(桂林兴安供电局广西桂林541300)
摘要:配电网是电能传输的重要设备体系,配电网的建设直接关系到电能传输的稳定性以及安全性。近些年来,随着我国对于配电网建设逐渐重视,在配电网方面的资金投入越来越多,而如何保证配电网建设可靠性的基础上,保证合理的利用建设投入资金,实现可靠性和经济性的相互协调是需要研究的重要问题。本篇文章首先对配电网规划中经济性和可靠性协调的重要性进行阐述,然后就可靠性和经济性进行评估分析,最后提出满足可靠性和经济性协调发展的规划设计。
关键词:可靠性;经济性;相互协调;配电网规划
前言
随着社会经济的快速发展,人们对于电力的需求越来越大,而配电网是电力系统中的重要组成部分,配电网的主要作用在于连接用电用户和上级电源。因此配电网的安全性和稳定性直接关系到用电企业的发展。随着电力体制改革,除了配电网的安全性之外,配电网建设的经济性也是需要考虑的问题。然而可靠性和经济性是相互制约、相互协调的,比如过于注重配电网的安全性,提高抵御事故的能力需要增加电网建设的投资,难以满足经济性要求;而过于限制电网建设的投资成本又会降低电网建设的可靠性,不利于保障配电网系统的安全稳定运行。因此保证配电网建设的经济性和可靠性的协调发展是非常重要的研究内容。
一、可靠性与经济性相互协调的重要性思考
配电网设备运行过程中,一旦出现某些危险因素则会影响到整个配电网系统的运行,甚至会导致出现大面积停电以及电能浪费的现象,从而对电网系统造成巨大的损失和资源浪费。配电网运行的可靠性主要是指配电网各个组分的运行是稳定的、有效的并且能够对运行过程中有可能出现的问题进行提前预防,保证配电网整体系统运行的安全稳定,而配电网规划过程中对经济性的诉求主要体现在配电网中各个部分的运行成本以及维修成本都要进行提前报备,如果配电网整体运行过程中不能及时对成本进行合理的规划和控制,那么势必会影响到配电网后期的运行和发展,同时也会配电网的安全运行产生潜在的威胁。而配电网的可靠性和经济性的协调则主要体现在,两个方面的结合能够对配电网的规划进行全面的、渗透性的分析规划,从而避免在配电网规划过程中的重复探究,保证选择出配电网规划的最优方案。
二、可靠性与经济性的评估分析
配电网规划所能够达到的最理想的状态是达到高可靠性和低投资成本,因此配电网规划的本质就是探究何种投资能够达到最佳的供电可靠性以及最低的投资成本。一般情况下,随着可靠性的不断增大,投资成本会逐渐增多,而总成本则是有一个最低值,确定总成本的最低值既能够保证最佳可靠性水平下的最低成本投资。
(一)停电损失的统计方法
不同的用户停电所持续的时间长短也有所不同,因此用电性质有素哟差异,这就在一定程度上增加了用户停电损失的计算,那么在实际的停电损失的统计过程中,可以通过采取统计数据或者调查问卷的形式采取评估。
(二)可靠性评估及经济性计算
下面主要阐述一下可靠性评估和经济性计算所用的方法。
1、配电网的可靠性评估方法
配电网的可靠性评估方法是基于配电网中一些重要的可靠性指标基础之上的,比如负荷点的指标,包括故障平均持续时间、年平均停电时间、平均故障率等;比如系统指标,包括系统平均断电频率,除此之外,还有系统平均断电持续时间、用户平均断电频率指标及平均断电持续时间指标等。在对符合以及电量指标的计算过程中,最重要的参数是每个负荷点母线的平均负荷,在进行指标统计的过程中,可以首先建立可靠性模型然后再通过下面的分析方法来进行分析。
(1)解析法
解析法主要是通过利用配电网系统结构和元件功能间的逻辑关系进行可靠性模型的建立,并且利用相关的方法对模型解析之后得出结论。最常使用的解析方法主要有:①最小割集法。利用直接割集合间接割集来对电网中各个元件对负荷点的可靠性的影响能够到达什么样的程度进行分析;②概率分布法,主要是通过计算机技术来计算各种容量状态下的稳态概率指标;③网络等值法,就是讲复杂的配电系统网络数据简单化;④故障扩散法,基于故障模式与后果分析,通过对故障所造成的影响来进行可靠性评估。综合来看,解析法的使用是通过数学模型和算法来解决,整体看来模型精度高且技术先进,但是也存在一定的缺点,那就是负荷水平较低,对于大规模电力系统的评估可能并不适用。
(2)模拟法
模拟法是通过随机分析系统元件,然后再利用计算机技术对实际情况进行模拟,来评估相对应的可靠性指标,这种方法比较适合非指数分布的元件。模拟法主要包括下面几种:①蒙塔卡罗模拟法,这种方法主要是通过概率的随机性,对元件的故障率、检修作业、预停电计划等进行渗透分析可靠性评估的影响,从而更加系统、更加直观的得到可靠性指标;②人工神经网络模拟法,是对人脑的工作状态及思想进行模拟的一种方法,优点是能够保证高精确度和高效率,能够同时处理多个故障;缺点是这种方式对于数据的要求较高,同时也不适用于规模较大的电力系统。
(3)混合法
混合法就是讲上面两种方法结合起来使用的一种方法,这个也是目前实际应用中最为广泛的一种方法,对于以上两种方法的优缺点进行评估,鉴于解析法的应用受制于系统的规模大小,如果系统规模过大则可以使用模拟法进行评估。
2、配电网的经济性评估
对于配电网进行经济性评估的方法主要有:①绝对可靠性评估法。这种方法是通过可靠性指标来评价或者更改设计方案;②可靠性排列法。通过对特定的指标按照可靠性进行排序,最后选择可靠性强的;③可靠性优化法。计算使用方案的经济价值,主要以提高和改善经济价值为主;④基于实际法。首先保证配电网规划的整体性,然后通过对通电线路进行合理的规划保证安全性和经济性,同时对配电网运行中的设备进行统一分析,然后确定适合当地的最佳的设备类型,在满足设备使用和运行的安全性的基础之上,尽量控制使用成本,从而保证配电网运行的安全性和稳定性。
三、面向可靠性与经济性相互协调的规划设计
配电网规划中主要涉及的方面有系统容量配置、网络拓扑结构、站址廊道选择等。
(一)变电容量选择可靠性与经济性分析
变电容载比反应了配电网的宏观供电能力,并且能够作为安排变电容量的依据,容载比越大则表示系统的备用容量多,供电可靠性高。电网建设初期时要选择较大的容载比,随着网架结构的加强,可以逐步降低容载比。
(二)线路线径选择可靠性与经济性分析
线径大小的选择可以根据预测饱和度以及线路的饱和规划来确定,如果某条线路现阶段是支线,但是在饱和规划方案中是主干线路,那么在建设线路的时候就要按照主干线来建设。
(三)网架结构模式选择可靠性与经济性分析
网络结构不同可靠性也有所差异,可靠性高的接线方式投资成本也会高,在选择网架结构模式的时候要基于实际用户的需求来决定。比如城市繁花中心区和城郊地区对于可靠性的要求便存在差异,针对这两个地域则要选择不同的网架接线模式,而不是一味的追求高可靠性。并且各个电压等级的网架结构可以互补,如果上一级电网的结构比较坚强,那么对于下一级电网来说就不必考虑过于极端的情况网架结构的选择也不用太强,所以相邻的两级电网可以采取“强弱互补”的模式。
结束语
配电网的可靠性和经济性是确保其稳定运行的重要指标,在配电网的规划中保证可靠性和经济性的协调,提高配电网的规划质量,保证电能输送的同时,降低投资成本,促进配电网的可持续发展。
参考文献
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