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論文關鍵詞:配電網(wǎng)；可靠性；評估系統(tǒng)

論文摘要:如何準確快速地評估配電網(wǎng)可靠性水平、分析網(wǎng)絡薄弱環(huán)節(jié)以實現(xiàn)優(yōu)質、可靠、經濟地將電能輸送給用戶已成為研究的熱點。本文開發(fā)的配電網(wǎng)可靠性評估系統(tǒng)是一套面向城市供電企業(yè)基層運行人員的可視化的電網(wǎng)可靠性評估、管理和統(tǒng)計系統(tǒng)。

隨著電力市場的開放，電網(wǎng)的規(guī)劃和運行越來越復雜，憑借經驗判斷已經很難對電力系統(tǒng)尤其是供電系統(tǒng)的可靠性做出系統(tǒng)、科學和全面的評估。選擇一種全面的、系統(tǒng)的、定量的供電系統(tǒng)可靠性評估方法，開發(fā)適用于具體配電網(wǎng)絡結構的配電系統(tǒng)可靠性分析工具對指導生產、運行，調整傳統(tǒng)的工作方法和方式，提高管理水平等方面都具有極其重要的現(xiàn)實意義。

為了解和提高本省電網(wǎng)的供電可靠性水平、提高電力系統(tǒng)的設備管理和控制水平、為今后電網(wǎng)的規(guī)劃和設計提供參考、同時實現(xiàn)電網(wǎng)投資的經濟性和有效性，遼寧省電力公司決定進行城市電網(wǎng)的可靠性評估系統(tǒng)的開發(fā)工作?？紤]到各個城市的電網(wǎng)發(fā)展水平不同以及設備管理方式的差異，決定先以規(guī)模較小、數(shù)據(jù)狀況較好的盤錦供電公司所轄的電力系統(tǒng)為試點網(wǎng)絡開發(fā)可靠性評估系統(tǒng)。本文簡單介紹了系統(tǒng)研發(fā)的過程。

一、系統(tǒng)概況

（一）研制目的與意義

本項目開發(fā)的配電網(wǎng)可靠性評估系統(tǒng)是一套面向城市供電企業(yè)基層運行人員的可視化的電網(wǎng)可靠性評估、管理和統(tǒng)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能夠使供電企業(yè)的運行人員直觀的了解電網(wǎng)現(xiàn)有接線方式的可靠性水平，改善電網(wǎng)的安全運行環(huán)境。另外，還可以改變網(wǎng)絡運行方式，對多種運行方式的可靠性進行對比，可以有的放矢的指導電網(wǎng)的運行和改造，提高企業(yè)的供電可靠性水平。此外，本系統(tǒng)還是一套可靠性的管理和統(tǒng)計系統(tǒng)，可以對錄入的電網(wǎng)設備運行情況，事故發(fā)生情況進行統(tǒng)計分析，幫助企業(yè)實現(xiàn)可靠性數(shù)據(jù)的科學統(tǒng)計和管理。

（二）系統(tǒng)設計思想

電網(wǎng)可靠性綜合評估系統(tǒng)LS－EPRES的數(shù)據(jù)庫服務器采用Windows2000Server/AdvancedServer操作系統(tǒng)，各工作站采用Windows2000Professional操作系統(tǒng)；商用數(shù)據(jù)庫采用MSSQLServer2000，也可采用DB2、Sybase、Oracle；本系統(tǒng)算法部分全部采用MSVC++編程，管理功能的人機界面采用Delphi，Web服務采用Java語言；本系統(tǒng)采用TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議，符合ISO組織定義的OSI網(wǎng)絡七層協(xié)議模型，并擴充了雙網(wǎng)支持；本系統(tǒng)遵循windowsGUI標準圖形用戶接口，圖形用戶接口具有如下特點：應用軟件的可移植性，所選擇的GUI應對每種平臺保持不變的應用編程接口(API)，以實現(xiàn)從一種平臺到另一種平臺迅速而方便的移植；強有力的開發(fā)環(huán)境，應具有一套完善的開發(fā)工具；國際化，支持多語種所要求的標準字符集，能方便地為多種語言文化所利用；網(wǎng)絡及操作系統(tǒng)的透明度，WindowsGUI獨立于操作系統(tǒng)內核及網(wǎng)絡協(xié)議；業(yè)界承認WindowsGUI已被廣大用戶所接受。

（三）系統(tǒng)設計實現(xiàn)

系統(tǒng)的邏輯結構采用面向對象的、構件化的、分層解析的設計方法，以保證系統(tǒng)具有適當?shù)那罢靶院土己玫臄U展性、以及對電力行業(yè)和業(yè)務系統(tǒng)改造的適應性。同時，數(shù)據(jù)結構的設計規(guī)范，并且使得數(shù)據(jù)傳輸與存儲冗余最小化。

在系統(tǒng)結構設計中，將特別遵循以下原則：根據(jù)模型進行抽象；強調結構的靈活性；強調結構的合理性。

二、系統(tǒng)可靠性綜合評估應用的實現(xiàn)

狀態(tài)抽樣：LS－EPRAS利用蒙特卡羅仿真進行電網(wǎng)可靠性的綜合評估，在進行電網(wǎng)充裕度和穩(wěn)定度評估之前，要對系統(tǒng)狀態(tài)空間進行抽樣，形成仿真樣本，通過大量的確定性計算統(tǒng)計各種可靠性指標。

網(wǎng)絡連通性評估。當系統(tǒng)內的開關變位（開或合）時，電力系統(tǒng)的原始拓撲結構會發(fā)生的變化，迅速而有效地根據(jù)網(wǎng)絡變化來進行靜態(tài)安全評估是一個必不可少的任務。網(wǎng)絡連通性評估應用圖論原理對系統(tǒng)進行網(wǎng)絡拓撲分析，并從概率的角度尋找系統(tǒng)中的的割點和橋，計算出每條母線成為割點和每條支路成為橋的概率。

基態(tài)潮流計算是可靠性綜合評估的基礎。本系統(tǒng)的潮流計算在外部網(wǎng)的靜態(tài)等值基礎上，能夠給出基態(tài)系統(tǒng)（內部系統(tǒng)）運行狀態(tài)的信息，而且考慮系統(tǒng)可能發(fā)生的各種擾動（發(fā)電機、輸電線開斷、出力負荷調節(jié)、變壓器分頭調節(jié)等等）。

電網(wǎng)故障風險評估對系統(tǒng)各元件可能發(fā)生的各種故障（包括復故障）進行抽樣計算，用于指導電力系統(tǒng)結構設計、電氣一次二次設備的選擇。

靜態(tài)安全風險評估基于風險的靜態(tài)安全評估考慮了電力系統(tǒng)運行中的不確定性因素，通過對運行方式進行風險性的定量評估，對事故所造成的損失的嚴重性進行表達。

最優(yōu)潮流風險評估。基于風險的最優(yōu)潮流考慮了負荷、發(fā)輸電設備故障等隨機性影響對最優(yōu)潮流結果的影響；通過調整發(fā)電機的出力，維持頻率恒定，并且能使系統(tǒng)運行費用在概率上盡可能小。同時通過合理調整變壓器分接頭、投切電容器、調發(fā)電機無功，使得系統(tǒng)電壓維持在最合理水平，系統(tǒng)輸電損耗盡可能小，避免無功的不合理傳送。所有這兩項任務必須保證系統(tǒng)中所有元件的運行不發(fā)生越限現(xiàn)象。該系統(tǒng)采用獨具特色的有功無功交叉逼近算法，有功逼近模型可用稀疏線性規(guī)劃模型，也可用稀疏二次規(guī)劃模型，可由人工選擇；它可以在2至5個快速分解法潮流計算時間內計算出一次最優(yōu)潮流結果。

三、經濟效益分析

本項目開發(fā)的“盤錦配電網(wǎng)可靠性評估系統(tǒng)”直接目的就是通過進行網(wǎng)絡的可靠性評估，進行有針對性的改造和規(guī)劃，從而提高電力企業(yè)的供電可靠性水平，減少停電負荷和停電電量，減少供電企業(yè)及用戶的停電損失以及社會損失，實現(xiàn)電網(wǎng)投資的經濟性和有效性。

（一）直接效益

配電系統(tǒng)可靠性評估和管理系統(tǒng)應用后，不但可以提高企業(yè)管理水平，更重要的是可以根據(jù)可靠性指標分析對比找到網(wǎng)絡的薄弱環(huán)節(jié)，明確主攻方向，提高整體供電可靠性指標，減少用戶停電時間。按盤錦供電公司目前狀況來看，本系統(tǒng)應用可以產生以下效益：

通過詳細的分析和系統(tǒng)的管理，預期使整個企業(yè)的供電可靠性由2004年的99.953%提高到99.963%，如果按2004年售電量約30億千瓦時，每度電的售電價按平均0.5元/kWh計算，供電企業(yè)一年可以增加的電費收入將達到0.5×30×10000×（99.96%-99.953%）=10.5萬元；如果每度電創(chuàng)造的GDP按7元/kWh計算，則通過提高供電可靠性得到的社會經濟效益為30×(99.96%-99.953%)×7×10000=147萬元。

（二）間接效益和社會效益

從某種程度上說，可靠性管理帶來的間接經濟效益可能比直接效益要大的多。在日益開放的電力市場環(huán)境下，電力企業(yè)主要面向用戶調整自己的經營策略。如何博取用戶的信任，提高用戶滿意度成為各個電力企業(yè)追逐的目標。因為只有這樣才可以保持較高的市場占有率。另外有些用戶損失是無法用確切的金錢概念來衡量的。比如夏季居民用戶的停電導致的不舒適或者冰箱內的事物化凍等等。但是這些“看不見的效益”卻在經濟效益中又占有很大比重。在開放的電力市場上，所能達到的電價限制了投入的成本。

四、結論

本系統(tǒng)創(chuàng)造性的將高、中壓配電網(wǎng)在內的集可靠性參數(shù)的統(tǒng)計、管理以及網(wǎng)絡可靠性評估于一體，集數(shù)據(jù)管理、圖形繪制、評估計算于一體，計算分析準確，表現(xiàn)簡潔直觀，充分體現(xiàn)了實用化、大眾化的特點，處于國內領先水平，且便于在各級配電供電企業(yè)中推廣使用。

參考文獻：

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[3]張鵬，王守相.配電系統(tǒng)可靠性評估的改進區(qū)間分析方法，電力系統(tǒng)自動化，2003，27（17）：50-55