電網(wǎng)規(guī)劃評估方法及實(shí)用化技術(shù)

郭永亮

(國網(wǎng)寧夏電力有限公司石嘴山供電公司，石嘴山 753000)

0 引 言

若想為廣大人民群眾提供安全可靠的電力服務(wù)，就一定要做好電網(wǎng)建設(shè)，具體來講，地方停電時(shí)間與發(fā)生停電的概率在很大程度上取決于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水平。科學(xué)合理的規(guī)劃地方電網(wǎng)，不僅能有效降低或者避免出現(xiàn)事故的概率，而且也能抑制電網(wǎng)出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步提升電網(wǎng)供電的安全可靠性。除此之外，由于電網(wǎng)規(guī)劃階段存在較多風(fēng)險(xiǎn)因素，為了避免其造成影響，還需要相關(guān)工作人員結(jié)合實(shí)際情況，做好電網(wǎng)規(guī)劃的評估工作。

1 電網(wǎng)規(guī)劃存在的問題

眾所周知，電力企業(yè)電網(wǎng)與用戶有著直接的聯(lián)系，用戶的用電情況又在很大程度上取決于電網(wǎng)供電質(zhì)量，因此，若想為用電用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的電力，還需要相關(guān)工作人員合理規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。但值得注意的是，雖然我國目前電網(wǎng)規(guī)劃和以往相對比來講，已經(jīng)取得了階段性的進(jìn)步，但依然有部分問題沒有得到妥善解決。首先，電源點(diǎn)不足，供電半徑過大。現(xiàn)階段，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，也帶動(dòng)了城市化進(jìn)程的不斷加快，在此背景下，電力用戶數(shù)量有了明顯的增多，但隨之而來的是用電負(fù)荷越來越大，之前的中低壓配電方式已然無法更好的滿足當(dāng)下需求，再加上電網(wǎng)導(dǎo)線橫截面積不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，無論是電源點(diǎn)位置的設(shè)置，還是電網(wǎng)布局形式等方面，都與現(xiàn)階段城市建設(shè)發(fā)展需求不符。其次，公共配電變壓器存在較大的負(fù)荷，進(jìn)而會(huì)出現(xiàn)電壓不足的問題。近年來，隨著人們生活水平的大幅度提升，對于配電變壓器容量也提出了更為嚴(yán)格的要求，由此可見，無功補(bǔ)償不足的問題越來越普遍，一旦出現(xiàn)此類問題，不僅為電網(wǎng)電壓帶來較大的損失，而且也會(huì)增加電網(wǎng)在運(yùn)行階段產(chǎn)生故障的概率，不利于整個(gè)電網(wǎng)的持續(xù)運(yùn)行，當(dāng)然，也會(huì)在一定程度上降低供電質(zhì)量。再次，部分電網(wǎng)設(shè)備老舊，缺乏先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)水平支撐，無法為其正常、高效運(yùn)行提供保障。以往大部分電網(wǎng)導(dǎo)線普遍為架空裸露導(dǎo)線，再加上缺少合理的電網(wǎng)線路規(guī)劃，從而致使線路分支繁瑣。此外，各種環(huán)境因素可能會(huì)對長期使用的電力線路造成燒毀的問題，一旦出現(xiàn)此類問題，則會(huì)在很大程度上降低電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。也有部分電網(wǎng)設(shè)計(jì)形式陳舊，與新時(shí)期要求不符。電網(wǎng)在建設(shè)的過程中，部分電力企業(yè)為了節(jié)約成本，普遍選擇橫截面較小的電網(wǎng)線路材料，從而增加了電網(wǎng)運(yùn)行階段的單相負(fù)荷，平均負(fù)荷也越來越少，如果此類問題沒有得到妥善解決，則會(huì)增加電網(wǎng)線路出現(xiàn)燒毀的概率，無法為電網(wǎng)設(shè)備的正常、有序運(yùn)行提供保障。最后，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)工作沒做到位，導(dǎo)致用電接地保護(hù)與實(shí)際需求不符。近年來，我國電網(wǎng)建設(shè)普遍借助TN-C系統(tǒng)、TT系統(tǒng)，主要是為了進(jìn)一步提升三相混合供電的有效性。而針對電網(wǎng)主干線來講，其問題主要體現(xiàn)在接地線的不統(tǒng)一方面上，不利于用電接地作用的發(fā)揮，形成配網(wǎng)管理混亂的現(xiàn)象。

2 電網(wǎng)規(guī)劃評估方法及實(shí)用化技術(shù)的分析

2.1 電網(wǎng)規(guī)劃評估方法的分析

電網(wǎng)規(guī)劃評估方法可從選擇偶發(fā)事件、分析電力系統(tǒng)運(yùn)行情況等方面入手。首先，針對選擇偶發(fā)事件來講。在評估電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)階段，不夠重視次數(shù)小的系統(tǒng)狀況，普遍注重的是故障較大的事件。若想全面的對電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，應(yīng)合理選擇單重、二重故障事件，以電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況為基礎(chǔ)，科學(xué)合理的選擇三重故障事件。其次，相關(guān)工作人員要結(jié)合實(shí)際情況，深入分析電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況。眾所周知，不同元器件為電力系統(tǒng)運(yùn)行所帶來的影響也存在差異，因此，還需要工作人員深入分析電網(wǎng)電氣。利用潮流與穩(wěn)定計(jì)算，規(guī)范檢驗(yàn)系統(tǒng)的充裕度與安全性。

2.2 評價(jià)指標(biāo)

針對評價(jià)指標(biāo)來講，要求工作人員結(jié)合實(shí)際情況，建立健全的電網(wǎng)規(guī)劃風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)，為風(fēng)險(xiǎn)評估提供參考。

2.3 電網(wǎng)規(guī)劃評估重要步驟

電網(wǎng)規(guī)劃評估的重要步驟為：調(diào)整電網(wǎng)分析情況、辨別電網(wǎng)實(shí)效狀態(tài)、量化分析電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)、以及評估電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)四點(diǎn)。首先，在評估電網(wǎng)靜態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的過程中，要深入分析所有元器件可能會(huì)對電網(wǎng)運(yùn)行造成影響，當(dāng)然，對于電網(wǎng)中所有級別的負(fù)荷水平也不容忽視，全面、精準(zhǔn)分析所有電網(wǎng)運(yùn)行的真實(shí)狀態(tài)。眾所周知，電網(wǎng)設(shè)備元件在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生很多停運(yùn)故障，還要求工作人員借助故障掃描技術(shù)，明確故障集。針對電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)的評估來講，要深入分析電網(wǎng)內(nèi)所有元器件的故障與負(fù)荷情況。值得注意的是，電網(wǎng)運(yùn)行階段的暫態(tài)穩(wěn)定性，無論是與負(fù)荷水平、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，還是故障位置和類型等方面，都有著密不可分的聯(lián)系。其次，在辨別電網(wǎng)實(shí)效情況的同時(shí)，也要全面評價(jià)其形成的結(jié)果，在此階段，工作人員可借助靜態(tài)、暫態(tài)的分析方式，準(zhǔn)確、全面的評估電網(wǎng)運(yùn)行工況。具體來講，可借助暫態(tài)穩(wěn)定性分析方式，明確了解節(jié)點(diǎn)電壓在相應(yīng)的時(shí)間內(nèi)是否保持在預(yù)設(shè)值的范圍。再次，針對電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的量化分析來講，還需要對電網(wǎng)失效發(fā)生率加以分析，并推斷其可能會(huì)造成的影響，精準(zhǔn)的計(jì)算出電網(wǎng)運(yùn)行失效狀態(tài)時(shí)所誘發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，并對其進(jìn)行累計(jì)，從而全面了解電網(wǎng)運(yùn)行所存在的各種風(fēng)險(xiǎn)。最后，電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的評估方法可借助量化分析的方式，在基于安全可靠性與故障根源等方面，科學(xué)合理的對電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析。

2.4 根源故障問題的分析

對電網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估之后，能夠切實(shí)提升電網(wǎng)規(guī)劃的科學(xué)有效性。在風(fēng)險(xiǎn)評估的過程中，工作人員要結(jié)合實(shí)際情況，對所有風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算并加以分析，更加直觀的呈現(xiàn)出系統(tǒng)在運(yùn)行階段產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的幾率，值得注意的是，計(jì)算對電網(wǎng)造成的不良影響程度有著一定的難度，為了解決此類問題，工作人員可將風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行劃分，從中找到較為嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，以此來明確導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生故障的原因。

對電網(wǎng)根源故障進(jìn)行全面的評估與分析，可使用下列公式：

式中，EENS(i)代表的是第i個(gè)系統(tǒng)失效情況的EENS；m代表的系統(tǒng)故障總個(gè)數(shù)；kc代表為元件c故障系統(tǒng)狀態(tài)總數(shù)。

SIC計(jì)算公式如下：

式中，60代表的是時(shí)間；L代表的是系統(tǒng)最大負(fù)荷。

3 結(jié)束語

綜上所述，電力安全作為國家能源安全的重要組成部分，隨著社會(huì)的發(fā)展，無論是人們的日常生活，還是社會(huì)生產(chǎn)，對于電力有了越來越大的需求量，這也為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來全新的挑戰(zhàn)。因此，還需要相關(guān)工作人員結(jié)合實(shí)際情況，通過合理有效的措施，對電網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行全面的評估與分析，高度重視規(guī)劃階段的風(fēng)險(xiǎn)控制，從而為電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性提供保障。