（電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)論文）基于資源利用的配電網(wǎng)規(guī)劃與改造技術(shù)研究.pdf

a b s t r a c t n o w a d a y s ，t h ei n s u f f i c i e n c yo fp o w e rs u p p l yi sb e c o m i n gt h ek e yf a c t o rt or e s t r i c t n a t i o n a le c o n o m yd e v e l o p m e n tt h e r ei sag r o w i n ge x t e n s i v ea t t e n t i o no nh o wt o i u s l x u c tp o w e ri n v e s t m e n tw i t hi d e a so fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t , a n dh o wt oa r r a n g e t h ep l a n , r e c o n s t r u c t i o n , e v a l u a t i o no fp o w e rn e t w o r k b a s e do nt h et h o u g h t so f p o w e rg r i da n de n e r g ye f f i c i e n c yi m p r o v i n g ，t h i sp a p e rc o m p l e t e st h ef o l l o w e d w o r k ： 1 t os o l v et h ep r o b l e mo fp o w e rc a p a c i t ys h o r t a g ef o rr e g i o n a ll o a dr i s ew i t h t h ed e v e l o p m e n to fs o c i a le c o n o m y , h o wt op r o p o s ear e a s o n a b l es c h e m eo f d i s t r i b u t i o ne x p a n s i o np l a n n i n ga n dr e c o n s t r u c t i o ni sv e r yc r u c i a lt ot h ee n t i r es o c i a l b e n e f i t s a sr e g i o n a ll o a dr i s e ，an o v e lm e t h o dw i t ht h ec o n c e p to fi n s u f f i c i e n t c a p a c i t ya n a l y s i s ，e a p a c i t y i n c r e a s eb e n e f i t sa n dc a p a c i t y i n c r e a s eb e n e f i t sr a t i oi s p r e s e n t e d t of i n dt h eb e s ti n v e s t m e n ts c h e m eo fd i s c o n n e c ts w i t c h e sa n dt i es w i t c h e s t h em e t h o dw h i c hi sf e a s i b l ei ne c o n o m ya n dt e c h n o l o g ya l s oe n h a n c e st h ep o w e r n e t w o r kr e l i a b i l i t y a c c o r d i n gt oap r a c t i c a le x a m p l e ，t h em e t h o dp r e s e n t e di nt h i s p a p e ri sp r o v e dh e l p f u la n df e a s i b l e i nd i s t r i b u t i o ne x p a n s i o np l a n n i n ga n d r e c o n s t r u c t i o n 2 t h i sp a p e rp r e s e n t e dt h eg u i d a n c e 協(xié)p o w e rn e t w o r kp l a na n dr e c o n s t r u c t i o n w i t hd s mt e c h n o l o g y , w h i c ha l t e r e dt h et r a d i t i o n a li d e at os a t i s f yt h ei n c r e a s i n g e n e r g yn e e dw i t hi n c r e a s i n ge n e r g ys u p p l yp u r e l y , a n dc o n s t r u c tac o n c e p to fd e m a n d s i d es a v ea sar e p l a c e a b l er e c o u r s eo fs u p p l ys i d e w i t hd s m ，ab e t t e rs o c i a lb e n e f i t s a n dam o r ee c o n o m ym o d ec o u l db er e a c h e df o rt h ep u r p o s eo f e n e r g ys e r v i c e 3 t oi m p r o v et h ei n s u f f i c i e n c yo fp o w e rs u p p l yc a p a b i l i t ye v a l u a t i o na n d d e c i s i o n - m a k i n ga b i l i t y f o rd i s t r i b u t i o n r e c o n s t r u c t i o n ，ap r a c t i c a l d i s t r i b u t i o n c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ns y s t e mi sd e v e l o p e d b a s e do i lt h r e e - t i e ra r c h i t e c t u r e ，t h e d e s i g n i n gi d e aa n dc o n c e p to f t h es y g e m i sa l s op r e s e n t e d c o m b i n e dw i t ht h et h e o r y o fb s ，t h es y s t e mi sr e s e a r c h e dd e e p l ya n di sa p p l i e di nar e a le n g i n e e r i n gp r o j e c t u s i n ga s pp r o g r a ml a n g u a g ea n dl a r g e - s c a l ec o m m e r c i a ld a t a b a s eo r a c l e b ym e a n s o fi n n e rd a t aa n a l y s i si np o w e ru t i l i t y , t h es y s t e mc a nc a r r yo u tg u i d a n c es i g n i f i c a n c e t h ep r a c t i c a lc a s es h o w st h a tt h i ss o f t w a r ei sa ne f f e c t i v ea n df e a s i b l et o o lf o rs o l v i n g d i s t r i b u t i o ne x t e n d i n gp l a n n i n ga n dr e c o n s t r u c t i o np r o b l e m s k e yw o r d s ：d i s t r i b u t i o np l a n n i n ga n dr e c o n s t r u c t i o n ；i n s u f f i c i e n tc a p a c i t y a n a l y s i s ；c a p a c i t y - - i n c r e a s eb e n e f i t s ；d s m ；t h r e e - t i e ra r c h i t e c t u r e ；d i s t r i b u t i o n c o m p r e h e n s i v ee v a l u a 倫 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表 或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得苤洼盤塋或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證 書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中 作了明確的說明并表示了謝意。 學(xué)位論文作者簽名：張棟 簽字目期：棚i 年，月，3 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解苤盜盤堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。 特授權(quán)墨洼盤堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢 索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校 向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。 ( 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明) 學(xué)位論文作者簽名：張椽 導(dǎo)師簽名： 簽字日期：細彳年月_ 弓日簽字日期：細年月反日 第一章緒論 1 1 課題研究背景及意義 第一章緒論 目前，國家在電網(wǎng)建設(shè)和改造上的投入數(shù)以千億，其目的是改造電網(wǎng)薄弱環(huán) 節(jié)、強壯電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，滿足社會對電力的需求，為保障國民經(jīng)濟持續(xù)、快速、健康 的發(fā)展提供強大的能源支持。然而目前我國各地相繼出現(xiàn)了不同程度的電荒、油 荒、煤荒等等，能源短缺成了全國關(guān)注的焦點。這其中電力短缺問題最為嚴峻， 特別是2 0 0 5 年夏天的持續(xù)高溫使得各地空調(diào)用電再創(chuàng)新高，很多城市出現(xiàn)了拉 閘限電。 能源緊缺已成困擾中國經(jīng)濟的重大問題。據(jù)統(tǒng)計，2 0 0 4 年全國產(chǎn)煤2 0 億噸， 但煤炭供應(yīng)還是持續(xù)緊張：2 0 0 5 年電力緊張得到緩解，但最大供電缺口還有2 5 0 0 萬千瓦。石油消耗去年達到近3 億噸，其中自產(chǎn)1 7 億噸，進口1 2 億噸。迅速 擴大的能源消耗讓經(jīng)濟發(fā)展倍感掣肘。 與此同時能源浪費卻十分嚴重，以1 0 0 美元產(chǎn)品計算，中國企業(yè)能耗是一些 歐美國家兩到三倍，有些甚至是日本的近二十倍，單靠開源無法滿足粗放經(jīng)濟模 式對能源的需求，節(jié)能就成為一個戰(zhàn)略性問題。 在電力企業(yè)對電網(wǎng)進行評估和擴展規(guī)劃過程中，發(fā)現(xiàn)電力需求增長大于供給 容量和裝機容量的增長，首先想到的是新的電源建設(shè)，應(yīng)對電荒的主要思路就是 新建電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)，提高電力供給水平。在這一思路指導(dǎo)下，2 0 0 3 年中國進入電源建設(shè)市場的資金已超過2 0 0 0 億元，接近2 0 0 1 年和2 0 0 2 年的投 資總和。2 0 0 5 年全國發(fā)電裝機容量已突破5 億千瓦左右，根據(jù)規(guī)劃預(yù)測，2 0 1 0 年，裝機容量達到接近6 5 億千瓦，要達到這一水平，今后幾年投入的資金至少 不能低于去年。 雖然新建電廠對緩解電荒是必要的，但由于電力建設(shè)涉及到土地、安全、環(huán) 保、技術(shù)、資源等眾多方面，一哄而上的結(jié)果又會對社會經(jīng)濟產(chǎn)生不良影響。首 先，有限的資源得不到合理利用，會在無序競爭中被白白浪費，加劇我國資源短 缺局面；其次，電力建設(shè)過熱會刺激鋼鐵、制造等行業(yè)的進一步升溫，埋下經(jīng)濟 過熱的隱患；第三，集中開工帶來的必然是集中投產(chǎn)，會在未來幾年內(nèi)形成新的 第一章緒論 電力過剩狀況。電力市場的大起大落，最終會損害所有市場主體的利益。特別是 當(dāng)用地緊張、電力走廊緊缺時。通過增加新電源、架設(shè)新線路來解決電力需求的 方法變得不切合實際。怎樣確定在技術(shù)和經(jīng)濟上合理的建設(shè)改造方案，對于電力 企業(yè)來說是尤為重要的。 同時，對電力行業(yè)而言，怎樣恰如其分地對電網(wǎng)進行評估，做出合理的近期 改造方案與遠景規(guī)劃方案，不僅對電力企業(yè)，而且對整個社會發(fā)展都是極為重要 的。因此本文針對配電網(wǎng)擴展規(guī)劃和改造中的一些實際問題進行了研究和論述， 比如配電網(wǎng)開關(guān)設(shè)置研究、利用d s m 技術(shù)進行負荷管理和能效管理、配電網(wǎng)綜 合系統(tǒng)開發(fā)等等 1 2 本課題的主要研究內(nèi)容 電力市場化改革和“需求側(cè)管理”思想【1 1 的興起，使得越來越多的電力企業(yè) 開始注重全社會的最大收益。本文嘗試從提高能源合理利用率、社會效益最大化 的角度，對電網(wǎng)建設(shè)改造進行分析，提出建設(shè)性方案，深入研究解決如下問題： i 、目前電網(wǎng)規(guī)劃與改造過程中的分段開關(guān)設(shè)置通常是按照可靠性投資與效 益理論進行的 2 1 。另一方面，目前對于聯(lián)絡(luò)開關(guān)的研究大多以提高網(wǎng)絡(luò)可靠性或 者網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)后的網(wǎng)損最小為目標(biāo)【3 】【4 】，而對增加聯(lián)絡(luò)開關(guān)帶來的線路利用效率提 高這方面的研究還鮮有報道。作為電網(wǎng)擴展規(guī)劃與改造的一個重要課題，這方面 的研究有著重大的科研意義和工程實踐意義。 本文用缺電損失分析、增容效益和增容效益率來評價整體投資效益，給出了 電網(wǎng)擴展規(guī)劃與改造中的開關(guān)設(shè)置投資方案。 2 、本文還論述了d s m 理論對配電網(wǎng)規(guī)劃與改造的指導(dǎo)作用，從根本上改變 了單純依靠增加能源供應(yīng)來滿足能源需求增長的傳統(tǒng)思維模式，建立了把需求側(cè) 節(jié)約的能源作為供應(yīng)側(cè)一種可替代資源的新概念，使資源配置拓展到更廣闊的領(lǐng) 域，能夠以最經(jīng)濟的方式和最好的社會效益達到同樣能源服務(wù)的目的。 3 、為了更好地了解供電企業(yè)電網(wǎng)運行水平，深入認識電網(wǎng)能夠達到的供電 能力、當(dāng)前存在的問題，對未來電網(wǎng)規(guī)劃和改造提供強有力的決策依據(jù)，電力企 業(yè)需要定期對電網(wǎng)進行評估工作。目前在城市配電網(wǎng)評估方面的軟件研究較少， 且僅限于電網(wǎng)供電能力的評估 5 1 ，同時存在著諸如模塊分散、數(shù)據(jù)冗余等問題。 2 第一章緒論 針對這些問題，本文介紹了一套基于c l i e n t - - s e r v l e t d b m s3 層體系結(jié)構(gòu) 的配電網(wǎng)綜合評估系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可以結(jié)合電力企業(yè)內(nèi)部各方面數(shù)據(jù)，快速、 方便、直觀的對配電網(wǎng)進行分析和綜合評估，使供電企業(yè)內(nèi)不同層次的用戶都能 夠?qū)ε潆娋W(wǎng)整體狀況有更為清晰的認識。評估結(jié)果對電網(wǎng)建設(shè)改造具有實際的指 導(dǎo)作用。 3 第二章配電同規(guī)劃與改造 第二章配電網(wǎng)規(guī)劃與改造 2 1 配電網(wǎng)規(guī)劃的意義、目前存在問題與規(guī)劃目標(biāo) 2 1 1 配電網(wǎng)規(guī)劃的重要意義 配電網(wǎng)通常是指從輸電網(wǎng)接受電能，再分配給各用戶的電網(wǎng)。配電網(wǎng)與輸電 網(wǎng)原則上是按照其發(fā)展階段的功能來劃分，而具體到一個電力系統(tǒng)中，則是按照 其電壓等級而確定的。根據(jù)部頒城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則的規(guī)定：送( 輸) 電電壓為2 2 0 k v 及以上；配電網(wǎng)電壓等級分為高壓配電電壓( 3 5 、6 3 、l l o k v ) 、 中壓配電電壓( 1 0 、2 0 k v ) 、低壓配電電壓( 3 8 0 2 2 0v ) 三類。有的大城市由于 負荷和電網(wǎng)發(fā)展都很迅速，2 2 0 k v 也歸為配電網(wǎng)電壓等級。 配網(wǎng)規(guī)劃是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要組成部分，同時也是電力企業(yè)自身長 遠發(fā)展規(guī)劃的重要基礎(chǔ)之一。其目標(biāo)就是能夠使電網(wǎng)適應(yīng)、滿足并適度超前于經(jīng) 濟發(fā)展需求，并能發(fā)揮其對于電網(wǎng)建設(shè)、運行和供電保障的先導(dǎo)和決定作用。其 任務(wù)是研究城市負荷增長的規(guī)律，改造和加強現(xiàn)有配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，逐步解決薄弱環(huán) 節(jié)，擴大供電能力，實現(xiàn)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化，提高供電質(zhì)量和安全可靠性，建立技術(shù)經(jīng) 濟合理的配網(wǎng)。 在配網(wǎng)規(guī)劃中，既要處理好電網(wǎng)近期發(fā)展與長遠目標(biāo)供電網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系，又要 特別重視相對于無限增長需求與有限城市資源的關(guān)系。這是由于，首先我國許多 城市的發(fā)展。正處于一個逐步實現(xiàn)小康社會或者向國際性都市邁進的發(fā)展初期的 歷史階段，電力需求從規(guī)模、數(shù)量和電能質(zhì)量、可靠性等要求上，還有很大的增 長需求空間；其二城市能夠提供的電力建設(shè)資源，包括站址、走廊、電纜通道等 都是有限的。因此研究和制訂城市配網(wǎng)規(guī)劃的整體和長期發(fā)展目標(biāo)以及制定目標(biāo) 網(wǎng)架，并在電網(wǎng)建設(shè)和改造中，始終圍繞目標(biāo)網(wǎng)架進行，就能最大限度地滿足用 電需求增長和電網(wǎng)自身發(fā)展的需要，從某種程度上也是最大的優(yōu)化【3 3 】。 但是由于城市發(fā)展迅速，用電負荷需求量大而且有時集中，對供電的質(zhì)量、 供電可靠性要求也提高了，普遍出現(xiàn)配網(wǎng)不能充分滿足各方面要求的現(xiàn)象。特別 4 第二章配電同規(guī)劃與改造 是隨著城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，第三產(chǎn)業(yè)用電負荷增長很快，人民生活用電也呈快 速增長的趨勢。近年來，全國幾乎所有大中城市夏季負荷高峰年年增長，電網(wǎng)嚴 重過負荷，使最薄弱且改造難度最大的配網(wǎng)面臨極大壓力。 2 1 2 我國配網(wǎng)發(fā)展中存在的問題 l 、高壓配網(wǎng)網(wǎng)架脆弱且中低壓配網(wǎng)容量不足 滯后的配網(wǎng)建設(shè)不適應(yīng)用電負荷增上迅猛的要求。配網(wǎng)建設(shè)近年來雖然有 了很大發(fā)展，仍然存在不少問題，如有的大城市高壓配網(wǎng)網(wǎng)架脆弱、電源可靠性 不夠，沒有構(gòu)成超高壓雙環(huán)網(wǎng)，一個方向電源線路停電會造成城市地區(qū)較大范圍 停電。有的大城市負荷密度高，輸電線路短，短路容量高，以至分母線運行，或 者高低壓電磁環(huán)網(wǎng)運行。中低壓配電網(wǎng)能力不足，變電站布點不夠或不合理，變 電容載比偏低。配電網(wǎng)主干線線路過長，導(dǎo)線截面偏小，每年度夏迎峰期，各地 配電網(wǎng)主設(shè)各嚴重過載，不得不采取高峰限負荷或者拉閘限電措施。 2 、供電可靠性不高 配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)率低，或由于線路輸送容量不足，不能滿足完全互供的要求。線 路分段不夠，容易造成大范圍停電。設(shè)備陳舊、老化，小截面架空裸線、高耗能 或薄絕緣變壓器、老式柱上油開關(guān)還大量存在。配電網(wǎng)自動化程度低，切除故障 時間慢，恢復(fù)供電時間長，供電可靠性不高。 3 、線損率高 全國范圍內(nèi)還有很多高耗能變壓器在運行，城市配網(wǎng)改造建設(shè)改造標(biāo)準(zhǔn)偏 低，導(dǎo)線細，與城市負荷密度快速增長不適應(yīng)。許多配網(wǎng)無功補償仍然不足，調(diào) 節(jié)手段落后，同時感性無功補償裝置也配置不足。 4 、城建規(guī)劃考慮城網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展不夠，市區(qū)電力走廊緊張，擴建困難 城市高低壓電網(wǎng)與城市建設(shè)規(guī)劃不協(xié)調(diào)，與郵電、有線廣播、交通及各種管 道等市政設(shè)施缺少統(tǒng)一規(guī)劃，互相爭道，相互制約，市區(qū)電力走廊緊張，擴建困 難，交叉擁擠，結(jié)果供電安全事故增多，同時使得電網(wǎng)的擴建困難。 2 1 3 配網(wǎng)規(guī)劃的目標(biāo)要求 配網(wǎng)規(guī)劃的重點，是研究和制訂配網(wǎng)的整體和長遠發(fā)展目標(biāo)。規(guī)劃編制應(yīng)從 5 第二章配電同規(guī)劃與改造 調(diào)查研究現(xiàn)狀網(wǎng)入手，分析市場經(jīng)濟條件下的負荷增長規(guī)律，解決電網(wǎng)的薄弱環(huán) 節(jié)，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)的供電能力和適應(yīng)性；做到近期與遠期相銜接、新 建和改造相結(jié)合以及實現(xiàn)電網(wǎng)接線規(guī)范化和設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化：在電網(wǎng)運行安全可靠和 保證電能質(zhì)量的前提下，達到電網(wǎng)發(fā)展、技術(shù)先進、裝備優(yōu)良和經(jīng)濟合理的目標(biāo)。 城市配網(wǎng)規(guī)劃除網(wǎng)架的規(guī)劃外，還應(yīng)該包括提高配電網(wǎng)自動化、信息化水平。 配網(wǎng)規(guī)劃的目的是力求在規(guī)劃期末使配電網(wǎng)絡(luò)達到一個比較理想的結(jié)構(gòu)，一 個理想的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足以下基本要求f 6 】： 1 ) 從輸電網(wǎng)接受電能，并逐級分配或就地消費，即將高壓電能降低至方便運行 又適合用戶需要的各種電壓，組成多層次的配電網(wǎng)，向各電壓等級的用戶提供充 足、優(yōu)質(zhì)、可靠、廉價的電力。 2 ) 高壓配網(wǎng)網(wǎng)架容量充裕，在各種運行方式下都能滿足將電力安全經(jīng)濟地輸送 到用戶，并有適當(dāng)?shù)脑６?。在電力網(wǎng)絡(luò)上既沒有薄弱環(huán)節(jié)，造成電源容量不能充 分利用的現(xiàn)象，也不存在設(shè)備能力閑置、積壓資金的現(xiàn)象。 3 ) 不同電壓等級的配電網(wǎng)絡(luò)之間通過變壓器連接成一個整體配電系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng) 中任何一個元件因檢修或故障停運時，其所供負荷既可由同級電網(wǎng)中的其他元 件，也可由上一級或下一級電網(wǎng)供電。 4 ) 保證用戶供電的可靠性。對于供電中斷將會造成國民經(jīng)濟或人民的生命財產(chǎn) 重大損失的一級負荷及重要供電地區(qū)，必須設(shè)置兩個及以上彼此獨立的供電電 源；對于無重要用戶的三級負荷及地區(qū)。規(guī)劃中一般不考慮備用電源；介于上兩 者之間的二級負荷及地區(qū)，是否設(shè)置備用電源，應(yīng)視系統(tǒng)情況權(quán)衡停電損失及裝 備用電源增加的供電費用后確定。 5 ) 系統(tǒng)運行的靈活性。配網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)能適合各種可能的運行方式，包括正常及事 故情況下、高峰及低谷負荷時的運行方式。 6 ) 系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。要求線路損耗小，投資及運行費用低。 7 ) 便于運行，變動運行方式或檢修時操作簡便、安全，對通訊線路影響小等等。 8 ) 配網(wǎng)自動化和信息化程度不斷提高。為了便于多層次的配電網(wǎng)的安全運行和 調(diào)度，必須配有必要的繼電保護和自動控制設(shè)備，以及調(diào)度自動化軟件系統(tǒng)。 綜上，確定一個較理想的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)方案是涉及多方面因素的復(fù)雜問題，應(yīng)在 考慮各種因素下列出若干可行方案，經(jīng)過充分的系統(tǒng)分析及比較后選定。 6 第二章配電網(wǎng)規(guī)劃與改造 2 2 配電系統(tǒng)可靠性評估 2 0 0 3 年以后，國際上先后出現(xiàn)了北美、倫教、北歐、意大利等規(guī)模不等的大 面積停電事故，大面積停電對于城市現(xiàn)代社會帶來的影響是災(zāi)難性的，由此可見 提高系統(tǒng)可靠性是尤為重要的。 可靠性【9 】是對電力系統(tǒng)按可接受的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和所需數(shù)量不問斷地向電力用 戶供應(yīng)電力和電能能力的度量。電力系統(tǒng)可靠性包括充裕度和安全性兩個方面。 充裕度( a d e q u a c y ) 是指電力系統(tǒng)維持連續(xù)供給用戶總的電力需求和總的電 能量的能力，同時考慮系統(tǒng)元件的計劃停運及合理的期望非計劃停運。充裕度又 稱靜態(tài)可靠性，也就是在靜態(tài)條件下，電力系統(tǒng)滿足用戶對電力和電能量的能力。 安全性( s e c u r i t y ) 是指電力系統(tǒng)承受突然發(fā)生的擾動，例如突然短路或未 預(yù)料的短路或丟失系統(tǒng)元件現(xiàn)象的能力。安全性也稱動態(tài)可靠性，即在動態(tài)條件 下電力系統(tǒng)經(jīng)受住突然擾動，并不間斷地向用戶提供電力和電能量的能力。 2 2 1 可靠性評估概述 在電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、運行的全過程中，堅持系統(tǒng)全面的可靠性定量評 估制度，是提高電力系統(tǒng)效能的有效方法。在可靠性評估中，除了對可能出現(xiàn)的 故障進行故障分析，采取相應(yīng)措施，以減少故障造成的影響外，還可對可靠性投 資和相應(yīng)帶來的經(jīng)濟效益進行綜合分析，以確定合理的可靠性水平，并使電力系 統(tǒng)的綜合效益達到最佳。為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)的可靠性評估，首先要確定可靠性目 標(biāo)，然后應(yīng)用評估手段，依據(jù)可靠性準(zhǔn)則確定故障準(zhǔn)則并對故障嚴重性做出估計。 1 、目標(biāo)和任務(wù) 評估電力系統(tǒng)可靠性要貫穿于規(guī)劃、設(shè)計和運行各階段中。為保證電力系統(tǒng) 可靠性達到期望的水平，在各階段都必須實現(xiàn)以下目標(biāo)：保證電力系統(tǒng)的充裕度； 保證電力系統(tǒng)的安全性，采取措施使系統(tǒng)能經(jīng)受住可能的偶發(fā)事件而不必削減負 荷或停電，并避免對系統(tǒng)和元件造成嚴重損壞；保持電力系統(tǒng)的完整性，限制故 障擴大，減小大范圍停電；保證停電后系統(tǒng)迅速恢復(fù)運行。 2 、可靠性準(zhǔn)則 為在電力系統(tǒng)中達到所需可靠性水平應(yīng)滿足的條件，可靠性評估應(yīng)以相應(yīng)的 7 第二章配電網(wǎng)規(guī)劃與改造 可靠性準(zhǔn)則為基礎(chǔ)?？煽啃詼?zhǔn)則分為以下兩類： ( 1 ) 概率性指標(biāo)或變量的準(zhǔn)則規(guī)定滿足可靠性目標(biāo)的數(shù)值參數(shù)，或者不可 靠度的上界，例如供電可靠率為o 9 9 9 ，相應(yīng)的不可用率為0 0 0 1 ，即一年中允許 停電的上限為8 7 6 h 。這些準(zhǔn)則的應(yīng)用形成了概率可靠性評估的基礎(chǔ)。 ( 2 ) 確定性行為或性能試驗準(zhǔn)則規(guī)定電力系統(tǒng)應(yīng)能承受的發(fā)電系統(tǒng)或輸電 系統(tǒng)計劃和非計劃停運組合的條件。每種故障組合的定義應(yīng)包括擾動本身以及擾 動前的系統(tǒng)運行狀況。例如目前中國及許多國家在電力系統(tǒng)中采用的n - 1 準(zhǔn)則， 就是考慮在n 個元件( 發(fā)電機、變壓器、線路等) 的系統(tǒng)中失去一個元件后， 系統(tǒng)必須正常供電。不允許因故障而導(dǎo)致削減用戶的電力和電能量的供應(yīng)。n - l 準(zhǔn)則，概念清晰，可操作性好，應(yīng)用很廣。 2 2 2 配電系統(tǒng)可靠性評估 可靠性是與供電質(zhì)量有關(guān)的一項基本指標(biāo)。隨著社會發(fā)展和人民生活質(zhì)量的 不斷提高，迫切要求對城市電網(wǎng)進行合理改造，配電系統(tǒng)可靠性評估就越來越引 起人們的重視。目前，配網(wǎng)可靠性評估已經(jīng)成為配網(wǎng)規(guī)劃決策中的一項重要工作。 配電系統(tǒng)可靠性( d i s t r i b u t i o ns y s t e mr e l i a b i l i t y ) 是指供電點到用戶，包括變 電所、高低壓線路及接戶線在內(nèi)的整個配電系統(tǒng)及設(shè)備按可接受標(biāo)準(zhǔn)及期望數(shù)量 滿足電力及能量需求能力的度量。配電系統(tǒng)可靠性主要評估充裕度，它通過可靠 性指標(biāo)來體現(xiàn)。 l 、評估原理 評估原理是指在給定的可靠性準(zhǔn)則的條件下定量地評估配電系統(tǒng)可靠性的模 型和方法，比較典型的有故障模式影響分析法和可靠度預(yù)測分析法。 ( 1 ) 故障模式影響分析法 根據(jù)選定的可靠性準(zhǔn)則，將配電系統(tǒng)劃分為完好和故障兩種狀態(tài)，然后根據(jù) 故障狀態(tài)計算出相應(yīng)的可靠性指標(biāo)的分析方法。通常在配電系統(tǒng)可靠性評估中采 用連續(xù)性( c o n t i n u i t y ) 作為故障準(zhǔn)則，即供電連續(xù)性遭破壞( 停電) 為故障狀態(tài)， 保持連續(xù)供電為完好狀態(tài)。它是用于評估配電系統(tǒng)可靠性的基本方法。具體做法 是，建立故障模式影響分析表，查清每一個基本故障事件及其影響，然后加以綜 合分析，計算出可靠性指標(biāo)。它適用于放射狀網(wǎng)絡(luò)，而且可擴展并用于有轉(zhuǎn)移設(shè) 8 第二章配電同規(guī)劃與改造 各的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的全面分析。在放射狀網(wǎng)絡(luò)中的某一部分發(fā)生故障后，可通過操作 隔離開關(guān)，斷開故障部分，使系統(tǒng)恢復(fù)供電；通過故障模式影響分析法( f a i l u r e m o d ea n de f f e c ta n a l y s i s ，f m e a ) 計算出可靠性指標(biāo)。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的主要特點是：各 饋電線均有負荷點：饋點通過正常斷開點彼此相連或與其他電源相連；負荷可以 轉(zhuǎn)移；故障將會引起局部或全部斷電。擴展后的f m e a 適用于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。其特 點是。把f m e a 直接與系統(tǒng)的最小割集相關(guān)聯(lián)，并用最小割集來識別。 ( 2 ) 可靠度預(yù)測分析法 這是一種以裕度為基礎(chǔ)的方法，這種方法主要用于日本。該法中引入聯(lián)絡(luò)率 口和有效運行率玎的概念?？谑潜硎攫侂姼鲄^(qū)段聯(lián)絡(luò)程度的指標(biāo)。當(dāng)a = l 時， 表示該饋電線可以切換?？诿枋隽斯收蠒r線路的倒送能力。，7 是表示負荷有效切 換的指標(biāo)。玎以1 0 0 為臨界值。是饋線發(fā)生故障時所有各區(qū)段是否都可切換的 判據(jù)。當(dāng)玎在1 0 0 以下時，表示有裕度。 2 、配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo) 配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)是用來定量評估配電系統(tǒng)可靠性的尺度。定義配電系統(tǒng) 可靠性指標(biāo)應(yīng)考慮如下特點： ( 1 ) 可以根據(jù)配電運行設(shè)備狀態(tài)的觀察記錄，經(jīng)計算機統(tǒng)計評價獲得各類 設(shè)備的可靠性指標(biāo)來進行配電系統(tǒng)可靠性評估。 ( 2 ) 可以應(yīng)用電力系統(tǒng)可靠性理論模型進行評估。目前，中國和世界上許 多國家都按各自的國情，定義了數(shù)目不同的可靠性指標(biāo)。比較典型的有： a 、用戶平均停電頻率指標(biāo)( c l l s t o r n e l a v e r a g ei n t e r r u p t i o nf l e q u e n c yi n d e x ，c a i f i ) ： 用戶平均每年停電次數(shù)； b 、用戶平均停電持續(xù)時間指標(biāo)( c u s t o m e ra v e r a g ei n t e r r u p t i o nd u r a t i o ni n d e x ， c a d i ) ：用戶平均每次停電持續(xù)時間： c 、系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)( s y s t e m a v e r a g e i n t e r r u p t i o n f r e q u e n c y i n d e x ，s a i f i ) ： 用戶停電總次數(shù)與用戶總數(shù)的比值； d 、系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間指標(biāo)( s y s t e ma v e r a g ei n t e r r u p t i o nd u r a t i o ni n d e x ， s a i d i ) ：用戶停電持續(xù)時間與用戶總數(shù)的比值； 合理的配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)總是和經(jīng)濟效益相聯(lián)系的，要考慮可靠性投資和 可靠性效益的協(xié)調(diào)。 9 第二章配電罔規(guī)劃與改造 2 2 3 提高配網(wǎng)的可靠性的措施 根據(jù)可靠性統(tǒng)計分析，在配網(wǎng)建設(shè)改造中采用以下措施，可提高配電可靠性： ( 1 ) 改善高壓配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高配網(wǎng)電源系統(tǒng)的可靠性，減少對中低壓配電 網(wǎng)可靠性的影響。 ( 2 ) 把中壓配電線路主干線劃分為若干段，各分段又分別與相鄰的饋電線路加 裝聯(lián)絡(luò)線路或聯(lián)絡(luò)開關(guān)實現(xiàn)手拉手供電。正常運行時，聯(lián)絡(luò)開關(guān)打開，事故情況 下，通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)轉(zhuǎn)移負荷，縮小停電范圍。 ( 3 ) 加大導(dǎo)線截面，縮短供電半徑，提高系統(tǒng)的充裕度和供電能力，以確保在 配電線路故障或檢修時能通過切換互帶負荷，減少停電時戶數(shù)。 ( 4 ) 城市電網(wǎng)中各級配電變壓器的容載比要滿足城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則 的要求。容載比過小，電網(wǎng)適應(yīng)性差，會影響供電可靠性。 ( 6 ) 采用先進的設(shè)備，如能自動區(qū)分故障區(qū)段，并自動切除故障的斷路器、自 動重合器等，提高配電網(wǎng)的安全供電和自動化水平。 ( 7 ) 采用絕緣性能好的聚乙烯絕緣導(dǎo)線，使配電線路導(dǎo)線絕緣化，在道路綠化 樹與架空線之間矛盾嚴重、負荷密集、人員流動量大、跨越房屋等其他區(qū)域更應(yīng) 采用絕緣導(dǎo)線，以避免樹枝等物碰線，提高線路抗自然和人為災(zāi)害的能力。 2 3 配網(wǎng)規(guī)劃改造技術(shù)要求與措施 配網(wǎng)規(guī)劃與改造應(yīng)根據(jù)國家批準(zhǔn)的項目進行，著重解決電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱、設(shè)備 陳舊、變電容載比低、線損率偏高、無功補償不足、缺乏調(diào)節(jié)及調(diào)度管理手段等 問題。做好配網(wǎng)規(guī)劃，并根據(jù)批準(zhǔn)的城市配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計原則( 如電壓等級、配電 可靠性、變電所最佳容量和臺數(shù)、變電所供電半徑、次接線方式、電網(wǎng)允許短 路容量等) ，進行城網(wǎng)建設(shè)與改造，才能提高有效供電能力，增加供電可靠性， 適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活質(zhì)量不斷提高的需要。 2 3 1 高壓配電網(wǎng)規(guī)劃改造要求 高壓配電網(wǎng)，是整個電力系統(tǒng)的重要組成部分，應(yīng)從電力系統(tǒng)的全局出發(fā)， 依據(jù)城市總體發(fā)展規(guī)劃、城市建設(shè)規(guī)模、規(guī)劃負荷密度、負荷分布及增長情況以 ，o 第二章配電兩規(guī)劃與改造 及各地實際情況進行改造。 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足電力系統(tǒng)經(jīng)濟性、可靠性與靈活性的基本要求： ( 1 ) 大城市的高壓配網(wǎng)都是電力系統(tǒng)的受端系統(tǒng)，集中了較大比重的負荷和電 源，要強化受端系統(tǒng)建設(shè)，變電站布點應(yīng)合理。 ( 2 ) 能滿足城市發(fā)展需要，適應(yīng)城市配網(wǎng)各種運行方式下的潮流變化，潮流流 向合理，并具備一定的靈活性。 ( 3 ) 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有較大的抗干擾能力，防止發(fā)生災(zāi)害性的大面積停電事故。 ( 4 ) 整個電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡明、層次清晰，要貫徹“分層分區(qū)”的原則。 ( 5 ) 無功功率按配網(wǎng)分區(qū)就地平衡。 ( 6 ) 滿足供電可靠性要求，城網(wǎng)網(wǎng)架中任一元件無故障斷開，應(yīng)能保持電力網(wǎng) 的穩(wěn)定運行，并不致使其他元件超過事故負荷的規(guī)定。 ( 7 ) 配網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)的同時，要使調(diào)度自動化、通信、安全自動、繼電保護等控 制系統(tǒng)和網(wǎng)架配套建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展。 2 3 2 中壓配電網(wǎng)規(guī)劃改造要求 中壓配電網(wǎng)是指中壓配電線路和中壓配電所( 配電變壓器) 組成的向低壓配 電網(wǎng)或用戶提供電能的配電網(wǎng)，由1 0 k v 線路( 架空線路、電纜線路) 、配電所、 開關(guān)站、箱式變壓器、桿架變壓器等組成分布很廣的電網(wǎng)。具有供電面廣、量大、 配電點多等特點。中壓配電網(wǎng)的規(guī)劃改造應(yīng)滿足以下結(jié)構(gòu)要求： ( 1 ) 按照部頒城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則的要求，向市區(qū)供電的中壓配電網(wǎng)， 應(yīng)能在任何一條l o k v 線路檢修和事故停運時，通過配電網(wǎng)轉(zhuǎn)移負荷向用戶繼續(xù) 供電，不過負荷、不限電。 ( 2 ) 中壓配電網(wǎng)應(yīng)根據(jù)高壓配電變電所的位置和負荷分布分成若干相對獨立的 分區(qū)。分區(qū)配電網(wǎng)應(yīng)有大致明確的供電范圍，一般不交錯重疊。 ( 3 ) 變電所之間的中壓電網(wǎng)應(yīng)有聯(lián)絡(luò)容量，正常時開環(huán)運行，異常時能轉(zhuǎn)移負 荷，但要控制專用線和不帶負荷的聯(lián)絡(luò)線，以節(jié)約走廊和提高設(shè)備利用率。 ( 4 ) 中壓配電網(wǎng)應(yīng)有較強的適應(yīng)性，主干線導(dǎo)線截面應(yīng)按長遠規(guī)劃選型一次建 成，在負荷發(fā)展不能滿足要求時，可增加新的饋入點和插入新的變電所，而其結(jié) 構(gòu)基本不變。 第二牽配電網(wǎng)規(guī)劃與改造 2 3 3 降低配網(wǎng)電能損耗的技術(shù)措施 要降低線損和配電損失，加強電網(wǎng)建設(shè)特別是城鄉(xiāng)電網(wǎng)的改造，增加無功補 償率。新建電網(wǎng)，必須使發(fā)、輸、變、配各個環(huán)節(jié)合理配套，積極推廣節(jié)能配電 設(shè)備，要加強電網(wǎng)無功管理，提高功率因數(shù)，推廣以線損率分級管理、分壓分線 ( 站、區(qū)) 統(tǒng)計分析，理論計算、小指標(biāo)考核等線損管理制度。開展電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào) 度，最大限度使用無功補償容量，減少無功損失，降低電能損耗。 l 、進行配網(wǎng)線路改造 線路改造可采取更換截面較大的導(dǎo)線、加裝復(fù)導(dǎo)線，或架設(shè)第二回線路，同 時對中壓配電線路盡量縮短其供電半徑。用這些措施可增加供電能力，提高電壓 質(zhì)量，降低電能損耗。導(dǎo)線截面除應(yīng)按照經(jīng)濟電流密度、電暈、長期允許發(fā)熱及 機械條件等校驗外，一個城網(wǎng)應(yīng)力求統(tǒng)一，每一個電壓等級可選用兩種規(guī)格，一 般情況下配電主干線( 包括高壓配電線路和中壓配電線路) 可以參考表2 2 進行 選擇，增加導(dǎo)線截面后，減小的電能損失為 ( ，4 ) = a a ( 1 一r l r 2 ) ( 阡7 ) 但對于大城市，由于環(huán)境保護、城市規(guī)劃( 如對線路走廊的限制) 及負荷密 度的特別大，采用更大截面導(dǎo)線也是經(jīng)濟合理的。 表2 _ 2 配電主干線截面選擇表 2 、采用低損耗變壓器 以低損耗變壓器，逐步更新老舊變壓器，是一項降低線損的主要措施，也是 配網(wǎng)采用新技術(shù)，新設(shè)備進行技術(shù)改造的重要內(nèi)容。現(xiàn)在，高損耗的s 7 系列等 老產(chǎn)品已經(jīng)淘汰，而低損耗的s 9 系列則是推廣產(chǎn)品，s l l 系列是全國統(tǒng)一設(shè)計 新產(chǎn)品，它比s l 9 系列損耗更低。新型低損耗變壓器是采用新材料、新工藝、 1 2 第二章配電同規(guī)劃與改造 新技術(shù)，降低了空載損耗和負載損耗。 同時對中壓配電變壓器的選擇和布點應(yīng)按照小容量、多布點、供電半徑小的 原則進行。 3 、增設(shè)無功功率補償裝置 電力網(wǎng)元件( 線路、變壓器) 中的負載功率損耗為 d 2 a p = 3 j 2 r 1 0 一= u 2 k c o - - s 2 x 1 0 3 ( 式2 - 1 ) 從式( 2 - 1 ) 中可見，在負荷功率不變的情況下，提高負荷功率因數(shù)和提高電 壓水平一樣，能降低線路、變壓器中的負載功率損耗。因為提高負荷的功率因數(shù)， 意味著減小了負荷的無功功率，因而可以減少發(fā)電機送的無功功率和通過線路和 變壓器中的無功功率，從而降低線路和變壓器中的負載功率損耗。 提高負荷的功率因數(shù)與降低負載功率損耗占p 的關(guān)系可以用下式表示 鏟： 1 - ! 竺；墮】1 0 一，( )( 式2 - 2 ) c o s 仍 式( 2 2 ) 中c o s 純負荷原來的功率因數(shù)5 c o s 仍提高后的功率因數(shù)。 因為空載損耗與功率因數(shù)無關(guān)，所以提高功率因數(shù)與降低負載功率損耗的影 響見表2 3 。 表2 - 3 提高功率因數(shù)與降低負載功率損耗的影響 反之，當(dāng)負荷功率因數(shù)下降時，電力網(wǎng)元件中的負荷功率損耗將增加，如負 荷功率因數(shù)從1 下降到o 7 時，電力網(wǎng)元件中的負荷功率損耗將增加1 0 4 。所 以提高負荷功率因數(shù)，是降低電能損耗的重要措施，許多國家( 如美、英、日) 規(guī)定配電線路上基本不送無功功率，輸電線路的功率因數(shù)在高峰負荷時達o 9 5 以上，在低谷時為1 0 左右，我國部頒的電力系統(tǒng)電壓和無功電力管理條例 規(guī)定：2 2 0 k v 及以下電壓等級的變電所。在主變壓器最大負荷時，其二次側(cè)的功 率因數(shù)不小于表2 - 4 所列數(shù)值。 1 3 第二章配電同規(guī)劃與改造 表2 - 42 2 0 k v 及以下變電所功率因數(shù)規(guī)定值 達不到以上標(biāo)準(zhǔn)的，都要采用分級補償、就地平衡的原則，按地區(qū)、按電壓 等級、按變電站就地平衡。對于高壓供電的工業(yè)用戶和帶有負荷調(diào)整電壓的電力 用戶，功率因數(shù)為o 9 0 以上，其他1 0 0 k v a ( k w ) 及以上電力用戶和大、中型 電力排灌站，功率因數(shù)為o 8 5 以上，躉售和農(nóng)業(yè)用電，功率因數(shù)為o 8 。達不到 以上標(biāo)準(zhǔn)的，用戶應(yīng)盡快采取措施，提高功率因數(shù)。 2 4 配電網(wǎng)發(fā)展的主要趨勢 綜上所述，并結(jié)合目前配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)功能和技術(shù)特點，我們將配電網(wǎng)未來發(fā) 展的主要趨勢歸納為以下幾個方面。 ( 1 )配電網(wǎng)接線簡化和提高可靠性。在具備條件的地方，可采用線路變壓器 單元，取消高壓側(cè)斷路器，在線路故障時跳開送端斷路器；采用多回路并列運行 或多回路閉式環(huán)網(wǎng)運行，以提高線路利用率和供電可靠性；開環(huán)運行的單環(huán)網(wǎng)加 裝饋線自動化裝置( f a ) ，以減少故障時用戶停電時間，我國已有成熟經(jīng)驗，并 在逐步推廣。 ( 2 )節(jié)省用地和線路走廊。為減少與城市建設(shè)的矛盾，減少線路走廊用地和 配電裝置占地，半地下變電所和地下變電所以及小型成套配電裝置，將在配電網(wǎng) 中進一步擴大使用。窄基鐵塔、鋼桿線路、多回路并架線路將繼續(xù)采用。地下電 纜建設(shè)日益增加，電纜隧道、電纜溝、預(yù)制排管、公共事業(yè)管道合用的共同溝與 公共隧道等措施將進一步推廣。 ( 3 )簡化及優(yōu)化電壓等級。這有利于配電網(wǎng)的管理與經(jīng)濟運行。世界各國都 規(guī)定了電壓等級和標(biāo)準(zhǔn)，并盡可能減少降壓層次，將已存在的非標(biāo)準(zhǔn)電壓逐步升 壓改造。電壓系列的選擇確定受到多種因素的制約，并且與系統(tǒng)發(fā)展的歷史條件 有關(guān) 7 1 1 8 。 電壓等級是根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟綜合論證確定的，它和國家經(jīng)濟發(fā)展，尤其是和電 氣設(shè)備制造技術(shù)水平密切相關(guān)。優(yōu)化并選定電壓等級時，盡量避免重復(fù)降壓，簡 化電網(wǎng)的變壓層次。同一電網(wǎng)各級電壓要匹配合理。相鄰兩級電壓差不應(yīng)太小， 1 4 第二章配電罔規(guī)劃與改造 此外還要考慮變壓器容量大小的協(xié)調(diào)，以免上一級變電所容量太大而低壓側(cè)進出 線多而發(fā)生困難?，F(xiàn)在城網(wǎng)供電容量嚴重不足或老舊設(shè)備需要全面進行技術(shù)改造 時，可采取升壓措施。城網(wǎng)升壓改造是擴大供電能力的有效措施，但應(yīng)結(jié)合遠期 規(guī)劃，認真研究升壓改造的技術(shù)經(jīng)濟合理性。 ( 4 ) 電力設(shè)備技術(shù)進步。新型配電設(shè)備的開發(fā)，除適應(yīng)配電網(wǎng)的技術(shù)要求外 還必須經(jīng)濟上適當(dāng)合理。 ( 5 ) 架空線路入地。為了城市的景觀和安全可靠供電，有些城市早已開始將 城市配電網(wǎng)架空線路進行入地的建設(shè)與改造。絕緣導(dǎo)線或絕緣電纜的架空配電網(wǎng) 也得到廣泛應(yīng)用。 ( 6 )配電自動化。由于計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，促使自動化技術(shù)的應(yīng)用已由 變電所發(fā)展到配電線路，并使供電與用電兩方面的業(yè)務(wù)緊密聯(lián)系，從而使配電網(wǎng) 的管理水平進入更高階段。為了提高供電可靠性，配電網(wǎng)從饋線自動化到配網(wǎng)信 息化以及區(qū)域性的配網(wǎng)自動化正逐步發(fā)展完善。在配電施工、檢修中研發(fā)和推廣 用戶不停電作業(yè)、帶電作業(yè)以及設(shè)備狀態(tài)檢修等先進工藝和技術(shù)。 第三章基于缺電損失和增容效益的配電罔開關(guān)設(shè)置研究 第三章基于缺電損失和增容效益的配電網(wǎng)開關(guān)設(shè)置研究 3 1 擴展規(guī)劃與改造中投資策略研究 目前，國家在電網(wǎng)建設(shè)和改造上的投入數(shù)以千億，其目的是改造電網(wǎng)薄弱環(huán) 節(jié)、強壯電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，滿足社會對電力的需求，為保障國民經(jīng)濟持續(xù)、快速、健康 的發(fā)展提供強大的能源支持。 電網(wǎng)擴展規(guī)劃與改造的目的是尋找一個滿足目標(biāo)年用戶對負荷的要求，并保 證正常供電時經(jīng)濟性最好的網(wǎng)絡(luò)。以往的電網(wǎng)擴展規(guī)劃一直將經(jīng)濟性作為規(guī)劃目 標(biāo)?？煽啃灾笜?biāo)只用來校驗給出的經(jīng)濟性方案。電力系統(tǒng)的發(fā)展不僅對國民經(jīng)濟 各部門產(chǎn)生巨大影響，而且涉及到大量一次能源消耗和巨額投資，成功的電網(wǎng)規(guī) 劃會帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，否則會造成重大損失。然而實際的電網(wǎng)擴 展規(guī)劃是個極為復(fù)雜的工程問題。需要考慮的因素非常多，其中許多因素又難以 定量化、確定化，具有多目標(biāo)、不確定性、非線性性、整數(shù)性和多階段性等特點。 一般來說，規(guī)劃專家對于節(jié)省投資的規(guī)劃方案做了深入的研究，即最重視經(jīng)濟性。 但是隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會對電力的需求和可靠性要求不斷提高，并且電力行業(yè) 逐漸走向市場化，人們對可靠性的認識得到了提高。提高電網(wǎng)可靠性雖然增加了 電網(wǎng)的資金投入，但是可靠性的提高卻可以帶來經(jīng)濟效益的提高，例如停電損失 減少等。當(dāng)可靠性投資和可靠性效益得到平衡時，從社會效益的角度，電網(wǎng)擴展 規(guī)劃和改造達到最優(yōu)，因此在復(fù)雜的電網(wǎng)擴展規(guī)劃中，處理好經(jīng)濟性和可靠性的 關(guān)系是個艱巨且意義重大的課題。 傳統(tǒng)觀點認為供電企業(yè)增加設(shè)備的投資遠比可靠性提高帶來效益來的大，這 種對可靠性效益的認識存在著偏差。假設(shè)可靠性從9 9 9 提高到9 9 9 9 0 , 6 ，雖然 增長的電費效益很小，但卻隱含著極大的社會經(jīng)濟效益?！靶枨髠?cè)管理”思想i l j 的興起使供電企業(yè)對可靠性的觀念產(chǎn)生了變化，即不再以電力企業(yè)節(jié)省投資為目 的，而開始注重投資帶來的社會經(jīng)濟效益。因為減少投資造成的停電損失將遠遠 超過節(jié)省的電網(wǎng)改造投資資金。不同用戶對電力服務(wù)有不同的要求，有些用戶愿 意支付較高的電價得到高可靠性電力服務(wù)，而有些用戶不需要較高的可靠性則愿 意較低的電費。合理的電價是由電能可靠性和電能質(zhì)量決定的，不同的可靠性應(yīng) 1 6 第三章基于缺電損失和增容效益的配電網(wǎng)開關(guān)設(shè)置研究 該對應(yīng)著不同的電價。統(tǒng)計調(diào)查研究和已有文獻表明，電能可靠性提高帶來的社 會經(jīng)濟效益是電價的幾十倍、幾百倍，對高新技術(shù)企業(yè)來講甚至更高。如何合理 地評價電網(wǎng)缺電損失是電網(wǎng)擴展規(guī)劃和改造的重要環(huán)節(jié)，值得深入研究。 電力市場化改革和可靠性觀念的形成，使得越來越多的電力企業(yè)開始注重全 社會的最大收益，因此，用缺電損失、可靠性成本與效益、增容效益和增容效益 率的指標(biāo)來評價投資效益就受到關(guān)注。對一個地區(qū)來說，當(dāng)社會經(jīng)濟發(fā)展帶動當(dāng) 地負荷上升時，怎樣確定在技術(shù)和經(jīng)濟上合理的建設(shè)改造方案，對于電力企業(yè)來 說也是尤為重要的。所以如何適當(dāng)?shù)赝ㄟ^考慮增加分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)和聯(lián)絡(luò)線， 從而提高線路的運行效率和電網(wǎng)可靠性，改造和建設(shè)現(xiàn)有電網(wǎng)，是技術(shù)的關(guān)鍵環(huán) 節(jié)。 電力系統(tǒng)的投資策略應(yīng)該是：當(dāng)可靠性投資與可靠性效益得到平衡時，從社 會效益的角度，電網(wǎng)擴展規(guī)劃達到最優(yōu)【2 】。因此在電網(wǎng)擴展規(guī)劃中，協(xié)調(diào)經(jīng)濟性 與可靠性的關(guān)系是一項任務(wù)艱巨且意義重大的課題