地区电网与大电网运行方式评估指标的选取及比较研究(2)

。本文仍然从电网的安全、可靠、优质、经济

当今，大电网正向着远距离、大容量、超（特）高压方向发展，网络规模日益庞大，结构日趋复杂，大电网的复杂性越来越凸显，大大增加了由多重故障或连锁性故障引起的大停电事故风险程度，大电网的脆弱性问题也更为突出。据ISO/IEC13335:2004中定义：风险是一个指定的威胁，利用一项资产或多项资产的脆弱性，造成资产损害或破坏的可能性。大电网的风险根源在于系统存在能被人为或自然灾害所利用的脆弱性，因此，本文以基于脆弱性的风险评估指标来衡量大电网的安全性水平。

大电网脆弱性风险评估指标需定量的把握事故的可能性和严重性这两个决定系统脆弱性的关键因素，从而较全面的反映出电网的安全水平。将大电网的脆弱性风险评估指标定义为事故发生的

概率和事故产生后果严重度的乘积[12,13]

：

R(Yt|E,L)=∑P(Ei)×P(Yt|Ei,L)×S(Yt)(15)

i

式中：Yt是特定的运行状态(包括母线电压V、支路潮流F等)；Ei是未来时刻t发生的不确定事故；L是t时刻系统的负荷状况；P(Ei)是Ei发生的概率；P(Yt|Ei,L)是发生事故Ei后系统运行状态的概率分布；S(Yt)描述了在状态Yt时事故的严重程度；R(Yt|E,L)为脆弱性风险评估指标。

大电网脆弱性风险评估指标主要包含低电压风险和过负载风险评估指标两部分。 2.1.1 低电压风险评估指标

低电压风险评估指标反映的是系统发生的事故造成系统中母线电压下降的可能性和危害程度。计算公式如下：

R(V|E,L)=∑∑P(Ei)×P(Vij|Ei,L)×S(Vij)（16）

ij

式中：Vij为发生第i个事故时第j条母线的电压。 2.1.2 过负荷风险评估指标

过负荷风险评估指标反映的是系统发生的事故导致系统中线路有功功率过载的可能性和危害程度。计算公式如下：

R(F|E,L)=∑∑P(Ei)×P(Fij|Ei,L)×S(Fij)（17）式中：

ij

Fij为发生第i个事故时第j条母线的有功潮流。

2.2 大电网可靠性评估 

大电网可靠性评估主要是指充裕度方面，从电网静态角度出发评价系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户提供电力和电量的

[9]

能力。本文选取以下指标来评估大电网的可靠性。 则是被监测的所有节点电压偏差与被监测的所有

节点数之比的大小。

节点电压偏差δUi=

Ui UN

(25）UNN

系统缺电概率LOLP=∑pi=ti

（18）i∈F

i∑

∈F

T系统缺电频率LOLF=i∑fi=

8760

∈F

T

N （19） 系统缺电时间期望LOLE=8760×LOLP （20）

系统缺电持续时间LOLD=

LOLE

LOLF

（21） 系统电量不足期望值EENS=

8760

T∑Citi（22） i∈F

以上各式中：i为一个具体的停电系统；F为所有停电系统的集合；ti为系统i停电的持续时间，单位为小时；pi为系统i的停电概率；fi为系统i的停电频率；N为停电系统数；Ci为系统i的停电负荷量，单位为MW。

2.3 大电网电能质量指标

大电网跟大电源联系紧密，而系统频率同大电源里的大机组的转速有着严格的连带关系，系统频率的波动关系到电网的安全稳定和电力用户的生产生活安全，因此，系统的频率偏移率是衡量大电网电能质量的最重要指标。我国国家标准GB/T15945-1995《电能质量 电力系统频率允许偏差》规定：电力系统正常频率允许值为±0.2Hz。当然大电网的电压合格率和电压平均偏差作为衡量大电网电压质量的标准，同样不可忽视。 2.3.1 系统频率偏移率

大电网在正常的运行方式下，系统的频率偏移率δf%即为系统频率偏差与系统的额定频率（50Hz）的百分比。计算公式如下：

δf%=频率偏差δffre fN

系统标称频率

=f×100% (23）式中：

N

fre为实际频率，Hz；fN为系统标称频率。

2.3.2 电压合格率

电压合格率是指实际运行电压允许电压偏差范围内的累计时间与对应的总时间的百分比，计算

公式如下[15]

： 电压合格率VQR=

电压合格时间

电压总监测时间

×100% （24）

2.3.3 电压平均偏差

电压偏差即节点实际电压与系统标称电压之差对系统标称电压的百分比；而电压平均偏差电压

∑δUi

电压平均偏差VAB=i=1

N

(26）

其中Ui为节点i的电压，UN为系统标称电压，N为

被监测电压节点数。 2.4 大电网经济性指标

大电网跟地区电网这类小电网相比，在运行方式上，除了更安全之外，最大优势便是能在大范围内实现能源的优化配置，尤其在水火电经济调度方面，体现出很高的灵活性。当然，网损仍然是衡量大电网经济性的重要指标之一。 2.4.1 网络损耗指标

大电网网络损耗的计算同地区电网基本一致，计算公式同式(12),此处不再赘述。 2.4.2 水火电经济调度指标

水火电经济调度，是指在大量约束合格的条件下，在一定时期内预测和推算出各水电站的来水和出力，尽力降低弃水量，最大限度地利用水资源，节省火电煤耗成本，提高大电网的经济水平。以全年水力发电量占全年大电网发电总量的百分比来衡量水火电经济调度指标，计算式如下： 水火电经济调度指标=

全年水力发电量

全年大电网发电总量

×100%（27）

2.5 大电网能效评估指标

大电网的源头是大型发电厂，而燃煤火力发电厂会产生大量对环境有害的物质，因此单位供电量的标准煤耗是衡量大电网能效的重要评估指标之一。目前低碳经济盛行，国家正采取一些措施来竭力降低碳排放，所以，单位供电量的二氧化碳排放也可以用来评估大电网的能效。

2.5.1 单位供电量的标准煤耗指标MHI

MHI=

燃煤火电厂耗煤总量

全网供电总量

(g/kw)（28）

2.5.2 单位供电量的CO2排放指标CPI

CPI=

燃煤火电厂CO2排放总量

全网供电总量

g/kw）（29）

3 地区电网和大电网运行方式评估指标的比较分析

地区电网（小电网）电压等级低、输电线短、输电容量小，且大多是闭环设计、开环运行，而大电网具有高电压等级，远距离大容量输送、紧密的

互联性等特点。鉴于地区电网与大电网的诸多异同，本文前面从电网的安全、可靠、优质、经济和高效五个角度选取了适合它们各自运行方式的评估指标。下面依次从这五个方面来比较分析地区电网和大电网在评估方式选取上的差异，结果如表１所示。

表1：地区电网与大电网运行方式评估指标选取异同的比较分析

性质

地区电网（小电网）

具有规模小、结构简单、很少会遭受到外界

全分析已不能适应大电网的安全分析，大电网的安全性

安全

大的冲击等特点，可视为无动态过程，主要

更多的是强调在故障发生的情况下，电网能保持稳定运

是指静态安全指标

行和正常供电的风险程度

地区电网的输入为上一级省网和零星的几个

大电网的输入则为统调的各大发电厂，输出为下一级电

小型发电厂，输出为普通用户。以上便决定

网和一些大负荷工业用户。大电网可靠性主要考虑其运

了地区电网的可靠性评估指标选取更多的是

可靠

考虑停电对用户产生的各种影响，包括用户

统运行行为和运行条件时，电网按可接受的质量和数量

平均停电时间 …… 此处隐藏：2567字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……