摘要：现代城市在规划建设过程中，会涉及到很多方面的内容，特别是会涉及到很多产业、行业的发展。如果城市电网在运行过程中，受到一些外部因素影响，而导致大面积出现停电现象，那么不仅会导致很多企业遭受到严重的经济损失，而且还会影响到社会经济。因此，本文针对城市电网应急电源的优化配置、恢复供电方案的制定和落实情况进行分析，为城市供电提供有效保障。
关键词：城市电网；应急电源；优化配置；恢复供电；方案措施
城市电网的供电应急处理与以往的大面积停电应急处理有所不同。城市电网具有其自身的特殊性，尤其是城市范围内往往是大量重要用户所在地。一旦城市电网遭遇危机引发大面积停电，这些重要用户的供电安全势必受到严重的影响。因此对城市电网而言，如何在应急过程中优先确保重要用户供电安全是摆在城市电网规划设计和运行人员面前的一个富有挑战性的难题。确保重要用户安全供电的方案很多，从电网自身结构上，对重要用户可以采用多路进线的方式进行供电，并设计合理的网络接线方式，以便倒供。从重要用户自身的角度出发，可以增设自备电源，在必要时具备紧急启动的能力。同时，供电公司应配置移动发电车，随时准备为重要用户提供保证供电的服务。由于目前应急电源（移动发电车）的造价比较昂贵，我国城市各分区供电所应急电源的配置数量较少。因此，在这种情况下，为城市供电企业提供一个最优的应急电源配置方案，从而增强城市供电应急处理的恢复供电能力，是一项亟待解决的问题，具有重要的现实意义。
1应急电源及其种类
应急电源是为消防应急照明、消防设施、消防控制中心或其他一级负荷、特别重要负荷供电的应急电源装置。一般情况下是作为消防或生产在紧急情况下使用的电源，在电网突然发生中断时仍然能保持正常供电。例如在高层建筑、商场、医院、地下防空工程等人多、出口少、自然光源有限的地方，一旦出现火灾或电网受到破坏，当光源消失一片漆黑时，由于人多出口少，带来的后果将不堪设想。同时消防队会因为缺少电源供应而无法施展救助工作，更加重了灾害的程度[1]。因此，应急电源对现代社会的安全将发挥越来越重要的作用。常用的应急电源有以下几种：
（1）电网中有效地独立于正常电源的专门供电线路，即电网供电时采用两路独立的电源，若主供电线路停电，则由备用线路供电，采用这种方式虽然简单、可靠，但供电线路复杂。当发生大面积停电事故时，两路电源均可能发生停电事故。供电线路的容量一般为几兆瓦到几十兆瓦。
（2）分布式电源。分布式电源指的是在用户现场或靠近用电现场配置的较小的发电机组（容量一般小于 8MW），以满足特定用户的需要，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。这些小机组包括燃料电池、小型燃气轮机或燃气轮机与燃料电池的混合装置。由于它们靠近用户，提高了服务的可靠性和电力质量。
（3）独立于正常电源的发电机组，如移动发电车。其主要作用是：①给某些没有第二路供电的场合或用户提供一个临时的、应急的第二路供电；②对某些突发性断电事故提供一个紧急的应急供电措施；③对电网改造与检修中某些用户不能停电的设备提供一种应急供电服务；④对电网范围之外的场合提供临时供电服务。移动发电车相当于变电站，可向一定范围内的部分用户供电，同时具有很强的机动性和环境适应性，可对灾难性事故即时响应。用作区域性支援时，移动发电车能以 80 ～ 100km 的时速赶赴事故现场，及时保证电力供给，能有效避免或降低事故所造成的影响，因而适合应急使用。移动发电车的容量一般为10~2500k VA，持续运行时间 1~2.5 小时，有的可高达 48 小时。由于发电车都是依靠柴油机启动，当需要发电车供电而启动时，往往会存在一个几分钟的过程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆国外发达国家生产移动发电车本身带有一个附属设备，它的转换时间为零秒，能达到零秒启动的效果，即由这种发电车保障的线路一旦出现状况会自动转换，不会出现停电的情况[2]。目前国内最先进的移动发电车是飞轮磁悬浮储能不间断发电车，它依靠飞速旋转的储轮，将电力储存起来，可以即刻恢复供电。
2不同应急电源恢复供电的方案
确保重要用户安全供电的方案很多，从电网的自身结构上，对重要用户可以采用多路进线的方式进行供电，并设计合理的网络接线方式，以便倒供。从重要用户自身的角度出发，可以增设自备电源，在必要时具备紧急启动的能力。从供电公司的角度出发，可以配置移动发电车，随时准备为重要用户提供保证供电的服务。因此，本文综合考虑四种恢复重要用户供电的手段：网络倒供、分布式电源、移动发电车以及电压暂降与短时中断保护装。网络倒供恢复供电速度快，可以用秒计量，而且可以恢复大面积用户供电。但是当设备故障时，网络倒供也无法恢复某些重要用户的供电，而且设备的修复时间比较长。在这种情况下，可以考虑采用分布式电源，一是因为分布式电源直接建在终端用户的附近，恢复用户更加方便；二是因为分布式电源可以大大提高网络的供电可靠性；三是因为目前大量分布式电源纷纷接入电网，成为一股越来越重要的资源。但分布式电源也有自身的缺点，例如不接受统一调度，受地理位置限制只能恢复其附近用户的供电。因此，在恢复重要用户供电方面，移动发电车比分布式电源更有优越性。移动发电车有很强的机动性和环境适应性，不受地理位置和环境的影响，可对灾难性事故即时响应。但是，移动发电车也有自身的缺点，由于容量和电压限制，移动发电车一般只能出救中、低压用户，对高压用户只能通过分布式电或网络恢复。电压暂降与短时中断保护装置，恢复时间极快，容量配置灵活，特别适用于现有的配电网不满足供电可靠性的连续性生产企业，是敏感负荷不间断运行的强有力的保护设备。但限于储能设备的容量问题，保护时间不能无限延长。综上所述，结合以上四种手段的优缺点，制定恢复重要用户供电的流程[3]。
（1）首先，电压暂降与短时中断保护装置作为敏感负荷的保护装置，可根据用户实际需求在用户侧单独配置，在电压暂降和短时中断期间，为敏感负载提供短时间的电压供给，故不在图2 中标识。
（2）当停电事故发生时，先采用网络倒供恢复重要用户供电。为了有效地减少大面积停电事件发生所造成的损失，要开展大面积停电恢复控制研究，综合考虑用户的重要程度和分布、网络的连接情况以及停电恢复时间等因素，确定不同情况下恢复重要用户供电的优先顺序，制定不同情况下恢复重要用户供电的方案，并编制城市恢复重要用户供电的预案。根据城区电力系统突发事件应急预案编制原则，突发事件应急预案要体现安全第一、以人为本、全力抢修、保主保重、有保有限的原则。
（3）如果网络不能恢复某些重要用户的供电，要充分考虑现有分布式电源的分布、可调容量大小、响应时间等来出救其附近的重要用户。
3结束语
现代城市在规划建设过程中，由于电力是其中非常重要的一部分，如果在城市电网运行过程中出现大面积停电现象，不仅会影响到人们的正常生活，而且还会对很多企业的运作造成严重的经济损失。因此，针对这一现象，要提前做好相对应的应急电源优化配置，并且提出有针对性的恢复供电方案。这样不仅能够针对及时停电问题进行妥善处理，而且还能够保证城市电网在运行过程中的安全性和稳定性，满足人们的用电需求。
参考文献：
[1]王宏.电力系统应急规划、调度与恢复的优化模型与方法研究[D].浙江大学，2014.
[2]区伟健.含孤网电力系统故障恢复及应急策略与优化评估研究[D].上海交通大学，2014.
[3]钟华赞.计及微电网与移动发电车的城市配电网抗灾型多场景规划[D].天津大学，2012.
论文作者:朱宝秦
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/22
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