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国网冀北电力有限公司万全县供电分公司 河北张家口 075000
摘要：南方电网明确提出要切实提高供电的可靠率。对于供电企业而言，如何使供电的可靠性和安全性得到保障和提高，是发展过程中的一个重要问题。本文在县级电网规划中应用了可靠性评估方法，结合实例对某县的2013年规划情况进行了可靠性评估，希望能够切实提高县级电网可靠性的决策水平和管理水平。
关键词：县级电网；规划；可靠性评估
作为电力系统的末端，县级电网在整个电网系统中发挥着重要的作用，各乡镇的人民日常生活和乡镇经济的发展都离不开县级电网。然而县级电网的技术落后和网络结构的薄弱又严重影响了县级电网的供电可靠性。在电网建设改造的过程中，对县级电网的改造进行规划，并对县级电网规划可靠性进行评估。通过县级电网规划可靠性的评估和应用，可以有效的发现规划方案中的不足，对影响县级电网可靠性的因素进行排查，提高县级电网网络结构规划的合理性。
一、对县级电网规划的可靠性评估
1.1应用N-1+1准则
对县级电网的可靠性评估准则包括两个方面：概率性准则和确定性准则。确定性准则指的是多重故障分析或N-1。N-1主要是假设电力系统中的元件总数为N，在1个或多个元件发生故障的前提下，电力系统还是否能够保持正常的供电。以此为基础分析每个元件的故障持续时间和故障频率，从而分析概率可靠性，将系统概率可靠性指标得出来[1]。
输电网闭环运行和闭环设计的特点决定了在进行可靠性分析时经常采用多重故障准则或者N-1准则。对于县级电网而言，35kV和110kV的高压配电网络是县级电网主网架的主要组成部分，县级高压配电网往往是开环运行、闭环设计。为了降低短路容量、解除电磁环网，往往采取辐射状分片供电的形式。因此县级电网往往存在可切换线路和备用电源。如果一台主变或一条线路出现故障，可以进行开关切换，不会影响正常供电。因此，N-1准则并不适用于县级电网的可靠性分析，可以使用N-1+1准则来对县级电网进行可靠性分析。也就是如果一台主变或一条线路出现故障，需要对其进行切除，必须投入联络开关或联络线路。
使用N-1+1准则时还要对过/低电压、过负荷的情况进行相应的校正。如果主变和线路出现过负荷，则要对相关复核进行缩减，将其控制在允许范围内。如果出现低电压或者过电压，为了保障母线电压不超过规定范围，可以对投切电容器或主变分接头进行调整。
1.2县级电网规划可靠性评估的指标
安全性和充裕性是对电力系统可靠性评估的两个主要指标。充裕性指的是电网系统是否能够为电力用户提供所需的电能量，保障用户的电力需求得到满足。安全性指的是电网系统能否承受突发扰动，保障持续供电[2]。
对于县级电网的规划可靠性评估而言，充裕性是主要的评估项目。根据输电系统的充裕性评估指标，本文为县级电网规划可靠性评估选取了以下几个常用指标。
①SI，也就是严重性指标，最大负荷时系统全面停止一分钟为一个系统。
②BECI，也就是系统削减定量指标，该指标为电量不足期望除以最大负荷。
③BPII，也就是系统停电指标，该指标为电力不足期望除以最大负荷。
④EENS，也就是电量不足期望值，该指标主要为每年缺少的电量。
⑤EDNS，也就是电力不足期望值，该指标主要为每年缺少的电力。
⑥LOLE，也就是电力不足持续时间，该指标为每年发生的切负荷故障的总时间。
⑦LOLF，也就是电力不足频率，该指标为每年平均发生的故障次数。
1.3县级电网规划可靠性评估的分析软件
县级电网规划可供使用的分析软件为TPLAN，TPLAN是一种分析软件包，能够对电网可靠性进行有效的评估。TPLAN的开发者为PTI，在国际上的应用比较广泛，主要应用于对电网规划的可靠性进行评估。TPLAN包括以下几个主要功能：灵敏度分析、校正策略研究、概率可靠性评估和确定性故障分析[3]。
使用TPLAN对电网规划的可靠性进行评估主要是使用解析法，也就是列出系统运行的全部状态，将其全部输入TPLAN，由TPLAN对其进行排序，并对每一项进行潮流计算。这样可以判断系统中是否出现了各种故障，包括孤立节点、电压越限、线路过载等等。与此同时还要将每个节点的状态出现概率和切负荷量计算出来，再经过TPLAN进行累加计算，将整个系统的可靠性指标计算出来[4]。
当前我国以南方电网为代表的一些电网都在使用TPLAN，并取得了良好的使用效果。本文认为在县级电网规划的评估中使用TPLAN是可行的。
二、县级电网规划可靠性评估的应用
2.1评估参数
本文结合实例对某县的2013年规划情况进行了可靠性评估，该县2013年规划情况为最大负荷240MW，线路长度190至300千米，线路条数11至13条，主变容量404.5至186MVA，变电站数量7至18座，电压等级110至35kV。与往年相比没有发生较大的网络结构变化，新建了多条线路和变电站。
本文对主变和线路的可靠性计算参数进行了选择。35kV的故障修复时间为5h/次、主变故障时间为4次/100台·年、故障修复时间为6 h/次、线路故障率为0.14次/100 km·a。110 kV的故障修复时间为3h/次、主变故障时间为1.7次/100台·年、故障修复时间为4h/次、线路故障率为0.14次/100 km·a。
2.2评估结果
①由于单台主变变电站数量的减少和主变数量的增加，与往年相比，规划中的持续时间指标和电力不足频率有所降低。但是电量不足指标和电力不足指标也有所上升，这是由于没有增强网络结构造成的。因此在负荷增长的情况下，要满足复合增长的容量需求不能仅靠主变增加。随着负荷的增长，必须对电网结构进行加强，才能使电网的可靠性水平得到提高。
②在35kV网络中，LOLE和LOLF两个指标会受到网络可靠性的较大影响，这是由于该网络具有较多的元件数量和比较薄弱的网络结构，容易发生故障。
③在110kV网络中，EENS和EDNS两个指标会受到网络可靠性的较大影响，这是由于该网络具有更大的元件故障影响面，电量损失和负荷也随之加大。
④EENS和EDNS与SI、BECI、BPII密切相关，因此，可以通过加强110kV网络结构来提高SI、BECI、BPII这三个指标。
⑤N-1+1准则的使用使电网的可靠性水平受到了变电站内主变数量和负荷转移的联络线路的影响。电网的整体可靠性水平会受到网络结构的影响，如果变电站只有单台主变或者单条线路供电，电网的整体可靠性水平就会降低。
三、结语
本文对县级电网规划进行了可靠性评估，通过评估结果可以发现，该县的规划网络的可靠性指标与往年相比得到了改善，从而证明了该规划方案对于提高电网的可靠性水平有着良好的效果。可靠性评估还可以对每个元件的可靠性指标进行评估，从而将每个主变和每条线路对系统可靠性造成的直接影响分析出来，这样一来就可以将系统中的薄弱环节找出来，采取有针对性的措施，切实有效地提高县级电网系统的可靠性。
参考文献：
[1]郑望其，程林，孙元章.2005年南方电网可靠性充裕度评估[J].电网技术，2011，28（19）：5-28.
[2]王超，徐政，高慧敏.基于TPLAN的中国南方电网可靠性与经济陛评估[J].继电器，2011，34（16）：61—66.
[3]朱青山，李洋，余剑锋，王超.基于TPLAN的电网可靠性评估[J].广东电力，2012，21（11）：29—33.
[4]任雷，徐政.一种用于输电系统可靠性评估的软件TPLAN明.华东电力，2012，35（8）：50—52.
摘要：南方电网明确提出要切实提高供电的可靠率。对于供电企业而言，如何使供电的可靠性和安全性得到保障和提高，是发展过程中的一个重要问题。本文在县级电网规划中应用了可靠性评估方法，结合实例对某县的2013年规划情况进行了可靠性评估，希望能够切实提高县级电网可靠性的决策水平和管理水平。
关键词：县级电网；规划；可靠性评估
作为电力系统的末端，县级电网在整个电网系统中发挥着重要的作用，各乡镇的人民日常生活和乡镇经济的发展都离不开县级电网。然而县级电网的技术落后和网络结构的薄弱又严重影响了县级电网的供电可靠性。在电网建设改造的过程中，对县级电网的改造进行规划，并对县级电网规划可靠性进行评估。通过县级电网规划可靠性的评估和应用，可以有效的发现规划方案中的不足，对影响县级电网可靠性的因素进行排查，提高县级电网网络结构规划的合理性。
一、对县级电网规划的可靠性评估
1.1应用N-1+1准则
对县级电网的可靠性评估准则包括两个方面：概率性准则和确定性准则。确定性准则指的是多重故障分析或N-1。N-1主要是假设电力系统中的元件总数为N，在1个或多个元件发生故障的前提下，电力系统还是否能够保持正常的供电。以此为基础分析每个元件的故障持续时间和故障频率，从而分析概率可靠性，将系统概率可靠性指标得出来[1]。
输电网闭环运行和闭环设计的特点决定了在进行可靠性分析时经常采用多重故障准则或者N-1准则。对于县级电网而言，35kV和110kV的高压配电网络是县级电网主网架的主要组成部分，县级高压配电网往往是开环运行、闭环设计。为了降低短路容量、解除电磁环网，往往采取辐射状分片供电的形式。因此县级电网往往存在可切换线路和备用电源。如果一台主变或一条线路出现故障，可以进行开关切换，不会影响正常供电。因此，N-1准则并不适用于县级电网的可靠性分析，可以使用N-1+1准则来对县级电网进行可靠性分析。也就是如果一台主变或一条线路出现故障，需要对其进行切除，必须投入联络开关或联络线路。
使用N-1+1准则时还要对过/低电压、过负荷的情况进行相应的校正。如果主变和线路出现过负荷，则要对相关复核进行缩减，将其控制在允许范围内。如果出现低电压或者过电压，为了保障母线电压不超过规定范围，可以对投切电容器或主变分接头进行调整。
1.2县级电网规划可靠性评估的指标
安全性和充裕性是对电力系统可靠性评估的两个主要指标。充裕性指的是电网系统是否能够为电力用户提供所需的电能量，保障用户的电力需求得到满足。安全性指的是电网系统能否承受突发扰动，保障持续供电[2]。
对于县级电网的规划可靠性评估而言，充裕性是主要的评估项目。根据输电系统的充裕性评估指标，本文为县级电网规划可靠性评估选取了以下几个常用指标。
①SI，也就是严重性指标，最大负荷时系统全面停止一分钟为一个系统。
②BECI，也就是系统削减定量指标，该指标为电量不足期望除以最大负荷。
③BPII，也就是系统停电指标，该指标为电力不足期望除以最大负荷。
④EENS，也就是电量不足期望值，该指标主要为每年缺少的电量。
⑤EDNS，也就是电力不足期望值，该指标主要为每年缺少的电力。
⑥LOLE，也就是电力不足持续时间，该指标为每年发生的切负荷故障的总时间。
⑦LOLF，也就是电力不足频率，该指标为每年平均发生的故障次数。
1.3县级电网规划可靠性评估的分析软件
县级电网规划可供使用的分析软件为TPLAN，TPLAN是一种分析软件包，能够对电网可靠性进行有效的评估。TPLAN的开发者为PTI，在国际上的应用比较广泛，主要应用于对电网规划的可靠性进行评估。TPLAN包括以下几个主要功能：灵敏度分析、校正策略研究、概率可靠性评估和确定性故障分析[3]。
使用TPLAN对电网规划的可靠性进行评估主要是使用解析法，也就是列出系统运行的全部状态，将其全部输入TPLAN，由TPLAN对其进行排序，并对每一项进行潮流计算。这样可以判断系统中是否出现了各种故障，包括孤立节点、电压越限、线路过载等等。与此同时还要将每个节点的状态出现概率和切负荷量计算出来，再经过TPLAN进行累加计算，将整个系统的可靠性指标计算出来[4]。
当前我国以南方电网为代表的一些电网都在使用TPLAN，并取得了良好的使用效果。本文认为在县级电网规划的评估中使用TPLAN是可行的。
二、县级电网规划可靠性评估的应用
2.1评估参数
本文结合实例对某县的2013年规划情况进行了可靠性评估，该县2013年规划情况为最大负荷240MW，线路长度190至300千米，线路条数11至13条，主变容量404.5至186MVA，变电站数量7至18座，电压等级110至35kV。与往年相比没有发生较大的网络结构变化，新建了多条线路和变电站。
本文对主变和线路的可靠性计算参数进行了选择。35kV的故障修复时间为5h/次、主变故障时间为4次/100台·年、故障修复时间为6 h/次、线路故障率为0.14次/100 km·a。110 kV的故障修复时间为3h/次、主变故障时间为1.7次/100台·年、故障修复时间为4h/次、线路故障率为0.14次/100 km·a。
2.2评估结果
①由于单台主变变电站数量的减少和主变数量的增加，与往年相比，规划中的持续时间指标和电力不足频率有所降低。但是电量不足指标和电力不足指标也有所上升，这是由于没有增强网络结构造成的。因此在负荷增长的情况下，要满足复合增长的容量需求不能仅靠主变增加。随着负荷的增长，必须对电网结构进行加强，才能使电网的可靠性水平得到提高。
②在35kV网络中，LOLE和LOLF两个指标会受到网络可靠性的较大影响，这是由于该网络具有较多的元件数量和比较薄弱的网络结构，容易发生故障。
③在110kV网络中，EENS和EDNS两个指标会受到网络可靠性的较大影响，这是由于该网络具有更大的元件故障影响面，电量损失和负荷也随之加大。
④EENS和EDNS与SI、BECI、BPII密切相关，因此，可以通过加强110kV网络结构来提高SI、BECI、BPII这三个指标。
⑤N-1+1准则的使用使电网的可靠性水平受到了变电站内主变数量和负荷转移的联络线路的影响。电网的整体可靠性水平会受到网络结构的影响，如果变电站只有单台主变或者单条线路供电，电网的整体可靠性水平就会降低。
三、结语
本文对县级电网规划进行了可靠性评估，通过评估结果可以发现，该县的规划网络的可靠性指标与往年相比得到了改善，从而证明了该规划方案对于提高电网的可靠性水平有着良好的效果。可靠性评估还可以对每个元件的可靠性指标进行评估，从而将每个主变和每条线路对系统可靠性造成的直接影响分析出来，这样一来就可以将系统中的薄弱环节找出来，采取有针对性的措施，切实有效地提高县级电网系统的可靠性。
参考文献：
[1]郑望其，程林，孙元章.2005年南方电网可靠性充裕度评估[J].电网技术，2011，28（19）：5-28.
[2]王超，徐政，高慧敏.基于TPLAN的中国南方电网可靠性与经济陛评估[J].继电器，2011，34（16）：61—66.
[3]朱青山，李洋，余剑锋，王超.基于TPLAN的电网可靠性评估[J].广东电力，2012，21（11）：29—33.
[4]任雷，徐政.一种用于输电系统可靠性评估的软件TPLAN明.华东电力，2012，35（8）：50—52.