摘要:在竞争的电力市场中,由于各电力公司、电力采办公司、电网公司分属不同的经济实体,从而导致在系统运行和规划设计中对系统安全可靠性因素的考虑与传统电力系统存在巨大的区别。文中针对市场环境下电力系统的安全可靠性问题,从电网运行、电网规划、电力系统维修等几方面进行了探讨。
关键词:电力市场;电力系统;安全性;可靠性
1电网运行安全可靠性的考虑
1.1N-1安全经济运行的考虑
在传统的电力系统中,N-1标准是输电系统静态安全评估的标准之一,即系统中1个发电机组或1个电网设备(线路、电缆、变压器)退出运行时,系统仍应能维持运行。显然,N-1标准的执行将导致系统在正常情况时运行于非最优状态下。而在市场环境下,电网公司的目标是获得最大的经济效益。所以N-1标准是否执行,执行到什么程度,均取决于经济效益。为此,电网公司可能付出如下代价:①因为负荷预测的不准确性可能导致较计及N-1标准时更大的停电损失;②因为单一线路或设备故障而导致的可能的停电损失。
1.2 备用容量对经济指标可能导致的损害
系统运行涉及的备用主要有负荷备用和事故备用。在传统的电力系统中,负荷备用容量的大小应根据系统负荷的大小、运行经验并考虑系统中各类用电的比重确定,一般为最大负荷的2%~5%,大系统采用较小数值,小系统采用较大数值。事故备用的容量大小应根据系统容量、发电机台数、单位机组容量、机组的事故概率、系统的可靠性指标等确定,一般约为最大负荷的5%~10%,但不得小于系统中最大机组的容量。而在电力市场环境下,备用容量的考虑应以其是否带来经济利益为标准。通过分析备用可能带来的收益,亦即,因调用备用而避免的损失与为备用而支付的代价之差,可以确定是否需要备用及需要多少备用。
1.3 市场环境下合理的静态稳定储备
《电力系统安全稳定导则》规定:“电力系统在运行中应有足够的静态稳定储备,要求在正常运行方式或正常检修运行方式下,按功角判据计算的静态稳定储备系数KP≥15%,按无功电压判据计算的静态储备系数KU≥10%;在事故后运行方式和特殊运行方式下,KP≥10%,KU≥8%”。但在电力系统环境下,电网公司将根据静态稳定储备所能带来的经济利益确定储备系数的大小,如果为储备的付出大于其可能带来的利润,电网公司将更乐意选择切机、切负荷等措施来保证系统的安全运行,尽管切机、切负荷将导致对电力公司或电力采办公司的赔款。
2 规划设计中安全可靠性的考虑
2.1 电网规划设计中的安全可靠性
在电力市场环境下,电网公司保障供电的目的是要获得更大的经济利益。因此,一个电网设计方案是否应被放弃的准则有异于传统的电网规划设计。此时,除了改善网络结构,其他提高系统稳定性的措施(例如设中间开关站、串联电容补偿、调相机、静止无功补偿和快速投入电容器组、电气制动、快速继电保护及其他自动装置等),包括切负荷、切机都将成为提高系统安全可靠性的措施。而最终被选定的方案应该是一个能给电网公司带来最大回报的方案。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外,在传统的电网规划设计中,对暂态稳定计算采用的故障形式、故障切除时间均做出了规定。
2.2 电源规划设计中的安全可靠性
。在传统的电力系统中,电气主接线方案的确定是通过对几种可能的方案进行技术、经济比较,并根据所设计的电源在系统中的地位,确定出从整个系统角度而言认为是最为合适的方案。并且,在对方案进行技术、经济比较时,二者是相互独立的。在电力市场环境下,这种设计思想将遭遇挑战,因为这时电厂是独立的经济实体。在确定其电气主接线方案时,不可能从系统的利益考虑问题,一个方案是否可行,完全取决于该方案是否有利于该电厂的经济利益。因此,在电力市场环境下,电厂在确定电气主接线的方案时尽管也会对各种可能的方案进行比较,但此时的比较将既不同于前述的技术比较,也不同于前述的经济比较,而是从经济的角度对各类方案进行整体的技术经济比较,并在此基础上得出综合的最经济的方案。
3 电力系统设备的检修
3.1 传统电力市场中设备检修的安排方法及对电网运行的影响
由于不能进行有效的设备故障在线预报,因此,在传统的电力系统中,为了保证电力系统的安全运行,采用了对设备进行定期检修的制度。按我国现行规定,火电每年要计划大修和小修,水电每年要小修,2年大修一次。所需检修时间,火电每年为40d~45d,水电每年为30d。变压器大修5年一次。按其追求的优化目标(可靠性或经济性)的不同,目前安排检修计划的方法有:等储备法、等风险度法、最小风险度法、最小发电费用法等。不论采用哪一种方法,预防性检修的实施对减少故障隐患、防患于未然有显著作用,可以有效提高系统运行的安全可靠性。但由于在任何一种方法中,计划的实施均没有对经济性做任何考虑,而只是考虑了可靠性及技术性(方案实施的可能性),因此,在传统的电力系统中,预防性设备检修的目的仅仅是为了提高系统运行的安全可靠性,而经济利益不在考虑之列,这与传统电力市场中可靠性高于经济性的指导思想是一致的。
3.2 市场环境下设备检修的安排方法及对电网运行的影响
与传统电力系统不同,在电力市场环境下,各电力公司、电力采办公司、电网公司分属不同的经济实体,因此,传统电力系统中着眼于整个系统而统一进行的检修计划安排的组织基础已不再存在。此外,在市场环境下,由于各公司对经济利益的追求,使得预防性检修的目的不再是为了提高系统运行的可靠性,而是为了给公司带来更大的利润。因此,在市场环境下检修计划的安排将会与传统电力系统中的安排有着质的区别。亦即,在传统的电力系统中,设备的检修是按规程进行的,没有考虑设备及系统的实际情况;但在电力市场环境下,设备属于各独立的公司所有,设备是否进行检修、什么时间进行检修完全是各公司自己的事,各公司将根据自己设备当前的故障概率、预测的今后数星期内电价甚至一次能源价格等因素进行全面的经济指标分析,最终决定是否需要安排检修。尽管市场环境下各公司的设备预防性检修计划有别于传统电力系统中的检修计划,但这并不意味着市场环境下电网运行的可靠性会大大降低。各个公司为了降低检修成本,会尽可能将设备的预防性检修安排在电网电价较低的时期,亦即在年负荷曲线的低负荷时段。
参考文献:
[1]袁季修.电力系统安全稳定控制.北京:中国电力出版社,1996
[2]水利电力部.电力系统技术导则SD131-84.北京:水利电力出版社,1984
[3]水利电力部.电力系统安全稳定导则.北京:水利电力出版社,1981
论文作者:马宁,赵春增
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
标签:电网论文; 电力系统论文; 电力论文; 系统论文; 市场环境论文; 公司论文; 可靠性论文; 《电力设备》2017年第10期论文;