事件。在对电网进行风险评估时,往往很容易忽略发生次数比较小的系统状态,而是选择故障改了较大的事件。为了确保电网风险评估的全面性,应该注意,分别对单重故障事件以及二重故障事件进行选择,然后再结合电网运行实际情况,对三重故障事件进行选择。②对电力系统实际运行情况进行全面细致的分析。在系统实际运行过程中,不同元器件会对其造成不同程度的影响,这就要求必须对电网进行电气分析。通过潮流计算和稳定计算,对系统的充裕度和安全性进行检验。当给定元件故障时,如果系统能够完成预定功能,则未失效。在进行静态风险评估过程中,如果线路潮流过载,则说明失效,除此以外,还需要注意的是,暂态稳定风险失效为节点电压持续保持在某一预设值。如果系统失效,则应该有效的控制措施,尽快使系统恢复正常。③综合同类风险指标。通过上述分析,可以对系统的故障发生几率等进行计算。

3.2 评价指标分析

建立科学完善的电网规划风险评估指标,并将其作为风险评估的重要依据。在本文研究中,电力系统可靠性评估指标主要包括负荷削减概率(PLC)、负荷削减频率(EFLC)、负荷削减平均持续时间等。

3.3 评估关键步骤

①调整电网分析状态。在对电网进行静态风险评估时,不仅需要综合考虑各个元器件对电网运行所产生的影响,而且还应该考虑电网中不同级别的负荷水平,对不同的电网运行状态进行计算分析。在电网设备元件的实际运行过程中,停运故障有很多种,这就要求采用故障扫描技术确定故障集。在对电网进行暂态稳定风险评估时,需要综合考虑电网中各个元器件的故障状态以及负荷水平。在电网实际运行过程中,其暂态稳定性与负荷水平、网络结构、故障发生类型及位置等都有一定的关联。②对电网失效状态进行识别,对其所产生的结果进行科学合理的评价,在此过程中,可以采用静态分析以及暂态分析的方法,对电网运行工况进行科学合理的评估,比如,通过应用暂态稳定性分析方法,能够判断节点电压在某一时间段内是否处于预设值。③对电网运行风险指标进行量化分析。在此过程中,需要注意,对电网失效发生率进行综合分析,并预测其所产生的影响,对电网运行失效状态所造成的风险指标进行计算,然后对各个风险指标进行累计计算,即可确定整个电网运行的风险。④对电网运行风险进行综合评估分析,在此过程中,可以采用方法③,对电网运行风险指标进行量化处理,然后综合考虑可靠性、故障根源等对电网风险进行分析。

3.4 根源故障问题

通过对电网规划进行风险评估,能够有效保证电网规划的科学性和合理性。在风险评估环节,通过对风险指标进行计算和分析,能够准确的反映出系统在各个运行状态下的风险发生概率,但是,却很难对其对于电网所造成的不良影响程度进行计算,对此,可以将风险指标按照由大到小的顺序进行排列,找出可能会造成严重后果的风险指标,这样最终确定系统故障的产生原因。在对电网根源故障进行评估和分析时,可以采用以下公式(1)进行计算分析:

3.5 薄弱环节

在上述公式中,n指的是集合O(i)中的线路数,即,当第i个系统在失效时,其所产生的越限线路的集合;S0l以及SJ0分别指的是第l条和第j条线路的出事潮流,另外,Slpre、Sprej分别指的是线路l和线路j的现行潮流。由此可见,在对电网运行状态下,如果某一节点位置发生故障,则可以将其作为电网的薄弱环节,对此,可以对这一节点位置的风险指标进行计算和分析,风险指标的计算大小是不同的,如果风险数值比较大,则说明这一节点位置故障危险性也比较高,对此,应该注意在电网规划过程中,对这一节点位置进行优化规划设计。综上所述,在电网规划过程中,对于某些重要的节点位置,需要重点考虑并进行优化设计。

4 结语

综上所述,电力安全是国家能源安全的关键,随着电力需求的不断增加,电力系统正常运行面临很大挑战,对此,需要采用科学合理的方式进行电网规划风险评估和分析,然后在规划环节加强风险控制,提高电网运行稳定性。

参考文献

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