輸電網(wǎng)外部需求評(píng)估指標(biāo)集構(gòu)建

陳睿，何光宇，劉鎧誠，黃文英，鄧兆云，鄧勇

(1.清華大學(xué)電機(jī)系電力系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京市100084;2.廣東電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，廣州市510600;3.國網(wǎng)福建電力調(diào)度控制中心，福州市350003)

0 引言

構(gòu)建一套科學(xué)、全面、系統(tǒng)的輸電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)體系，是定量評(píng)估輸電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的重要基礎(chǔ)。通過該指標(biāo)體系的建立，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電網(wǎng)的全面監(jiān)測和評(píng)估，從而對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)和薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行分析和識(shí)別，為輸電網(wǎng)的運(yùn)行管理提供決策依據(jù)［1-2］。

目前國內(nèi)已開展很多針對(duì)單一運(yùn)行目標(biāo)的評(píng)估方法及指標(biāo)體系的研究工作。文獻(xiàn)［3］設(shè)計(jì)了一套包括安全供電能力、靜態(tài)電壓安全性、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)脆弱性、暫態(tài)安全性、風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)5個(gè)方面的電網(wǎng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;文獻(xiàn)［4］探討了電力市場條件下可靠性研究的新方向、可靠性指標(biāo)評(píng)價(jià)的新標(biāo)準(zhǔn)、最優(yōu)可靠性對(duì)指標(biāo)體系的新要求及大電網(wǎng)可靠性靈敏度分析等問題，并提出要建立一個(gè)能夠?qū)⒖煽啃耘c經(jīng)濟(jì)性緊密結(jié)合的新指標(biāo)體系;文獻(xiàn)［5］從發(fā)、輸、配、用、調(diào)度等環(huán)節(jié)出發(fā)，梳理了電力低碳領(lǐng)域的相關(guān)指標(biāo)。

文獻(xiàn)［6］指出，由于電網(wǎng)運(yùn)行目標(biāo)的復(fù)雜性，單一領(lǐng)域的指標(biāo)無法有效評(píng)估輸電網(wǎng)運(yùn)行的整體情況，提出了一種系統(tǒng)的輸電網(wǎng)運(yùn)行評(píng)估方法和評(píng)估指標(biāo)體系的總體架構(gòu)，從結(jié)果和原因2個(gè)層面對(duì)輸電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行評(píng)估，在評(píng)估輸電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步挖掘運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生的原因，以構(gòu)建覆蓋輸電網(wǎng)各個(gè)運(yùn)行目標(biāo)的指標(biāo)體系。

本文基于文獻(xiàn)［6］提出的輸電網(wǎng)運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)體系的總體架構(gòu)和構(gòu)建方法，分析與輸電網(wǎng)外部相連的各類實(shí)體對(duì)輸電網(wǎng)運(yùn)行的需求，構(gòu)建外部需求評(píng)估指標(biāo)集，評(píng)估輸電網(wǎng)是否滿足其外部利益相關(guān)者的電能輸送需求，提供高質(zhì)量的電能輸送服務(wù)。本文的第一部分將簡要介紹文獻(xiàn)［6］提出的外部需求的評(píng)估方法和思路;然后，針對(duì)省級(jí)電網(wǎng)的500kV/220kV輸電網(wǎng)，具體分析外部利益相關(guān)者的需求，應(yīng)采用怎樣的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估;最后，根據(jù)上述分析，根據(jù)指標(biāo)選取原則選取評(píng)估指標(biāo)，給出單時(shí)間斷面及統(tǒng)計(jì)周期時(shí)間段的外部需求指標(biāo)集。

1 評(píng)估方法及思路

結(jié)果評(píng)估反映了輸電網(wǎng)的整體運(yùn)行狀態(tài)，是輸電網(wǎng)運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)體系中最主要的部分，其總體架構(gòu)如圖1所示。一方面，調(diào)度中心做出合理的控制決策依賴于對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的分析和預(yù)測，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)、全面的評(píng)估是進(jìn)行有效決策的前提;另一方面，決策后電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)也反映了調(diào)度中心的控制效果，可以作為調(diào)度中心決策后評(píng)估的依據(jù)。

圖1 結(jié)果評(píng)估的架構(gòu)Fig.1 Architecture of result evaluation

評(píng)估電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)劣即為評(píng)估輸電網(wǎng)利益相關(guān)者的需求的滿足程度。輸電網(wǎng)的利益相關(guān)者包括配電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、互聯(lián)輸電網(wǎng)企業(yè)以及輸電網(wǎng)企業(yè)自身。它們可以分為外部利益相關(guān)者及輸電網(wǎng)企業(yè)自身2類，對(duì)應(yīng)著外部需求和內(nèi)部需求的2類需求。外部需求即指配電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、互聯(lián)輸電網(wǎng)企業(yè)對(duì)輸電網(wǎng)運(yùn)行的需求。輸電網(wǎng)為配電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、互聯(lián)輸電網(wǎng)企業(yè)提供輸電服務(wù)，滿足外部需求是輸電網(wǎng)運(yùn)行的主要功能。同時(shí)，外部需求的變化也影響著輸電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)和調(diào)控措施。

結(jié)果評(píng)估指標(biāo)集的構(gòu)建遵循“需求分析—指標(biāo)選取—指標(biāo)統(tǒng)計(jì)”的思路。特別地，針對(duì)外部需求，評(píng)估指標(biāo)集的構(gòu)建思路如圖2所示。外部利益相關(guān)者的內(nèi)部組成復(fù)雜，如發(fā)電廠就包括火電、水電、風(fēng)電、核電等多種發(fā)電形式，其需求不可一概而論。它們與輸電網(wǎng)通過為數(shù)眾多的節(jié)點(diǎn)相連，輸電網(wǎng)或向節(jié)點(diǎn)提供電能，或從節(jié)點(diǎn)接納電能，在節(jié)點(diǎn)間建立電能傳輸?shù)穆窂健＿@3類利益相關(guān)者的需求具體體現(xiàn)在每一節(jié)點(diǎn)上。分析這3類利益相關(guān)者的需求，可將其分解、落實(shí)到與輸電網(wǎng)相連的每個(gè)相關(guān)節(jié)點(diǎn)的需求上。進(jìn)而，按需求的類型對(duì)各個(gè)相關(guān)節(jié)點(diǎn)的具體需求進(jìn)行分析、歸納，選取合理的指標(biāo)評(píng)估單個(gè)節(jié)點(diǎn)短期及長期時(shí)間內(nèi)的需求滿足程度。最后，對(duì)單節(jié)點(diǎn)指標(biāo)在全網(wǎng)范圍進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而得到評(píng)估輸電網(wǎng)整體運(yùn)行狀態(tài)的指標(biāo)。

圖2 外部需求評(píng)估指標(biāo)集構(gòu)建思路Fig.2 Flow chart of constructing external demand evaluation index set

2 外部節(jié)點(diǎn)類型

按照節(jié)點(diǎn)連接的對(duì)象，與輸電網(wǎng)相連的節(jié)點(diǎn)可分為與發(fā)電機(jī)互聯(lián)的節(jié)點(diǎn)(簡稱發(fā)電節(jié)點(diǎn))、與配電網(wǎng)互聯(lián)的節(jié)點(diǎn)(簡稱配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn))以及與輸電網(wǎng)互聯(lián)的節(jié)點(diǎn)(簡稱聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn))。

2.1 發(fā)電節(jié)點(diǎn)

發(fā)電節(jié)點(diǎn)指輸電網(wǎng)與集中式發(fā)電廠的聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，包括火電節(jié)點(diǎn)、水電節(jié)點(diǎn)、風(fēng)電節(jié)點(diǎn)、核電節(jié)點(diǎn)、光伏發(fā)電節(jié)點(diǎn)、大型儲(chǔ)能電站節(jié)點(diǎn)等等多種類型。根據(jù)其發(fā)電形式的不同，各種發(fā)電節(jié)點(diǎn)有著不同需求。

如對(duì)于一次能源不可儲(chǔ)存的風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電，實(shí)時(shí)出力取決于風(fēng)力、光照等自然因素，其一次能源不可儲(chǔ)存，發(fā)電功率隨時(shí)間波動(dòng)性較強(qiáng)，它們期望輸電網(wǎng)能夠提高接納能力［7］。對(duì)于部分不可調(diào)節(jié)的徑流水電，其特性和需求也類似于上述新能源發(fā)電。

而對(duì)于火電、核電以及調(diào)節(jié)式水電站等，由于一次能源可以儲(chǔ)存，能夠制定較為明確的發(fā)電計(jì)劃，根據(jù)機(jī)組啟停特性和電廠的特點(diǎn)，常安排部分水電、火電廠承擔(dān)中間負(fù)荷、尖峰負(fù)荷［8-9］。調(diào)度中心根據(jù)負(fù)荷情況，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)這些電廠的機(jī)組出力或啟停機(jī)組，以維持功率平衡。它們期望能夠減小備用容量，提高發(fā)電設(shè)備的利用率。而核電站通常維持發(fā)電出力穩(wěn)定在額定值附近，承擔(dān)基本負(fù)荷，其發(fā)出功率不可調(diào)節(jié)。調(diào)度中心應(yīng)按照其申報(bào)的功率過程曲線安排發(fā)電負(fù)荷，保證核電站安全運(yùn)行。

2.2 配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)

配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)指輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

傳統(tǒng)電網(wǎng)中，配電網(wǎng)單方面從輸電網(wǎng)接收電能并向用戶供應(yīng)負(fù)荷，配電網(wǎng)本身無發(fā)電能力、可控性較弱，向配電網(wǎng)傳輸?shù)碾娔苤饕Q于隨機(jī)波動(dòng)的負(fù)荷。故傳統(tǒng)配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的功率是不可調(diào)節(jié)的，輸電網(wǎng)需在任意時(shí)刻適應(yīng)負(fù)荷的波動(dòng)，向配電網(wǎng)供應(yīng)充足的電能，否則將造成電力用戶無法使用電能。

而智能電網(wǎng)強(qiáng)調(diào)用戶的參與，鼓勵(lì)用戶和電網(wǎng)之間的雙向互動(dòng)，用戶從一個(gè)單純的電力消費(fèi)者變成電網(wǎng)中的一員，不僅可以根據(jù)自身的需求定制相應(yīng)的供電服務(wù)，也可根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)對(duì)自身用電情況和所安裝的分布式發(fā)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整［10］。隨著分布式發(fā)電、智能用電設(shè)備、電動(dòng)汽車等在配電網(wǎng)的逐步接入以及需求側(cè)管理技術(shù)的發(fā)展，負(fù)荷將可以在一定程度上進(jìn)行調(diào)節(jié)，即配電網(wǎng)對(duì)于輸電網(wǎng)的功率需求將不完全取決于電力用戶的用電情況。輸電網(wǎng)供應(yīng)的電能可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，再由配電網(wǎng)進(jìn)一步采取控制措施，滿足終端用戶的電能需求。

2.3 聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)

聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)主要指輸電網(wǎng)與互聯(lián)輸電網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)。聯(lián)絡(luò)線分為交流聯(lián)絡(luò)線和直流聯(lián)絡(luò)線。各區(qū)域電網(wǎng)應(yīng)分別調(diào)整各自內(nèi)部的有功平衡，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)互聯(lián)電網(wǎng)有功電力的瞬間平衡。與本地電網(wǎng)互聯(lián)的輸電網(wǎng)期望本地電網(wǎng)能夠維持功率平衡，聯(lián)絡(luò)線輸送功率維持在計(jì)劃值附近。節(jié)點(diǎn)類型如圖3所示。

3 外部節(jié)點(diǎn)的需求

圖3 輸電網(wǎng)的外部節(jié)點(diǎn)類型分類Fig.3 External node types of transmission network

輸電網(wǎng)或向節(jié)點(diǎn)提供電能，或從節(jié)點(diǎn)接納電能，在節(jié)點(diǎn)間建立電能傳輸?shù)穆窂健；谧陨硖攸c(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的需求可能各有不同。這些需求可以概括為:在特定的時(shí)間，向特定的節(jié)點(diǎn)，以特定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，提供或接納特定數(shù)量的電能。在特定的時(shí)間和節(jié)點(diǎn)上，各節(jié)點(diǎn)電力需求均包含相互關(guān)聯(lián)但又有本質(zhì)差別的2個(gè)量:質(zhì)量和數(shù)量。質(zhì)量，指節(jié)點(diǎn)處的電能質(zhì)量;數(shù)量，是指節(jié)點(diǎn)需要發(fā)出或接納的容量。電能的質(zhì)量一般采用電壓和頻率進(jìn)行衡量;數(shù)量則一般采用有功和無功進(jìn)行衡量。因此，對(duì)于輸電網(wǎng)與外部相連接的節(jié)點(diǎn)，一般可以用頻率、電壓以及有功、無功等表征其需求，進(jìn)而評(píng)估需求的滿足程度。

應(yīng)指出的是，關(guān)于無功功率，發(fā)電方、配電網(wǎng)以及互聯(lián)電網(wǎng)，對(duì)其本身并無需求，但無功是影響電壓質(zhì)量的一個(gè)重要因素。無功功率經(jīng)線路和變壓器向負(fù)荷傳輸，將產(chǎn)生電壓損耗，使得末端電壓降低，輸送距離越遠(yuǎn)，造成的電壓降低也越嚴(yán)重。因此，在針對(duì)電壓的評(píng)估上，已考慮了此種因素，無須再對(duì)無功進(jìn)行評(píng)估。下文分析的節(jié)點(diǎn)功率需求，主要指的是節(jié)點(diǎn)的有功需求。

3.1 節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量需求

節(jié)點(diǎn)對(duì)于電能質(zhì)量的需求可以從頻率和電壓2個(gè)方面進(jìn)行分析。

(1)頻率。發(fā)電節(jié)點(diǎn)、配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)，均對(duì)全網(wǎng)頻率有所要求。應(yīng)指出的是，直流聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)，對(duì)全網(wǎng)頻率并沒有要求。

(2)電壓。為保證電力系統(tǒng)中各電力設(shè)備的正常運(yùn)行，發(fā)電節(jié)點(diǎn)、配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓均應(yīng)符合電壓允許偏差范圍的要求。

3.2 節(jié)點(diǎn)的數(shù)量需求

輸電網(wǎng)并非產(chǎn)生電能的來源，而是傳輸電能的通道，輸電網(wǎng)從發(fā)電節(jié)點(diǎn)接納電能，向配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)供應(yīng)電能。因此，輸電網(wǎng)外部節(jié)點(diǎn)的功率需求和輸電網(wǎng)運(yùn)行之間的關(guān)系，與一般意義上的客戶需求和企業(yè)運(yùn)營之間的關(guān)系并不完全一致:

(1)輸電網(wǎng)滿足各節(jié)點(diǎn)的功率需求，其時(shí)效性要求很高。電能的發(fā)、輸、配、用同時(shí)進(jìn)行，瞬間完成。輸電網(wǎng)應(yīng)在任一時(shí)刻保證對(duì)發(fā)電的充分接納、對(duì)配電網(wǎng)的可靠供電以及維持聯(lián)絡(luò)線交換功率穩(wěn)定。

(2)同時(shí)，電力系統(tǒng)的物理特性要求發(fā)電和負(fù)荷功率保持平衡。對(duì)發(fā)電節(jié)點(diǎn)接納電能的需求、對(duì)配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)供應(yīng)電能的需求以及聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)的功率需求，應(yīng)時(shí)刻保持平衡。

因此，節(jié)點(diǎn)對(duì)于輸電網(wǎng)而言有雙重含義:節(jié)點(diǎn)是輸電網(wǎng)的服務(wù)對(duì)象，輸電網(wǎng)應(yīng)根據(jù)節(jié)點(diǎn)的需求，安排電能輸送;同時(shí)，節(jié)點(diǎn)是輸電網(wǎng)的可調(diào)控資源，輸電網(wǎng)應(yīng)采取合理的調(diào)控策略，平衡各節(jié)點(diǎn)的需求。例如，輸電網(wǎng)應(yīng)充分接納發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能，同時(shí)，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的出力，向負(fù)荷側(cè)供應(yīng)充足的電能;輸電網(wǎng)應(yīng)盡可能地滿足負(fù)荷側(cè)的用電需求，同時(shí)，也可以通過需求側(cè)管理等手段，削峰平谷，提高發(fā)電效率。

輸電網(wǎng)通過調(diào)節(jié)各節(jié)點(diǎn)及運(yùn)用其他調(diào)控手段，以滿足節(jié)點(diǎn)對(duì)輸電網(wǎng)需求。毫無偏差地滿足所有節(jié)點(diǎn)的任何功率需求是不現(xiàn)實(shí)的。分析節(jié)點(diǎn)的功率需求，對(duì)其接納或供應(yīng)的電能進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)和平衡，以合理安排發(fā)電和輸電，正是輸電網(wǎng)應(yīng)當(dāng)完成的工作。

結(jié)合調(diào)度中心可采用的對(duì)節(jié)點(diǎn)功率的調(diào)控措施，在對(duì)功率需求的分析中，可以將節(jié)點(diǎn)分為兩類:第一類節(jié)點(diǎn)，其發(fā)出或接受的功率對(duì)于調(diào)度中心而言是不可調(diào)節(jié)的，此類節(jié)點(diǎn)的需求可認(rèn)為是剛性的;第二類節(jié)點(diǎn)，調(diào)度中心可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)其發(fā)出或接受的功率，此類節(jié)點(diǎn)的需求可認(rèn)為是柔性的。在這里，節(jié)點(diǎn)功率的可調(diào)節(jié)性分為2個(gè)層次，首先，節(jié)點(diǎn)功率從物理層面是否具有可調(diào)節(jié)的能力;其次，節(jié)點(diǎn)與輸電網(wǎng)之間是否達(dá)成了功率可調(diào)節(jié)的協(xié)議。

由上文對(duì)各種類型節(jié)點(diǎn)的分析可知，發(fā)電節(jié)點(diǎn)中，風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電節(jié)點(diǎn)以及核電節(jié)點(diǎn)、徑流式水電節(jié)點(diǎn)的功率是不可調(diào)節(jié)的，而火電、有庫容的水電則參與調(diào)峰調(diào)頻;配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中，傳統(tǒng)配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的功率是不可調(diào)節(jié)的，而新型配電網(wǎng)則具有一定的功率調(diào)節(jié)能力;聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)的功率也應(yīng)盡量維持在計(jì)劃值。

對(duì)于功率不可調(diào)節(jié)點(diǎn)，一般采用點(diǎn)值P0或E0來表征功率或能量的需求量，評(píng)估有功的實(shí)際值滿足需求值的程度。對(duì)于功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)，一般采用區(qū)間值［PMIN，PMAX］或［EMIN，EMAX］來表征功率或能量的需求量，實(shí)際值在區(qū)間內(nèi)均認(rèn)為其需求得到滿足，超出區(qū)間的部分即為不滿足的程度。

根據(jù)節(jié)點(diǎn)類型不同，節(jié)點(diǎn)有功需求、相應(yīng)的需求值或需求區(qū)間的選取也有所不同，見表1。

表1 節(jié)點(diǎn)類型及其有功需求Tab.1 Node types and real power demand

由此，外部利益相關(guān)者的在各節(jié)點(diǎn)的需求分類總結(jié)見圖4，包括質(zhì)量和數(shù)量2方面的需求。

4 節(jié)點(diǎn)需求評(píng)估指標(biāo)選取

上文已明確了節(jié)點(diǎn)需求為何，下面選取和設(shè)計(jì)相應(yīng)的指標(biāo)評(píng)估節(jié)點(diǎn)需求的滿足程度。節(jié)點(diǎn)需求評(píng)估指標(biāo)應(yīng)包括指標(biāo)名、指標(biāo)作用、指標(biāo)計(jì)算方法、指標(biāo)界、指標(biāo)值、指標(biāo)對(duì)象、計(jì)算時(shí)段等屬性。其指標(biāo)對(duì)象為單個(gè)節(jié)點(diǎn);其計(jì)算時(shí)段既有當(dāng)前斷面的，也有統(tǒng)計(jì)周期時(shí)間的;且應(yīng)盡量選用相對(duì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。

圖4 外部節(jié)點(diǎn)需求的分類Fig.4 Classification of external demands

4.1 節(jié)點(diǎn)需求的單時(shí)間斷面評(píng)估指標(biāo)

在單時(shí)間斷面內(nèi)，節(jié)點(diǎn)的電壓偏差應(yīng)符合相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，電壓值越上限或下限則說明節(jié)點(diǎn)電壓不合格。頻率是全網(wǎng)量，無須在節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行評(píng)估，故無節(jié)點(diǎn)頻率指標(biāo)。

而對(duì)于短期(5 min)內(nèi)的有功功率需求，將節(jié)點(diǎn)實(shí)際功率與功率需求區(qū)間對(duì)比，求實(shí)際功率相對(duì)于功率需求區(qū)間的越限值。對(duì)于某節(jié)點(diǎn)i，設(shè)其當(dāng)前功率交換值 Pi，功率需求區(qū)間為特別地，對(duì)功率不可調(diào)節(jié)點(diǎn)則有:

該節(jié)點(diǎn)的短期(5 min)內(nèi)的有功功率需求滿足程度的評(píng)估指標(biāo)Ii1為

式中:Pmin，i、Pmax，i的取值根據(jù)節(jié)點(diǎn)類型的不同參照表1，具體指標(biāo)見表2。

表2 單節(jié)點(diǎn)的單時(shí)間斷面的外部需求評(píng)估指標(biāo)Tab.2 Instantaneous and single-node evaluation index of external demand

由表2可知:可調(diào)節(jié)點(diǎn)的出力需求值為出力區(qū)間，由機(jī)組特性及購電合同得到，若出力不越限，則評(píng)估指標(biāo)值為0，反之則為越限的大小。不可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率需求值由當(dāng)前一次能源情況下滿發(fā)出力表征，出力接納缺額為單節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)出力與出力需求值的差值，可以評(píng)估輸電網(wǎng)對(duì)于不可調(diào)電源節(jié)點(diǎn)的有功出力在短期的接納程度。可調(diào)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷需求值為負(fù)荷區(qū)間，由配電網(wǎng)特性或需求側(cè)管理得到，可調(diào)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的調(diào)節(jié)量越限值表征了由于輸電網(wǎng)運(yùn)行不佳造成的中斷負(fù)荷。不可調(diào)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷需求值以負(fù)荷預(yù)測值表征，實(shí)際供電負(fù)荷與預(yù)測負(fù)荷之差反映了輸電網(wǎng)向不可調(diào)節(jié)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)供應(yīng)電能的充足性。

4.2 節(jié)點(diǎn)需求的統(tǒng)計(jì)時(shí)間段評(píng)估指標(biāo)

在統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)，可以選取和設(shè)計(jì)單節(jié)點(diǎn)的指標(biāo)見表3。統(tǒng)計(jì)時(shí)間段的指標(biāo)常是對(duì)于相應(yīng)的單時(shí)間斷面指標(biāo)在持續(xù)時(shí)間的曲線的分析，如平均值、波動(dòng)幅度、頻率以及越限/合格持續(xù)時(shí)間等。例如，節(jié)點(diǎn)電壓合格率為節(jié)點(diǎn)電壓合格時(shí)間與總時(shí)間的相對(duì)指標(biāo)。

表3 單節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)時(shí)間段的外部需求評(píng)估指標(biāo)Tab.3 Time-period and single-node evaluation index of external demand

5 外部需求評(píng)估指標(biāo)集

對(duì)表2、3的指標(biāo)在全網(wǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到評(píng)估全網(wǎng)外部需求的單時(shí)間斷面和統(tǒng)計(jì)時(shí)間段的評(píng)估指標(biāo)，見表4、5。一般來說，在全網(wǎng)范圍內(nèi)統(tǒng)計(jì)，是指將全網(wǎng)范圍內(nèi)的同類型節(jié)點(diǎn)對(duì)于某一需求的滿足程度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。如將全網(wǎng)風(fēng)電節(jié)點(diǎn)的出力進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以得到全網(wǎng)風(fēng)電出力接納比例，評(píng)估輸電網(wǎng)對(duì)于風(fēng)電出力的接納程度。

表4 全網(wǎng)的單時(shí)間斷面的外部需求評(píng)估指標(biāo)Tab.4 Instantaneous and entire-network evaluation index of external demand

表5 全網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)時(shí)間段的外部需求評(píng)估指標(biāo)Tab.5 Time-period and entire-network evaluation index of external demand

6 結(jié)論

外部需求指的是輸電網(wǎng)運(yùn)行的外部利益相關(guān)者(即配電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、互聯(lián)輸電網(wǎng)企業(yè))對(duì)輸電網(wǎng)運(yùn)行的需求。外部需求滿足程度的評(píng)估反映了輸電網(wǎng)是否滿足其外部利益相關(guān)者的電能輸送需求，提供高質(zhì)量的電能輸送服務(wù)，是輸電網(wǎng)運(yùn)行結(jié)果評(píng)估的重要部分。

本文將輸電網(wǎng)運(yùn)行的外部需求概括為:在特定的時(shí)間，向特定的節(jié)點(diǎn)，以特定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，提供或接納特定數(shù)量的電能。本節(jié)闡述了外部需求滿足程度的評(píng)估方法，總結(jié)了外部節(jié)點(diǎn)的類型，具體分析了節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量和數(shù)量需求。最后，選取了合理的指標(biāo)評(píng)估在當(dāng)前斷面和統(tǒng)計(jì)時(shí)間段上的節(jié)點(diǎn)的外部需求的滿足程度，并由單節(jié)點(diǎn)指標(biāo)出發(fā)，統(tǒng)計(jì)得到系統(tǒng)的評(píng)估指標(biāo)，從而最終構(gòu)建了輸電網(wǎng)運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)體系的外部需求評(píng)估指標(biāo)集，反映外部需求在實(shí)時(shí)及階段的滿足程度。

本文所構(gòu)建的外部需求評(píng)估指標(biāo)集是輸電網(wǎng)運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)體系的一部分。在本文工作的基礎(chǔ)上，將繼續(xù)分析輸電網(wǎng)企業(yè)在輸電網(wǎng)運(yùn)行中的需求，構(gòu)建內(nèi)部需求指標(biāo)集，從而構(gòu)成輸電網(wǎng)運(yùn)行的結(jié)果評(píng)估指標(biāo)集，全面評(píng)估輸電網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)是否滿意。進(jìn)一步，沿用文獻(xiàn)［6］的方法，構(gòu)建結(jié)果評(píng)估指標(biāo)的分解指標(biāo)集和相應(yīng)的決策鏈，并對(duì)決策鏈進(jìn)行評(píng)估，從而完成原因評(píng)估，以挖掘輸電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)異常的原因。

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