包括供電瓶頸識別的電力系統供電能力分析

占達聯

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.30.108

摘 要：隨著我國經濟發展的深入，我國針對電力基礎民生設施建設的水平愈發的得到提升，近年來，供電能力分析走進人們的視野中，該分析不僅僅是一種簡單的度量指標、參數，更能夠為后續電力供給人員的運行、規劃工作提供理論、數據等方面的支持。本文為了對現階段的電力系統供電能力進行合理的評估，同時構建合理的“價值函數”引導電力系統中負荷的分配情況，從而對電力系統中的供電瓶頸進行識別，以期為我國未來的供電系統供電能力分析、評估工作做出理論貢獻。

關鍵詞：供電瓶頸識別 電力系統 供電能力分析

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（c）-0108-02

近年來，隨著我國電力系統發展的壯大，我國電力系統、網絡逐年向著系統化、規模化的趨勢所發展，其系統的規模和運行網絡的復雜性年增加，與此同時，隨著人們生產、生活水平的不斷發展，人們對于電力的供給、質量需求也不斷的增加，傳統的電力系統已經無法從根本上滿足與時俱進的時代發展，尤其是在電力系統中供電能力的評估環節，僅僅針對系統的供電能力和供電裕度（Load Supply Margin）情況的計算已經無法滿足電力供給人員的實際工作需求，由此，能夠為供電研究人員提供更加準確、詳細供電能力參數的新型的供電系統供電能力分析方式成為了供電人員管控供電瓶頸、規劃供電網絡的重點。

1 供電能力的概述

供電能力，是指供電系統在其系統正常運行過程中可以負荷的最大供電能力，針對電力系統的供電能力分析能夠幫助電力供應人員在一定限度內合理規劃供、配電工作做出巨大貢獻。目前，在我國電力系統中通常以某一確定的供電區域內符合標準的最大負荷、供應能力為該電力系統的最大供應能力，即TSC（Total Supply Capability）。

2 電力網絡供電能力分析的現狀及確定方法

2.1 電力網絡供電能力分析的現狀

現階段，我國針對電力網絡供電能力的分析方法主要有以下兩種：首先，是應用將用以表達系統供電能力的網絡參數運用函數的方式進行簡單的計算，便可的出的供電能力分析結果。例如，在實際的計算過程中，將變電站的供電能力作為網絡參數的函數，并從短電流角度出發進行針對供電能力和其參數變動間的差異性分析。這種方法的優勢在于其解析方法相對較為簡便，能夠在較快時間內進行一段參數的連續性計算，但是由于其無法切實的、全面考量輸電設備對于供電能力的影響，使得這種方法下針對其供電能力的分析比較粗略，所以不能應用該數據進行縝密的定性分析。其次，則是優化方法，這種方法狀態下，將原有的電力系統供電能力計算構建成為了一項相對具有約束力的數學模型，從而計算人員可以通過恰當的計算方式（例如，線性回歸方程法。可信賴域計算等方法）進行有關問題的求解。這種方法相對于解析法增加了一部分物理約束，使得這種方法針對參數的計算更加的靈活，同時準確性也大大提升。所以，在實際的分析過程中大都應用優化方法進行有關電力系統供電能力的分析工作。

2.2 優化方案中目標函數的確定方法

在實際工作中，針對優化方法中應用的目標函數確定方法，通常應用以下兩種方法進行有關參數的確定工作。

2.2.1 假設法

針對目標函數的假設法是將其計算過程中，假設電路系統中所有的負荷都按照一個相同的比例a遞增，由此，這種情況下的優化目標便可以看作max[a]。這一方法在一定限度內可以與實際的電力負荷增長情況較為吻合，但是，在實際的應用過程中卻由于其在計算中無法充分探究有關電力系統中供電瓶頸的問題而使得整體計算環節相對較低的問題。

2.2.2 負荷點功率集中法

這一方法中，計量人員將實際工作中最大化的網絡中的所有符合的功率總和作為了其優化的目標參數。應用這種方法在進行實際優化目標過程時，會發生對電網的供電瓶頸以及各負荷節點的綜合供電能力不準確等問題。例如，由圖1，當應用上述方法作為優化目標的狀態時，節點L1和L2上的總負荷各增加60MW的效果和在L1或L2單節點上增加120MW的效果是類似的，所以，在這一狀態下，可能會出現單節點荷載能力較低的問題，從而影響供電研究人員的判斷。

根據上述分析可知，無論應用上述兩種方法進行優化節點的計算時，都無法真實的研究各供電系統中的供電瓶頸問題，所以在實際的供電能力分析工作中，應該通過更加合理的負荷增加模式描述，才有可能更加精準的識別有關電力系統中的供電瓶頸問題。

3 供電能力評估的數學模型建立

根據上述分析，可以通過基于供電裕度價值函數的計算前提下進行針對供電能力的評估計算。

Q（x）==（wi（x）Li（x））

其中，x為表示優化目標中各負荷節點的功率情況。

在這一狀態下，供電裕度價值函數最為電力系統中最優優化目標，可以使得各負荷節點的供電裕度的分布情況相對更加均勻的同時避免了單一使用上述方法中計算結果過于單一、保守、不能充分展示供電瓶頸等問題的存在。

4 供電能力分析方法在實際中的應用

截止目前，根據上述模型，已經開發出了基于VS5（Visual Studio 2005）系統平臺上應用的軟件。與此同時，為了滿足實際的電力部門需求，將該系統平臺中的計算軟件分為每變電區域（500±5）kV的變電分析模型，目前已經在我國電力供電系統中獲得一定推廣。例如，廣東順德某電力系統供電片區，該片區僅包括一座可容納500kV的變電站，其接線如下圖2所示。

可以看出該片區供給包括6座220kV變電站以及一座本地供電廠，整體供電線路的負荷總和為（2235±5）MW。根據這一情況，應用上述模型進行計算，可知該區域的整體最大供電能力為2598.79MW、供電裕度情況為13.98%。在其主站500kV的主變容量約束，該目標區域的整體供電裕度水平相對偏低，尤其是在順德到世龍這一階段，在預想的事故下輸電已基本沒有可見的裕度情況。所以，針對這一問題，就需要在實際的電路優化過程中，針對這些問題進行進一步的規劃處理工作，從而在提升整個電力系統的供電能力的同時，改善各個電力供應站點間的合理規劃、分配情況，繼而做到供電效果最優化、效率最大化。

5 結語

綜上所述，本文以優化電力系統的供電裕度最大化作為整體供電能力分析的優化目標，通過對原有供電能力分析方法的探究，發掘其中存在的不足并予以更近一步的改進，從而構建了包括進行供電瓶頸問題識別的新型電力系統供電能力分析方法，進而使得供電工作人員，在實際的供電能力分析工作能能夠更加準確、及時的發現供電系統中存在的供電瓶頸問題，并通過目標函數的計算在分析過程中探究更加貼合負荷實際情況，進而增加評價效果的準確性和可應用性。最后，通過在實際電廠中的應用，證明了該供電能力的較高可行性，可為我國未來的電力系統供電能力分析作出理論貢獻。

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