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摘要：电网建设是保障优质服务可靠供电的关键节点，网络结构的完善水平会影响区域停电时间发生几率，对于区域电网进行科学规划，有利于降低地区电网风险、减少事故发生几率、提高电网供电可靠性。在电网规划中，存在很多风险因素，因此，对电网规划进行准确评估具有十分重要的现实意义。
关键词：电网规划；评估方法；实用化；技术
导言
国际上已有国家采用概率方法开展电网规划，以风险指标为参考依据指导发电装机容量配置和网络扩展规划，这对我国在电网规划阶段引入风险分析是一个重要的启示。现阶段国内外电网风险评估分析所取得的成果集中在静态风险评估方面，主要应用于发电系统、配电系统和电气主接线的可靠性评价中。相对而言，输电网的风险评估起步较晚，考虑电网动态和暂态行为的风险评估更是涉及较少，仍处在探索阶段。
1电力系统风险评估分析基础
1.1评估方法
状态枚举法和蒙特卡罗模拟法是电力系统风险评估的2类常用方法。其中，状态枚举法是将系统可能出现的状态全部列出，且在各元件工作与失效概率已知的情况下，计算系统各个故障状态的概率。蒙特卡罗模拟法通过随机抽样的方法获得系统随机状态，采用统计的方法以随机状态的频率来估算概率。状态枚举法适应性较强，因此本文采用状态枚举法确定系统状态。状态枚举法主要步骤包括选择偶发事件、分析偶发事件构成的系统状态、综合同类评估指标3步：
（1）选择偶发事件。在实际工程分析中，通常只考虑那些发生次数较多且对系统正常功能影响较大的系统状态，即主要选择故障概率大的随机事件。一般情况下，可首先选择单重故障事件，再选择二重故障事件，如有必要可分析三重故障事件。
（2）分析系统状态。为了区分元件故障对系统状态的影响，需要对系统进行电气计算分析。为了检验系统的充裕度和安全性分别需要进行潮流计算和稳定计算。如果在给定元件故障时系统能完成其预定功能，那么该系统状态属于完好状态，否则属于失效状态。对于静态风险评估分析，失效状态是指线路潮流过载或节点电压越限；暂态稳定风险分析中的失效状态是指发电机出现功角失稳或者节点电压在一定时间内持续低于某一预设值。发现系统失效状态后，如果需要采取削减节点负荷等控制措施使系统恢复正常运行，则可依据该控制措施计算故障的严重程度。
（3）综合同类风险指标。由上述状态分析结果，可计算出系统故障状态的概率、频率以及各负荷点的电力不足概率、频率和电量不足期望值等指标。根据终期输电通道方案，考虑不同建设时序，拟定2个方案。
1.2评价指标
为了达到风险分析的目的，需要建立相应的风险评估指标，作为系统风险评估的基础和依据。由于风险和可靠性是同一事物的2个方面，因此电力系统可靠性评估指标如负荷削减概率（probabilityofloadcurtailments，PLC）、负荷削减频率（expectedfrequencyofloadcurtailments，EFLC）、负荷削减平均持续时间、期望缺供电量（expectedenergynotsupplied，EENS）等用在本文作为风险评估指标。其中EENS是能量指标，对可靠性经济评估、可靠性优化、系统规划等均具有重要意义，是常用的重要指标，计算公式为
式中：8760是取1年的小时数；Ci为系统状态i的切负荷量，MW；S为有负荷削减的系统状态集合；ti为系统状态i的持续时间，h；T为总模拟时间，h。
2电网规划评估方法及实用化技术
2.1评估方法
①选择偶发事件。在对电网进行风险评估时，往往很容易忽略发生次数比较小的系统状态，而是选择故障改了较大的事件。为了确保电网风险评估的全面性，应该注意，分别对单重故障事件以及二重故障事件进行选择，然后再结合电网运行实际情况，对三重故障事件进行选择。②对电力系统实际运行情况进行全面细致的分析。在系统实际运行过程中，不同元器件会对其造成不同程度的影响，这就要求必须对电网进行电气分析。通过潮流计算和稳定计算，对系统的充裕度和安全性进行检验。当给定元件故障时，如果系统能够完成预定功能，则未失效。在进行静态风险评估过程中，如果线路潮流过载，则说明失效，除此以外，还需要注意的是，暂态稳定风险失效为节点电压持续保持在某一预设值。如果系统失效，则应该有效的控制措施，尽快使系统恢复正常。③综合同类风险指标。通过上述分析，可以对系统的故障发生几率等进行计算。
2.2评价指标分析
建立科学完善的电网规划风险评估指标，并将其作为风险评估的重要依据。在本文研究中，电力系统可靠性评估指标主要包括负荷削减概率（PLC）、负荷削减频率（EFLC）、负荷削减平均持续时间等。
2.3评估关键步骤
①调整电网分析状态。在对电网进行静态风险评估时，不仅需要综合考虑各个元器件对电网运行所产生的影响，而且还应该考虑电网中不同级别的负荷水平，对不同的电网运行状态进行计算分析。在电网设备元件的实际运行过程中，停运故障有很多种，这就要求采用故障扫描技术确定故障集。在对电网进行暂态稳定风险评估时，需要综合考虑电网中各个元器件的故障状态以及负荷水平。在电网实际运行过程中，其暂态稳定性与负荷水平、网络结构、故障发生类型及位置等都有一定的关联。②对电网失效状态进行识别，对其所产生的结果进行科学合理的评价，在此过程中，可以采用静态分析以及暂态分析的方法，对电网运行工况进行科学合理的评估，比如，通过应用暂态稳定性分析方法，能够判断节点电压在某一时间段内是否处于预设值。③对电网运行风险指标进行量化分析。在此过程中，需要注意，对电网失效发生率进行综合分析，并预测其所产生的影响，对电网运行失效状态所造成的风险指标进行计算，然后对各个风险指标进行累计计算，即可确定整个电网运行的风险。④对电网运行风险进行综合评估分析，在此过程中，可以采用方法③，对电网运行风险指标进行量化处理，然后综合考虑可靠性、故障根源等对电网风险进行分析。
结束语
综上所述，电力安全是国家能源安全的关键，随着电力需求的不断增加，电力系统正常运行面临很大挑战，对此，需要采用科学合理的方式进行电网规划风险评估和分析，然后在规划环节加强风险控制，提高电网运行稳定性。
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论文作者:张世景
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/12
标签：电网论文; 状态论文; 系统论文; 故障论文; 风险评估论文; 风险论文; 指标论文; 《电力设备》2017年第22期论文;