电力系统运行可靠性分析与评价理论研究

贾奇龙 时娟娟

(国网河南省电力公司南阳供电公司，河南南阳 473000）

电力系统运行可靠性分析与评价理论研究

贾奇龙 时娟娟

(国网河南省电力公司南阳供电公司，河南南阳 473000）

首先阐述了电力系统运行可靠性分析包含的主要内容，探讨了各个因素对电力系统可靠性的影响，随后介绍了电力系统运行可靠性评价指标体系，最后提出了提高电力系统运行可靠性应采取的相关措施。

电力系统；可靠性；分析；评价

0 引言

在科技高速发展的今天，电力系统有着不可替代的地位，可以说，如果没有电力系统，人们的生产、生活都寸步难行。电力系统是一个公共能源产业，其主要工作就是发电并将电能可靠高效地输送给用户，保证人们正常用电。电力系统能够可靠稳定运行是社会经济发展的重要保证。怎样高效、持续、可靠地将发电站的电力能源传输给用电户是该行业研究的热门课题，越来越多的研究都把主要目标放在如何提高电力系统的可靠性方面，从而进一步节约运行成本，并保证发电、输电、用电安全。目前，电力系统的结构已经从传统的简单供电模式逐步向复杂化发展，且规模日益增长，如今电力系统发展的方向是大容量、远距离和高电压。无论是企业还是个人，都离不开电力，一旦电力系统出现故障，社会的各个层面都会产生直接或者间接的损失，所以人们越来越关注电力系统的可靠性。

1 电力系统可靠性分析主要内容

电力系统的主要功能就是向所有用户安全可靠持续地提供高质量的电能。所以，对于电力系统可靠性的研究实质就是综合考虑电力系统各种运行方式，经过概率计算对比，得到最后的分析结果，再制定出具体实施方案，从而保证电力系统中各个设备都工作在最佳状态，必要时更改系统设备，最终使整个电力系统都运行在最佳状态，保证用户的负荷要求。电力系统可靠性分析主要是在规定的条件和规定的时间内借助可靠度指标对电力系统进行分析评价。在分析过程中，要保证电力系统始终在向各个负荷点供应合格的电能，最终确定影响电力系统运行可靠性的关键因素。一般情况下，在对电力系统进行可靠性分析的过程中侧重点不同，则所采用的可靠性指标也不一样，但最终都可以表示为某个测度函数的期望值。在对电力系统运行可靠性进行分析和评估时，不同的运行环境会有不同的评测结果，“在一定的条件下”对电力系统的可靠性分析有着重要影响。一般电力系统的可靠性分析主要包括两方面:充裕度和安全性。

1.1 充裕度

电力系统的静态可靠性称为充裕度，即电力系统连续不断向用户供给电能的能力，通常是当电力系统在设定条件下忽略系统运行状态变化的暂态过程，只要求分析电力系统在进入新的场景后的稳定运行过程，观测系统在不同运行方式下是否能够满足用电户的负荷要求，但也要考虑输送系统能够承受的传输电压。总体而言，充裕度主要是研究在不同的运行条件下电力系统是否有充足的发电量满足用电户的负荷要求，还研究输电系统的变电设备能否达到负荷要求，保证正常输送电能。如果充裕度不达标，就是电量不足期望；如果达到备用容量百分比概率指标，表示在保证功率前提下有足够的时间预期值。

1.2 安全性

电力系统的动态可靠性称为系统运行的安全性，主要是指在对电力系统切换场景后其是否还能承受外界干扰的能力。比如，当电力系统发生短路或系统中某个设备突然发生故障时，系统是否能够自动恢复原来的运行状态或转换到其他不影响正常供电的运行模式，从而保证在发生突发事故后，系统还可以向用电户提供持续且质量合格的电能。电力系统运行安全性的好坏，反映了该系统的自适应能力。目前最常用的是N-1准则，还有一些常见的故障是否能够影响电力系统的正常运行，如果电力系统在遇到这些故障时可以保持稳定或者改变模式正常工作，表明该系统安全，自适应能力强。

2 电力系统可靠性评价指标

电力系统可靠性评价体系主要是从静态和动态2个方面出发，对系统进行可量化分析评价。本文主要介绍了系统、负荷点以及元件3个层次的可靠性评价指标。

2.1 系统可靠性评价指标

系统的可靠性指标可分为概率充分性指标和概率稳定性指标。概率充分性指标反映的是电力系统在稳态下即暂不考虑暂态稳定性时的运行情况，主要说明了系统对负荷供电的充分性。概率稳定性指标反映了在发电机、变压器、输电线等设备发生故障后系统的暂态反应以及在暂态行为中为了保持系统的稳定而切除的负荷量。概率充分性指标主要包括静态切负荷概率、静态切负荷功率期望值等；概率稳定性指标主要包括动态切负荷概率、失稳概率和失稳频率等。

2.2 负荷点可靠性评价指标

负荷点可靠性评价指标一般指降压变压器低压侧负荷点的可靠性，该数据是电厂部门需要重点关注的参数。负荷点可靠性评价指标与前面所述系统可靠性评价指标类似，此处不再赘述。

2.3 电力系统元件可靠性评价指标

在设计电力系统的过程中，首先需要掌握发电机、主变压器和输电线等重要设备是否对系统和负荷点的可靠性有较大影响。通过分析电气系统运行过程中各个元器件的工作情况并进行综合评价，找出关键元件和瓶颈设备，从而对相关元器件进行更新改进，提高其性价比，在降低成本的基础上提高可靠性。元件可靠性评价指标主要有每条线路的有功最大过负荷量和每条线路强迫停运导致的停电量等。

3 提高电力系统运行可靠性的措施

提高电力系统可靠性的方法很多，主要有技术措施和组织措施。

技术措施主要是加强电力系统的建设，减少人为操作造成的故障，从而提高电力系统的可靠性。具体包括:在操作安全的情况下，根据实际条件，及时对电力设备进行维护，减少设备停机时间。尽量保证每年都对电力系统进行全方位检修，根据具体的技术要求，及时发现运行故障，采取措施，处理问题。通过综合分析电力系统在各个时间段的工作情况，发现其运行方式存在的缺陷，并及时改正。在多个用户的供电线路上，保证供电系统能灵活分配电量，从而满足线路上每个用电户的负荷要求。尤其是在多用户10 k V高架线路输电过程中，如果遇到污染比较严重或雷电多发地段，可考虑使用20 k V等级输电。高压台区要加强改造，避免由于意外事故导致停电，在改造过程中，要严格按照设计标准，保证操作员安全。在低压电缆改造方面，要尽量做到逐步用低压电缆取代传统的入户线，从而解决用户负载增加导致供电线路过载的问题。

提高电力系统可靠性的组织措施主要有3个方面:首先，要全面分析各个评价指标，从而确定在特定的时间、特定的情景下影响电力系统运行可靠性的根本原因是什么。提前做好防范措施，在没发生故障之前，采取措施，更改运行方式或调整电力设备从而保证系统能够可靠工作。其次，必须制定规范的管理制度，加强管理。通过规范的操作来提高电力系统的可靠性。必须制定行之有效的制度，使电力系统管理日趋完善，尽量减少大范围停电事故，提高系统可靠性。最后，要加强对信息资料的收集和整理，不断完善电力系统数据库，以便在发生故障时能精准定位故障源，迅速排除故障，提高电力系统可靠性。对于电力系统数据的整理，尽量保证数据同步和转型，协调好供电部门、电力输送部门和用户的关系，并做好宣传工作，尽量减少破坏性停电事故的发生。

4 结语

电力系统是社会发展的重要动力，其运行情况直接影响国民生活质量和社会经济发展。电力系统工作的基本要求就是要保证安全、可靠、高效地将电能由发电站输送给用户。虽然现在电力系统应用了很多精密设备和安全控制装置，但还是会发生电力故障，这不仅影响了社会经济的发展，也严重威胁了人们的人身财产安全。所以，电力系统能够可靠运行不仅是电力行业的基本要求，也是人们正常生产生活和社会经济发展的重要保障。

[1]郭永基.电力系统可靠性原理和应用(上）[M].北京:清华大学出版社，1985

[2]谢开贵，董百强，赵霞，等.大型(变）电站电气主接线可靠性综合分析系统[J].电力系统自动化，2006(15）

2014-10-16

贾奇龙(1980—），男，河南镇平人，工程师，研究方向:电力系统。