包括供电瓶颈识别的电力系统供电能力分析

占达联

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.30.108

摘 要：随着我国经济发展的深入，我国针对电力基础民生设施建设的水平愈发的得到提升，近年来，供电能力分析走进人们的视野中，该分析不仅仅是一种简单的度量指标、参数，更能够为后续电力供给人员的运行、规划工作提供理论、数据等方面的支持。本文为了对现阶段的电力系统供电能力进行合理的评估，同时构建合理的“价值函数”引导电力系统中负荷的分配情况，从而对电力系统中的供电瓶颈进行识别，以期为我国未来的供电系统供电能力分析、评估工作做出理论贡献。

关键词：供电瓶颈识别 电力系统 供电能力分析

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）10（c）-0108-02

近年来，随着我国电力系统发展的壮大，我国电力系统、网络逐年向着系统化、规模化的趋势所发展，其系统的规模和运行网络的复杂性年增加，与此同时，随着人们生产、生活水平的不断发展，人们对于电力的供给、质量需求也不断的增加，传统的电力系统已经无法从根本上满足与时俱进的时代发展，尤其是在电力系统中供电能力的评估环节，仅仅针对系统的供电能力和供电裕度（Load Supply Margin）情况的计算已经无法满足电力供给人员的实际工作需求，由此，能够为供电研究人员提供更加准确、详细供电能力参数的新型的供电系统供电能力分析方式成为了供电人员管控供电瓶颈、规划供电网络的重点。

1 供电能力的概述

供电能力，是指供电系统在其系统正常运行过程中可以负荷的最大供电能力，针对电力系统的供电能力分析能够帮助电力供应人员在一定限度内合理规划供、配电工作做出巨大贡献。目前，在我国电力系统中通常以某一确定的供电区域内符合标准的最大负荷、供应能力为该电力系统的最大供应能力，即TSC（Total Supply Capability）。

2 电力网络供电能力分析的现状及确定方法

2.1 电力网络供电能力分析的现状

现阶段，我国针对电力网络供电能力的分析方法主要有以下两种：首先，是应用将用以表达系统供电能力的网络参数运用函数的方式进行简单的计算，便可的出的供电能力分析结果。例如，在实际的计算过程中，将变电站的供电能力作为网络参数的函数，并从短电流角度出发进行针对供电能力和其参数变动间的差异性分析。这种方法的优势在于其解析方法相对较为简便，能够在较快时间内进行一段参数的连续性计算，但是由于其无法切实的、全面考量输电设备对于供电能力的影响，使得这种方法下针对其供电能力的分析比较粗略，所以不能应用该数据进行缜密的定性分析。其次，则是优化方法，这种方法状态下，将原有的电力系统供电能力计算构建成为了一项相对具有约束力的数学模型，从而计算人员可以通过恰当的计算方式（例如，线性回归方程法。可信赖域计算等方法）进行有关问题的求解。这种方法相对于解析法增加了一部分物理约束，使得这种方法针对参数的计算更加的灵活，同时准确性也大大提升。所以，在实际的分析过程中大都应用优化方法进行有关电力系统供电能力的分析工作。

2.2 优化方案中目标函数的确定方法

在实际工作中，针对优化方法中应用的目标函数确定方法，通常应用以下两种方法进行有关参数的确定工作。

2.2.1 假设法

针对目标函数的假设法是将其计算过程中，假设电路系统中所有的负荷都按照一个相同的比例a递增，由此，这种情况下的优化目标便可以看作max[a]。这一方法在一定限度内可以与实际的电力负荷增长情况较为吻合，但是，在实际的应用过程中却由于其在计算中无法充分探究有关电力系统中供电瓶颈的问题而使得整体计算环节相对较低的问题。

2.2.2 负荷点功率集中法

这一方法中，计量人员将实际工作中最大化的网络中的所有符合的功率总和作为了其优化的目标参数。应用这种方法在进行实际优化目标过程时，会发生对电网的供电瓶颈以及各负荷节点的综合供电能力不准确等问题。例如，由图1，当应用上述方法作为优化目标的状态时，节点L1和L2上的总负荷各增加60MW的效果和在L1或L2单节点上增加120MW的效果是类似的，所以，在这一状态下，可能会出现单节点荷载能力较低的问题，从而影响供电研究人员的判断。

根据上述分析可知，无论应用上述两种方法进行优化节点的计算时，都无法真实的研究各供电系统中的供电瓶颈问题，所以在实际的供电能力分析工作中，应该通过更加合理的负荷增加模式描述，才有可能更加精准的识别有关电力系统中的供电瓶颈问题。

3 供电能力评估的数学模型建立

根据上述分析，可以通过基于供电裕度价值函数的计算前提下进行针对供电能力的评估计算。

Q（x）==（wi（x）Li（x））

其中，x为表示优化目标中各负荷节点的功率情况。

在这一状态下，供电裕度价值函数最为电力系统中最优优化目标，可以使得各负荷节点的供电裕度的分布情况相对更加均匀的同时避免了单一使用上述方法中计算结果过于单一、保守、不能充分展示供电瓶颈等问题的存在。

4 供电能力分析方法在实际中的应用

截止目前，根据上述模型，已经开发出了基于VS5（Visual Studio 2005）系统平台上应用的软件。与此同时，为了满足实际的电力部门需求，将该系统平台中的计算软件分为每变电区域（500±5）kV的变电分析模型，目前已经在我国电力供电系统中获得一定推广。例如，广东顺德某电力系统供电片区，该片区仅包括一座可容纳500kV的变电站，其接线如下图2所示。

可以看出该片区供给包括6座220kV变电站以及一座本地供电厂，整体供电线路的负荷总和为（2235±5）MW。根据这一情况，应用上述模型进行计算，可知该区域的整体最大供电能力为2598.79MW、供电裕度情况为13.98%。在其主站500kV的主变容量约束，该目标区域的整體供电裕度水平相对偏低，尤其是在顺德到世龙这一阶段，在预想的事故下输电已基本没有可见的裕度情况。所以，针对这一问题，就需要在实际的电路优化过程中，针对这些问题进行进一步的规划处理工作，从而在提升整个电力系统的供电能力的同时，改善各个电力供应站点间的合理规划、分配情况，继而做到供电效果最优化、效率最大化。

5 结语

综上所述，本文以优化电力系统的供电裕度最大化作为整体供电能力分析的优化目标，通过对原有供电能力分析方法的探究，发掘其中存在的不足并予以更近一步的改进，从而构建了包括进行供电瓶颈问题识别的新型电力系统供电能力分析方法，进而使得供电工作人员，在实际的供电能力分析工作能能够更加准确、及时的发现供电系统中存在的供电瓶颈问题，并通过目标函数的计算在分析过程中探究更加贴合负荷实际情况，进而增加评价效果的准确性和可应用性。最后，通过在实际电厂中的应用，证明了该供电能力的较高可行性，可为我国未来的电力系统供电能力分析作出理论贡献。

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