考虑容灾能力的电网规划方法

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2、辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master title style,考,虑,虑,容,容,灾,灾,能,能,力,力,的,的,电,电,网,网,规,规,划,划,方,方,法,法,电,网,网,差,差,异,异,化,化,规,规,划,划,新,新,方,方,法,法,抗,灾,灾,型,型,电,电,网,网,规,规,划,划,模,模,式,式,与,与,模,模,型,型,电,网,网,差,差,异,异,化,化,规,规,划,划,新,新,方,方,法,法,引,言,言,当,前,前,，,，,智,智,能,能,电,电,网,网,研,研,究,究,成,成,为,为,业,业,界,界,

3、热,热,点,点,。,。,为抵御,重,重大自,然,然灾害,导,导致的,大,大面积,停,停电，,中,中国智,能,能电网,建,建设相,比,比于国,外,外，更,加,加强调,容,容灾能,力,力和可,靠,靠性。,差异化,规,规划是提高,电,电网容,灾,灾能力,的,的重要,措,措施之,一,一。,提高部,分,分输变,电,电设施,和,和电源,的,的设计,标,标准，,使,使电力,系,系统具,有,有更强,的,的抗灾,能,能力，,以,以保证,灾,灾害情,况,况下对,特,特殊负,荷,荷的供,电,电。,中国国,家,家电网,和,和南方,电,电网公,司,司都在,不,不同层,面,面启动,了,了差异,化,化规划,，,，并得,到,

4、到国家,发,发改委,等,等主管,部,部门的,支,支持。,国内外,研,研究人,员,员分,2,种主要,情,情况对,电,电力系,统,统防灾,变,变进行,了,了较多,研,研究。,一是电,力,力系统,本,本身灾,变,变。如文,献,献,8,分析了,如,如何防,止,止偶然,事,事故演,化,化为电,力,力系统,灾,灾变，,文,文献,9,介绍了,国,国外大,面,面积停,电,电事故,的,的应急,处,处理机,制,制及对,中,中国的,启,启示。,在,在电力,系,系统预,警,警、保,护,护、应,急,急控制,、,、故障,恢,恢复等,方,方面取,得,得了丰,硕,硕的研,究,究成果,。,。,二是在,外,外部严,重,重灾害,发

5、,发生后,电,电力系,统,统的应,急,急处理，如何,尽,尽快恢,复,复，如,何,何在灾,害,害中保,证,证重要,负,负荷供,电,电，这,对,对开展,减,减灾、,救,救灾工,作,作具有,十,十分重,要,要的意,义,义。文,献,献,13-14,从电网,运,运行的,角,角度，,提,提出了,极,极端外,部,部灾害,情,情况下,电,电网调,度,度运行,决,决策支,持,持系统,的,的设计,。,。文献,15-16,总结了,冰,冰雪灾,害,害条件,下,下电网,运,运行所,面,面临的,问,问题，,对,对覆冰,形,形成原,因,因、监,测,测、融,冰,冰技术,等,等方面,的,的基础,问,问题进,行,行了整,理,理。

6、,但从规,划,划角度,，,，通过构,建,建合理,网,网架来,提,提高电,网,网抗灾,能,能力的研究,还,还不充,分,分。,本文提,出,出差异,化,化规划,新,新的指导原,则,则与模,型,型，以最,小,小的成,本,本提高,电,电网容,灾,灾、抗,灾,灾能力,，,，保障极,端,端恶劣情况下,的,的基本,供,供电能,力,力和电,网,网自愈,能,能力。,差异化,规,规划的,指,指导原,则,则,电力系,统,统需保,持,持瞬时,平,平衡，,且,且负荷,主,主动变,化,化，供,电,电被动,变,变化。,因,因此，,差,差异化,规,规划首,先,先需要,分,分析关,键,键区域,的,的关键负,荷,荷。,一般情,况,

7、况下，,电,电网负,荷,荷分为,一,一、二,、,、三级,负,负荷，,在,在某些,地,地区，,除,除了一,级,级负荷,外,外，还,有,有特级,负,负荷；,在,在部分,地,地区，,特,特级负,荷,荷是一,级,级负荷,的,的组成,部,部分。,根据日,前,前负荷,分,分级的,相,相关标,准,准，一,级,级负荷,的,的范围,过,过广，,在,在严重,灾,灾害下,难,难以保,证,证所有,一,一级负,荷,荷的供,电,电。,随着城,市,市化率,的,的提高,，,，一级,负,负荷占,总,总负荷,的,的比重,有,有逐年,提,提高的,趋,趋势。,因此，,有,有以下,几,几点建,议,议,:,1,）建议推,广,广应用,特,

8、特级负,荷,荷的概,念,念。,特级负,荷,荷定义,为,为在重,大,大自然,灾,灾害、,战,战争、,社,社会稳,定,定等受,到,到严重,冲,冲击等,非,非正常,状,状态下,需,需保证,供,供电的,特,特殊负,荷,荷。,要严格限制,特,特级负荷的,范,范围，例如,医,医疗卫生负,荷,荷以治疗、,病,病房、药品,存,存储等为主,，,，少量办公,负,负荷也可纳,入,入，但医院,大,大部分办公,负,负荷不应纳,入,入特级负荷,。,。,文献,17,将灾害情况,下,下需保障的,负,负荷分为高,危,危用户,(,如矿山、有,工,工业,),、重要用户,(,如政府、指,挥,挥中心、地,铁,铁、机场、,通,通信、医院

9、,),、救灾用户,3,类，基本涵,盖,盖了特级负,荷,荷。,2,）特级负荷应,适,适度集中。,建议城市规,划,划中将需要,保,保障用电的,用,用户适度集,中,中，在地域,上,上连续安排,5MVA10MVA,的特级负荷,为,为宜（因,10kV,线路的供电,容,容量在,5MVA10 MVA,之间）。,特级负荷集,中,中是城市规,划,划和城市电,网,网规划相协,调,调的重要方,面,面。,若特级负荷过于分散，向特级负,荷,荷供电的各,个,个配电线路,、,、变电站以,及,及这些变电,站,站的电源进,线,线就相应比,较,较分散，都,要,要被纳入需,要,要保障的范,围,围。这将使,差,差异化规划,和,和建设

10、的成,本,本过高。,但若特级负,荷,荷过于集中，一个变电,站,站故障可能,导,导致大量特,级,级负荷停电,，,，加大特级,负,负荷在非灾,害,害状态下的,停,停电风险。,同时，在电,网,网规划和业,扩,扩报装工作,中,中，采用如,下,下方式实现,特,特级负荷适,度,度集中供电,:,1,）特级负荷,原,原则上使用专线供电。若特级负,荷,荷与普通负,荷,荷同线供电,，,，则在特殊,情,情况下，使,不,不需要保障,供,供电的用户,“,“搭顺风车,”,”。,2,）以通过,10kV,中压配电网,供,供电的特级,负,负荷为例，相邻,110kV,变电站所供,特,特级负荷，,尽,尽量通过,10kV,环网，在,

11、110kV,变电站层面,适,适度集中。,以上可通过,划,划分,110 kV,变电站（或,有,有,10kV,出线的,220 kV,变电站）在,灾,灾害情况下,的,的供电范围,来,来实现。,其中，一部,分,分变电站不,提,提高设计标,准,准，灾害情,况,况下不考虑,其,其运行；提高设计标,准,准的变电站,（,（以下简称,“,“高标准站,”,”），除了承担,正,正常状况下,供,供电范围的,供,供电外，灾,害,害情况下周,边,边其他变电,站,站的部分供,电,电范围也由,该,该变电站承,担,担。,根据目前大,部,部分城市特,级,级负荷约占,总,总负荷比重,30%,的情况，高标准站容,量,量将超过,110

12、 kV,供电容量的,1/3.,3,）建议高标准,站,站在灾害情,况,况下供特级,负,负荷容量满,足,足,N-1,原则，当一台主,变,变压器故障,时,时，仍可以,保,保证对特级,负,负荷的供电,。,。,4,）建议采用特,级,级网络概念。在严重灾,害,害情况下，,形,形成特级负荷、,少,少数输电线,路,路和变电站,、,、少数电源,组,组成的特级,网,网络。特级网络,是,是从各特级,负,负荷逐步追,踪,踪到电源的,供,供电通路，,在,在存在适当,安,安全裕度前,提,提下，最小,化,化提高设计,和,和建设标准,的,的各电压等,级,级网络。,为了保证形,成,成特级网络,的,的通路，每,个,个,110kV

13、,高标准站，,至,至少应有,1,条线引自,220kV,高标准变电,站,站出线、高,标,标准,110kV,发电厂、其,他,他,110kV,高标准站的,进,进线母线引,人,人进线。,为了最小化,特,特级网络，,110kV,高标准站的,进,进线也应适,当,当集中，每,3,个或,2,个,110kV,高标准变电,站,站安排从同,一,一个,220kV,高标准站,(,或,110kV,电源,),进线。同,样,样的道理,继,继续上推,到,到,500kV,变电站。,这样，从特级负,荷,荷的适度,集,集中人手,，,，逐步往,上,上一级电,压,压等级递,推,推，形成,完,完整的、,最,最小化的,供,供电通路,。,。,

14、目前，一,些,些网省公,司,司在制定,差,差异化规,划,划时，简,单,单按照输变电设,施,施电压等,级,级确定其,重,重要性和,设,设计标准。按照该,原,原则确定,的,的差异化,规,规划方案,，,，针对性,较,较差、成,本,本过高。,在,在严重灾,害,害情况下,，,，可能不,能,能保障对,特,特级负荷,供,供电。,例如，在,某,某些省市,，,，线路覆,冰,冰设防标,准,准，,500kV,线路为,50,年一遇，,110kV,和,220kV,线路为,30,年一遇，,可,可能出现,110kV,和,220kV,基本瘫痪,、,、部分,500kV,线路可用,的,的情况，,导,导致有电,送,送不出。,按形成

15、特,级,级网络的,思,思路，假,设,设特级负,荷,荷占总负,荷,荷的比重,为,为,3000,，则高标,准,准的,500kV,输变电设,施,施大致占,30%,，被大幅,度,度压缩。,5,）建议采用,分,分级差异,规,规划。,外部可能,发,发生不同,严,严重程度,的,的灾害，,可,可分级制,定,定差异化,规,规划，例,如,如：特级网络为保障特,级,级负荷供,电,电的网络,；,；一级网络为保障一,级,级负荷供,电,电的网络,。,。由于特,级,级负荷是,一,一级负荷,的,的组成部,分,分，特级,网,网络也将,是,是一级网,络,络的一部,分,分。特级,网,网络设计,标,标准高于,一,一级网络,，,，一级

16、网,络,络设计标,准,准高于其,他,他部分。,特,特级网络,和,和一级网,络,络将是坚,强,强智能电,网,网的重要,组,组成部分,，,，是电网,提,提高容灾,能,能力的核,心,心，也是,电,电网自愈,的,的核心支,撑,撑。,差异化规,划,划优化模,型,型,按照第,1,节提出的,差,差异化规,划,划原则，,本,本节以特,级,级网络优,化,化为例，,分,分析差异,化,化规划的,优,优化模型,。,。,由于在灾,害,害情况下,的,的时间较,短,短，无需,把,把灾害时,运,运行经济,性,性纳入目,标,标，因此,差,差异化规,划,划的目标,是,是差异化建,设,设的成本,最,最低，如下式,:,式中,:f,为差异化,建,建设的总,成,成本，通,过,过优化，,追,追求总成,本,本最低；,N,为组件总,数,数；,S,i,为主要的,决,决策变量,，,，即第,i,个组件是,否,否提高设,计,计标准，,等,等于,1,时提高，,等,等于,0,时不提高,。,。,值得注意,的,的是，不,同,同的组件,（,（电源、,线,线路和变,电,电站）提,高,高设计标,准,准的成本,差,差距将非,常,常大，所,以,以选择不,同,同