电网事故及异常影响负荷计算方法探讨

何剑军++李建斌

摘 要：通过解释电网发生事故或异常后影响负荷的相关术语定义，探讨分析了每个分量的精确计算方法，并结合电力系统的运行特点，综合考虑备自投等安全自动装置、低压脱扣装置、用户等因素，提出了每个分量的计算公式，综合影响计算精度的管理和技术条件，给出了相应的建议。

关键词：电网故障；减供负荷；备自投；低压脱扣装置

中图分类号：TM711.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.078

2011-09-01，国务院《电力安全事故应急处置和调查处理条例》（以下简称“条例”）正式施行。条例规定，电力安全事故（以下简称“事故”）的等级划分，减供负荷和造成城市供电用户停电的比例，被作为电力安全事故事件等级划分的标准。然而，受电力系统运行特点的影响，电网故障（异常）影响的负荷计算较为复杂。

1 术语和定义

电网负荷：相应区域或行政区域内公司、地方供电企业管辖电网的所有负荷和用户自备电源的负荷。

电网减供负荷：省（自治区）、省会城市、地级市（州）、县级市、县等相应行政区域内的电网在事故发生期间的实际负荷最大减少量。此过程不含因备自投或重合闸成功后恢复的负荷量、低压脱扣减少的负荷量。

备自投恢复负荷：电网发生故障后，利用备用电源自投装置恢复供电的负荷。

低压脱扣损失负荷：因为用户侧低压释放装置动作等用户自身的原因而脱离电网对应的实际减少负荷。

电网损失负荷：电网发生故障后，线路重合闸和备用电源自投装置动作完成后系统未恢复的负荷，包括电网减供负荷和低压脱扣负荷。

用户主动停用负荷：受台风、降雨等影响电力用户主动停产、停工、停业、停课等减少负荷。

台风影响负荷：台风期间，用户主动停用负荷与电网减供负荷之和。

电网应有负荷：如果电网当天未发生故障（异常）应有的负荷，用于评估故障（异常）对电网负荷的影响，可用最近两周内、最相近同一时段负荷曲线替代。

2 计算方法探讨

2.1 故障（异常）影响负荷计算

2.1.1 电网损失负荷

电网损失负荷可以利用调度自动化系统负荷曲线计算，并在故障（异常）发生后快速完成。计算公式为：

P电网损失负荷=P起始时刻负荷-P30秒后负荷-P转移负荷. （1）

式（1）中：P起始时刻负荷为故障（异常）发生时刻电网负荷；P30秒后负荷为故障（异常）发生30 s后的电网负荷；P转移负荷为故障（异常）发生30 s后转移至相邻电网的负荷。

在式（1）中，P起始时刻负荷、P30秒后负荷取自调度自动化系统电网负荷曲线相应应数值，P转移负荷是根据各电压等级备自投装置动作情况完成相关计算的。

2.1.2 电网减供负荷

以计算单一受影响变电站减供负荷的数值为基础，通过分站累加得到地（县）电网减供负荷，分区总加地（县）电网减

供负荷可以得到省区电网、区域电网减供负荷。

2.1.2.1 变电站减供负荷计算（单一变电站计算）

电网发生故障（异常）后，满足以下任一条件的变电站（不包括用户站，下同）都需进行减供负荷计算：①发生10 kV配电线路失压；②发生35 kV及以上直供用户（包括专线用户，下同）线路失压。

对于某一个变电站供电区域，其负荷和发电出力一般由以下4部分组成：①10 kV线路有功功率；②10 kV并网电厂（包括用户自备电厂，下同）发电出力；③35 kV及以上直供用户供电负荷；④35 kV及以上直供用户自备电厂发电出力。

因此，受影响单一变电站减供负荷计算公式为：

.（2）

式（2）中：P10 kV线路（i）为10 kV线路失压前的有功功率（取变电站侧数值）；P10 kV井网发电出力（j）为通过10 kV线路并网电厂失压前发电有功功率（取发电机出口侧数值）；P35 kV及以上直供用户自备发电出力（m）为35 kV及以上直供用户失压前自备发电厂的有功功率（取发电机出口侧数值）；P35 kV及以上直供用户供电负荷（n）为35 kV及以上直供用户失压前的供电负荷（取变电站侧数值）。

在此需要注意的是，某变电站同时向多个行政区域供电时，应分别计算该变电站对各行政区域减供负荷情况。

2.1.2.2 地区、县电网减供负荷（对单一变电站的累加）

按照2.1.2.1中所述的方法，在计算得到单一变电站减供负荷的基础上，累加行政区域范围内所有受影响变电站的减供负荷，可以得到地区、县区电网减供负荷。具体计算公式为：

. （3）

式（3）中：X为行政区域范围内受影响的变电站总数。

2.1.2.3 省区电网及区域电网减供负荷（分区总加）

省区电网减供负荷由所辖地区电网减供负荷总加得出，具体计算公式为：

. （4）

式（4）中：Y为该省范围内受影响地区个数。

区域电网减供负荷由各省区电网减供负荷总加得出，具体计算公式为：

. （5）

式（5）中：Z为区域电网范围内受影响省区个数。

2.1.3 备自投负荷

当故障或异常发生后，通过备自投装置动作并成功恢复的负荷计算公式为：

. （6）

式（6）中：P备自投恢复负荷（i）为备投动作成功后恢复的负荷数值；W为成功动作的备自投装置套数。

2.1.4 低压脱扣负荷

对于某一行政区域的低压脱扣损失负荷，可以采用以下2种方法计算。根据这2种方法计算出的低压脱扣损失负荷数值相互校验（其中计算公式（7）为主算法）。

通过该行政区域的电网损失负荷和电网减供负荷计算得出低压脱扣负荷，计算公式为：

P低压脱扣损失负荷=P电网损失负荷-P电网减供负荷. （7）

通过计算故障区域各未失压厂站故障前后负荷变化量得出低压脱扣负荷，计算公式为：

P低压脱扣损失负荷=P备自投成功动作的厂站故障前后负荷差+P相邻未失压厂站故障前后负荷差.（8）

2.2 台风影响负荷计算

为了进一步分析台风期间电网故障和用户自身行为对电网负荷的影响，特将台风影响负荷分为用户主动停用负荷和电网减供负荷2类。

在台风影响期间，电网应有负荷曲线、实际负荷曲线、用户主动停用负荷曲线和电网减供负荷曲线，如图1所示。

电网应有负荷曲线取自自动化系统历史数据，实际负荷曲线由自动化系统直接采集得到，台风影响负荷可由公式（9）计算：

P台风影响负荷=P应有负荷-P实际负荷. （9）

电网减供负荷由1.1节中的电网减供负荷计算方法计算得到。对于自动化程度较好的单位，可以连续计算各时刻电网减供负荷数值，在自动化系统中显示该负荷曲线。

用户主动停用负荷可利用台风影响负荷、电网减供负荷计算得到。计算公式为：

P用户主动停用负荷=P台风影响负荷-P电网减供负荷. （10）

当发生事故或出现异常时，电网调度机构的调度员需要将大部分精力投放到事故处理操作中。因此，上述影响负荷计算宜在调度自动化系统中建立相应的模块，逐步实现故障（异常）情况下各类负荷的自动计算、报送和发布等。

3 结论

电网发生事故或出现异常后，往往会导致用户供电的暂时中止，并产生一定的减供负荷。条例的颁布实施明确了减供负荷作为评判事故（事件）等级的依据之一，因此，精确计算电网事故或异常影响负荷非常重要，然而受备自投、低压脱扣装置、用户主动停用负荷等因素的影响，减供负荷计算非常复杂。本文深入分析了事故或异常影响负荷的构成，并探讨了每一个分量的计算方法，给出了比较精确的计算公式。在分析过程中，可以在调度自动化系统中增加相应的计算模块或计算公式进行自动统计，这样，一方面可以大大减轻调度员的工作量，在出现事故或异常后快速获得减供负荷情况；另一方面，还可通过数据接口关联用户信息自动计算事故或异常减供用户情况。为了提高计算的准确性，需要采取相应的措施提高数据采集的完备性和采样精度，以实现精确计算。

〔编辑：白洁〕

Discussion on Calculation Method of Power Network Accident and Abnormal Influence Load

He Jianjun， Li Jianbin

Abstract： In this paper， the explanation power network accidents or abnormal impact load of related terms and definitions， focuses on the analysis of the accurate calculation of each component， and combined with the operating characteristics of the power system， considering the automatic throw in equipment such as automatic safety device， under voltage tripping device， users， and other factors， and puts forward the calculation formula of each component， the combined effects of calculation accuracy of management and technical conditions and gives the corresponding suggestions.

Key words： power network fault； for reducing load； prepared from the cast； low voltage tripping device

文章编号：2095-6835（2015）19-0080-01