国外配电system可靠性准则综述.doc

国外配电系统可靠性准则综述 一、概述 中国电力百科全书对电力系统可靠性准则的定义是：“在规划设计或运行中为使发电和输配电系统达到所要求的可靠度所必须满足的指标、条件或规定。” 电力系统可靠性准则的应用范围为发电系统、输电系统、发输电合成系统和配电系统的规划、设计、运行和维修工作。配电系统规划使用可靠性准则的目的，总体而言是要在合理投资的限度内减少未来用户的停电事件和损失。由此可知，不同地理、气候、社会环境和不同经济条件的国家或地区，所制定的准则也必然有很大差异。 根据各国采用和研究的电力系统可靠性准则来看，若按研究问题的性质而言，一般有所谓的技术性准则和经济性准则。技术性准则就是系统为了保证要求的供电质量必须接受的检验标准。这种准则的选择很大程度上取决于经验判断，并常常借助其它国家或地区的类似标准加以参照比较；而经济性准则就是将停电损失计入作为总成本的一个部分，寻求最小化总费用的最佳方案。 历史上看，由于发电系统可以用简单的单节点模拟，50、60年代就已在有些国家使用了基于概率方法的准则，现已在世界各国广泛采用。而由于电网可靠性计算模型的复杂性，直到80年代，仍只有少数国家部分地采用了概率方法，绝大多数国家几乎无例外地采用（N?）准则。 当今由于环境问题和能源危机日益严重的制约对全球经济的可持续发展提出了无法回避的挑战，随之涌现出各种政策性和技术性的新对策。电力工业首当其冲的反映就是，90年代以来管理体制改革的浪潮席卷了这一传统上高度垄断性的行业。绝大多数国家已经发布或正在研究解除从上到下纵向一体化的传统垄断管理的法令，建立或正在建立竞争性的电力市场机制。欧盟委员会（European Commission）甚至已经发布指令，要求各成员国必须于1999年2月全部开放电力市场。从而促使世界各国普遍加速研究和发展适应这一新挑战的概率性方法和电网规划可靠性的经济性准则。 计及事故处理措施及恢复供电切换操作的配网可靠性经济模型，涉及组合数学领域尚未解决的NP( non-deterministic polynomial )完全问题，其本质上是存在指数型计算复杂度的障碍，带来模型和算法上的“组合爆炸”及“计算灾难”。为了克服这一理论的复杂性和实际工程应用的可行性之间的矛盾，目前学术界正日愈广泛而深入地应用人工神经网络、遗传算法、模糊优化等新兴技术进行电网重构问题的研究。 然而从工程可行性的角度出发，只能在不同阶段实现一定的有限目标。因之，当前的电网规划中，一般仍然是基于可能性较大的严重事件作为检验条件，而不考虑概率很低的多重事件作为增强电网投资的依据。但如担心某些可能导致电网崩溃的十分严重的事件，为了不致不合理地过份使用资金，也许应当考虑采用诸如负荷监控之类的措施。 国际上的有关机构十分重视配网可靠性及用户供电质量方面的问题。例如，世界银行为了研究适于发展中国家的配网规划可靠性准则，于70年代末曾立项与巴西帕拉南（Parana）供电公司合作，以卡斯卡韦尔（Cascavel）城市电网为例，进行了电网可靠性经济最优化规划模型及算法的研究。世界经济会议组织（World Economic Forum）也进行了各国供电质量的调查。 二、电网规划可靠性准则 为保证经济合理地满足用户预测负荷的供电质量，电网规划工作有必要规定和采用一些可靠性准则。电网规划通常包括以下三个方面： ——负荷预测（电力和电量）； ——所选择设备的技术数据（包括强迫和计划停运数据），价格，施工时间，安全和运行管理等； ——寻求经济最优解，即在合适的时间，需要的地点，安装以最低成本向预计用户供电所需的设施。这一过程受以下条件约束： (1)用户期望的供电质量、停电频率和持续时间限制，须保持的电源电压和频率容许范围。 (2)供电地区约束：负荷密度，地区电网特点（孤立电网或强联络）。 (3)限制各种污染的环境约束：化工废水、废热、视觉和噪音污染，反对架设新线路的公众舆论。 (4)政治和经济约束：开发和利用资源的政策，可用资金的限制。 这些约束条件都将不同程度地影响电网规划，但供电质量始终是各个国家考虑的首要因素。从理论上寻求经济的总体最优方案应当考虑上述全部约束。但这几乎总是不可能的，而且有些约束尚无法明确定义，某些投资决策也不完全受规划的指导。 1．可靠性准则的定义 任何电网的功能都要从用户需要出发，适应用户用电的电压和频率要求，保证其合理希望的供电连续性。 可靠性代表系统保证满足用户需求功能的能力。如果不能保证电网功能发挥时，即定义为电网失效。 失效是由供、需两方面的风险综合因素引起，这些风险的存在使系统失效成为不可避免的事件。理论指出，如果企图完全消除这种失效，就将要求无限资金的投入。实际上，达