可靠性与经 济性相协调的配电网规划方法

发表时间:2020/9/3   来源:《科学与技术》2020年3月9期   作者:高倩 王荟敬
[导读] 可靠性与经济性是在进行电力系统研究时的一个重要课题,通过可靠性与经济性的评估
        摘要:可靠性与经济性是在进行电力系统研究时的一个重要课题,通过可靠性与经济性的评估,可以实现电网规划的经济效益与社会效益的双面保障,但是目前,进行配电规划时,由于用户的需求不断提升,因此很多电力企业盲目的追寻可靠性,造成成本资源的浪费现象,因此,加强对可靠性与经济性相协调的配电网规划方法研究是极为必要的。
        关键词:可靠性;经济性;配电网;规划方法
        引言
        电能,作为重要能源之一,在社会进行生产活动和居民稳定生活中占据及其重要的地位。按照“经济发展,电力先行”的发展理念,必须做好电力系统发展的规划,设计其发展和应用,这将对我国经济增长和社会进步产生巨大而又深远的影响。现代社会对电能的要求越来越高,除满足一定的可靠性外,还要尽可能的满足经济性的要求。供电可靠性与电网建设的经济性既相互制约又相互协调,一味的追加投资必将导致运行成本的增加,难以满足经济性的要求,同样的,过分限制投资又将必然导致系统可靠性水平的降低。
        
        1可靠性与经济性相协调的重要性分析
        在配网运行过程中,如果存在危险性因素,则会对整个配电网运行造成影响,严重时会出现大面积停电及电能浪费现象,对电网系统发展带来巨大压力。配电网运行可靠性保证的标准是配电网各部分的运行状况均是稳定的、正常的,而且对配电网运行过程中可能会出现的问题提前制定防范措施。配电网规划过程中重视经济性的必要性体现在:配电网运行中各部分的运行成本或维修成本均应提前进行预报,在配电网整体规划中,如果不能对成本进行合理控制,则对配电网的后期运行及发展产生不利影响,同时也会增加配电网潜在的危险性。而配电网规划中可靠性与经济性相协调的重要性体现在:这两者的结合可以对配电网规划进行渗透性分析,减少对配电网规划的重复探究,能够保障配电网规划方案的最优性。
        
        2可靠性与经济性的规划方法分析
        2.1可靠性成本与经济性效益
        可靠性与低成本投入,其实是一个矛盾的共同体,只有解决这一矛盾问题,才能实现规划方法的优化,因此,首先分析可靠性成本与经济性效益是存在一定必要的,通过这一分析,可以找到投入资金与总成本的最佳配比,而这无疑是实现可靠性与经济性规划的前提条件。通常,如果把资金投入成本与可靠性边际缺电成本比作两条曲线的化,那么两条曲线的交汇处,就是投入成本的最低值,我们可以根据这一规律,找出最低成本点。
        2.2规划方法
        如果想找到最佳的可靠性与经济性规划方法,首先要对其评估公式进行分析,如G=X+fC这一公式,其中G代表整个配电项目在还贷期间的最小资金收入,而X则代表变动下的成本,也就是电网改造过程中电线损失成本与可靠性成本的一个浮动值,f是最小投资回报系数,也就是对配电项目资金、还款时间、配电方式的一种反应,最终形成的一个比例系数,C则是电网建设项目的总投资。通过公式分析与计算,建立一个数据模型,进而将数据模型应用到配电规划方案中,就可以实现配电网规划可靠性与经济性之间的协调。
        2.3停电损失统计方法
        由于各个用户因停电发生的事件,停电持续时间长短不一,用电性质不同,因此,要想计算出每个具体用户的停电损失是比较困难的,所以在实际的停电损失统计时,可以采取统计数据或调查问卷的方法来加以评估。
        2.4可靠性评估和经济性计算
        2.4.1配电网的可靠性评估方法
        配电网的可靠性评估方法是在一些重要的配电网可靠性指标的基础上,主要包括负荷点指标、系统指标、系统平均断电持续时间、用户平均断电频率指标、用户平均断电持续时间指标等。

在计算负荷和电量指标的过程中,最为重要的参数即是每个负荷点母线上的平均负荷,在计算这些统计指标的过程中,可建立相应的可靠性模型,并采用以下方法进行估算分析:
        (1)解析法。解析法是指通过系统的结构和元件的功能之间的逻辑关系来建立系统的可靠性概率模型,然后通过具体的方法来解析模型得出结论。常见的解析方法有:最小割集法。利用直接割集和间接割集来分析各元件对负荷点可靠性指标的影响程度进行分析;概率分布法,主要利用计算机技术对各种容量状态下的稳态概率指标进行计算;网络等值法,将复杂配电系统的网络结构简单化,在进行计算机计算;故障扩散法,主要基于故障模式与后果分析的方法,通过对故障所造成的影响分析来进行可靠性评估。解析法通过合理的数学模型和算法,具有模型精度高、技术先进等优点,但是缺点在于负荷水平低,不适用于大规模的电力系统评估中。
        (2)模拟法。随机对系统元件进行分析,并利用计算机技术进行实际情况模拟,以对需要评估的可靠性指标进行估算,该方法适用于非指数分布的元件、计划和检修中,模拟法主要包括以下几种:蒙塔卡罗模拟法,其中以蒙特卡罗模拟法使用较多,主要是利用概率的随机思想,深入考虑元件故障率、预停电计划、检修作业等对可靠性造成的影响,比较直观的得到系统的可靠性指标。这种方法随着全国的电网联网系统规模越来越大,也越来越得到了较多的推广。人工神经网络模拟法,这是对人脑工作状态及思想进行模拟的一种方法,具有高精度、高效率的特点,可在短时间内处理多个故障问题,但这种方式在应用过程中对数据要求较高,同时也不适用于规模较大的电力系统中。
        (3)混合法。结合实际情况将模拟法和解析法有机结合起来,这是目前使用最为广泛的方法,综合比较这两种方法的优点和缺点,在利用解析法的过程中,若系统规模过大,可使用模拟法进行评估。
        2.4.2配电网经济性评估方法
        配电网可靠性水平并是不是越高越好,要将其社会效益和经济效益加以考虑。因此,不仅要进行配电网配电网的可靠性评估,还要进行经济性评估。方法也有很多,有绝对可靠性评价法、可靠性排列法、可靠性比较分析法、成本效益分析法、可靠性优化法等。绝对可靠性评价法主要是设计方案是根据一些可靠性指标进行评价来进行更改;可靠性排列法是选用特定的指标首先进行排序,然后选择最为可靠的方案;可靠性比较分析法仅仅是做初步的经济计算,成本效益分析法和可靠性优化法则上升到经济的范畴,计算出方案的经济价值,以提高和改善经济价值为主要目的。
        
        3结语
        综上,可靠性和经济性是电力系统两个非常重要的指标,但是同时又是相互矛盾的。随着我国电网规模的不断扩大,用户对供电可靠性和经济性的要求越来越高。在进行配电网规划时,要综合考虑负荷发展水平、地域条件、用户特点、现有电网资源等多方面因素,在可靠性与经济性之间找到一个平衡点,实现可靠性与经济性的相协调。
        
        参考文献
        [1]任雄.可靠性与经济性相协调的配电网规划方法[J].科技展望,2016.
        [2]陈艳清.可靠性与经济性相协调的配电网规划方法[J].建材发展导向,2016.
        [3]黄心力.可靠性与经济性相协调的配电网规划方法[J].科技风,2017.
        [4]韦鸿彬.可靠性与经济性相协调的配电网规划思考[J].新农村(黑龙江),2017.
        作者介绍:
        高倩(1983.12-);女;河北保定;汉;研究生;工程师;配电网规划技术;国网河北省电力公司石家庄供电分公司。
        王荟敬(1984.04-);女;河北石家庄;汉;博士研究生;工程师;配电网规划技术;国网河北省电力公司石家庄供电分公司。
       
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