管理篇电力可靠性管理基础标注版

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1、电力可靠性管理培训教材丛书电力可靠性管理基础国家电网公司组编（征求意见稿） 读者对象：主要适用于电力可靠性管理网络中主管电力可靠性的负责人和高级管理人员等。电力可靠性管理培训教材丛书编 委 会 名 单主 任：副主任：委 员：电力可靠性管理基础编写人员名单主 编：副主编：主 审：编 写：前 言近年来，随着我国电力工业步入大电网、大机组、大容量、特高压、交直流混合、远距离输电、智能电网的阶段，电力系统的复杂性明显增加，电网的安全稳定问题日渐突出，作为提升电力企业管理水平、电网及设备健康水平的一种科学管理方法，电力可靠性管理是电力系统安全经济运行的重要保证，也是电力工业实现可持续发展的基本要求。电力

2、可靠性指标作为反映电力企业管理水平和电力系统安全运行状况，以及电力工业对国民经济用电需求满足程度的基础性指标，在电网规划设计、产品制造和安装、设备运行和检修维护、营销服务等方面的指导作用日益显著。为了进一步提高电力可靠性管理水平和可靠性管理人员的业务素质，深入开展电力可靠性管理工作，国家电网公司组织编写了一套适合电力可靠性管理各环节及各管理层次人员日常工作、学习、培训的专业教材。教材编写本着“有效实用”的指导方针，将近年来电力可靠性管理理念、可靠性规定和标准、工作要求及管理经验等知识和内容编制到教材中，形成基本涵盖电力可靠性管理各个层面、各个专业的系列教材丛书，名为电力可靠性管理培训教材丛书。

3、本丛书按照“分篇”、“分册”、“分专业”原则编写，包括“理论篇”、“管理篇”、“操作篇”；按照“统一领导、分级管理”的电力可靠性管理模式中不同管理和工作对象进行分册，包括：可靠性管理人员、各级可靠性专业人员等；按照电力可靠性管理内容进行分专业，包括：输变电设施及系统可靠性、供电系统用户供电可靠性、直流输电系统可靠性等。本册为系列丛书“管理篇”中电力可靠性管理基础分册，共九章，系统地介绍了电力可靠性管理和统计基础知识、国家电网公司电力可靠性管理组织体系和要求、电力可靠性统计评价内容和评价指标、电力可靠性目标的确定与分解、电力可靠性数据管理内容和要求、电力可靠性过程管理控制措施、电力可靠性数据分析

4、与应用、电力可靠性管理监督与评价、电力可靠性技术的应用及发展以及一些电力可靠性管理的典型经验等内容。本册主要适用于电力可靠性管理网络中主管电力可靠性的负责人和高级管理人员等，也可供相关专业及管理人员参考使用。本书在出版之前经过国家电网公司组织的专家评审，由于编写时间仓促，编者水平有限，疏漏和不足之处在所难免，恳请专家和读者批评指正，以便书中内容不断完善。编者 2011年12月目 录第一章 概述1第一节 可靠性基本概念1第二节 国内外电力可靠性管理概况5第三节 电力可靠性技术的应用领域15第四节 国家电网公司电力可靠性管理要求18第二章 电力可靠性统计评价24第一节 电力可靠性理论基础24第二节

5、 发电设备可靠性统计评价29第三节 输变电设施可靠性统计评价33第四节 输变电系统可靠性统计评价37第五节 用户供电可靠性统计评价37第六节 直流输电系统可靠性统计评价53第七节 国内外可靠性统计评价差异56第三章 电力可靠性目标管理61第一节 电力可靠性目标管理介绍61第二节 电力可靠性目标的确定64第三节 电力可靠性目标值的分解69第四章 电力可靠性数据管理84第一节 电力可靠性数据管理的范围与内容84第二节 电力可靠性管理信息系统86第三节 电力可靠性数据管理要求87第五章 电力可靠性过程管理控制94第一节 规划设计环节的主要措施94第二节 物资采购环节的主要措施96第三节 基建建设环节

6、的主要措施97第四节 调度运行环节的主要措施98第五节 生产运维环节的主要措施100第六节 营销服务环节的主要措施103第六章 电力可靠性数据分析与应用105第一节 电力可靠性数据分析105第二节 电力可靠性数据应用111第七章 电力可靠性管理监督与评价123第一节 电力可靠性工作监督123第二节 电力可靠性工作评价125第八章 电力可靠性技术应用及发展137第一节 可靠性经济学137第二节 设备全寿命周期成本管理141第三节 以可靠性为中心的维修148第四节 智能电网可靠性154第五节 输电网规划的风险分析160第六节 配电网可靠性静态评估172第九章 电力可靠性管理案例182第一节 案例1

7、协同各部门工作，提高电网运行可靠性水平182第二节 案例2制定标准作业工期，提升可靠性管理水平186第三节 案例3加强过程管理，提升供电可靠性指标190第四节 案例4高可靠性示范区的建设与实施195附 录 203附录A 国家电网公司电力可靠性工作管理办法203附录B 输变电设施可靠性评价规程（节选）207附录C 供电系统用户供电可靠性评价规程（节选）207附录D 近年来电力可靠性一些主要指标指标一览表231第一章 概述电力可靠性管理是提高电力系统可靠性水平、保证电力系统安全稳定运行的基础性工作。它不仅能进一步加强电力企业管理、增强企业核心竞争力，同时能提升电力企业服务水平，以实现企业经济效益与

8、社会效益的有机衔接。本章主要介绍可靠性的基本概念、国内外电力可靠性管理概况、电力可靠性管理的应用领域、国家电网公司电力可靠性管理要求等四部分内容。第一节 可靠性基本概念一般所说的“可靠性”指的是“可信赖的”或“可信任的”。我们说一台仪器设备，当人们要求它工作时，它就能工作，则说它是可靠的；而当人们要求它工作时，它有时工作，有时不工作，则称它是不可靠的。可靠性最初应用在电子产品领域，经过几十年的发展，目前已广泛应用于各个行业。本节从电力系统可靠性的内涵出发，分别对可靠性的起源与发展、可靠性基本概念、电力可靠性等内容进行介绍。一、可靠性的起源与发展 关于可靠性问题最初是在大工业生产及战争中为了满足

9、研制和使用复杂的军事装备时提出来的。国际上，可靠性起源于第二次世界大战，1944年纳粹德国用V-2火箭袭击伦敦，有80枚火箭在起飞台上爆炸，还有一些掉进英吉利海峡。针对该军事问题德国提出并运用串联模型计算火箭系统可靠度，成为第一个运用系统可靠性理论的飞行器。当时美国海军统计，运往远东地区的航空无线电设备有60不能工作，电子设备在规定使用期内仅有30能有效工作。在此期间，因可靠性问题损失飞机2.1万架，是被击落飞机的1.5倍。由此，引起人们对可靠性问题的认识，并开始通过大量现场调查进行故障分析，采取对策，从而诞生了可靠性这门学科。可靠性最初在电子产品领域获得广泛应用，与电子工业的发展密切相关。究

10、其根源，其重要性可从电子产品发展的三个特点来加以说明。 首先，电子产品的复杂程度不断增加。人们使用的电子产品从最初的简单式矿石收音机，到随后出现的收音机、录音机、录放相机、通讯机、雷达、制导系统、电子计算机以及宇航控制设备，其复杂程度不断增长。电子设备复杂程度的显著标志是所需元器件数量的多少。而电子设备的可靠性决定于所用元器件的可靠性，因为电子设备中的任何一个元器件、一个焊点发生故障都将导致系统发生故障。一般说来，电子设备所用的元器件数量越多，其可靠性问题就越严重，为保证设备或系统能可靠地进行工作，对元器件可靠性的要求就非常高、甚至苛刻。 其次，电子设备的使用环境日益严酷。现已从实验室到野外，

11、从热带到寒带，从陆地到深海，从高空到宇宙空间，经受着不同环境条件的考验。除温度、湿度影响因素外，海水、盐雾、冲击、振动、宇宙粒子、各种辐射等因素对电子元器件的影响，导致产品失效的可靠性的概率增大。 再次，电子设备的装置密度不断增加。从第一代电子管产品进入第二代晶体管，现已进入从小、中规模集成电路进入到大规模和超大规模集成电路时期，电子产品正朝向小型化、微型化发展。由此发展的结果导致装置密度不断增加，并造成了其内部温升增高，散热条件恶化。而电子元器件将随环境温度的增高，降低其可靠性，致使元器件的可靠性引起人们的极大重视。经过几十年发展，可靠性已成为一门遍及各学科各行业的工程技术学科，已经从电子产

12、品的可靠性发展到机械和非电子产品的可靠性，从硬件的可靠性发展到软件的可靠性，从重视可靠性统计试验发展到强调可靠性工程试验。当前，可靠性已经成为衡量产品质量的重要指标。由于可靠性管理涉及产品规划、设计、制造、使用的全过程，所以从某种意义上说，可靠性可以反映产品的综合质量。二、可靠性的基本概念可靠性通常是指元件或系统在规定的条件下、规定的时间区间内能完成规定功能的能力。该定义包括三个基本要素：规定条件、规定时间和规定功能。 1规定条件：其包括使用时的环境条件和工作条件。例如同一型号的汽车在高速公路和在崎岖的山路上行驶，其可靠性功能表现就大不一样。因此要谈论产品的可靠性必须指明规定的条件是什么。 2

13、规定时间：是指产品规定的任务时间。随着产品任务时间的增加，产品出现故障的概率将增加，其产品的可靠性功能将是下降的。因此，谈论产品的可靠性离不开规定的任务时间。例如，一辆刚出厂的汽车与用了五年后相比，五年后故障的概率显然大了很多。3规定功能：是指产品规定的必须具备的功能及其技术指标。产品所要求功能多少和技术指标的高低，直接影响到其可靠性指标的高低。例如，电风扇的主要功能有转叶、摇头与定时，那么规定的功能是三者都要，还是仅仅需要转叶能转能够吹风，所得出的可靠性指标则大不一样。对确定和满足实体的可靠性要求所进行的一系列组织、计划、规划、控制、协调、监督、决策等活动和功能的管理，我们称之为可靠性管理。

14、可靠性管理内容主要包括组织可靠性的质量保证系统，规定要管理的任务与有关部门、负责人员的职责，指导、检查和督促分担任务的协作单位的可靠性工作，制订可靠性计划并检查督促计划的执行等等。在可靠性管理活动中，可对设备或系统可靠性进行两方面分析，一方面是对过去的行为做出统计分析与评价，另一方面是根据过去的统计信息对未来的性能进行预测与评估。可靠性评价是确定现有系统或系统组成成分的可靠性所达到水平的过程。可靠性评价可以对现运行系统进行如下分析：1发现薄弱环节和系统瓶颈；2了解可靠性逐年变化趋势；3制定将来可靠性标准的参考依据；4校验原来的预测值；5检测设计方案更改的影响。可靠性评估是对元件或系统的工作固有

15、能力、性能等改进措施的效果是否满足规定的可靠性准则而进行分析、预计和认定的过程。可靠性评估可以对系统进行如下预测研究：1运行方式和维修策略比较；2提供设计和增强性方案的决策依据；3识别系统瓶颈；4可靠性成本和价值分析比较。可靠性评价与可靠性评估是两个不同的概念，两者内涵完全不同，但在应用中又有内在联系。可靠性评价是从统计的角度对已经发生的可靠性事件进行记录，通常用数据库便能简单解决。可靠性评估是以利用概率论、网络理论、被评估系统知识等为理论基础，建立相应的可靠性评估理论、模型和算法，对既有的或规划的系统进行评估。两者的方法、理论基础、结果含义、技术范畴与作用均不相同。两者的联系体现在：一是可靠

16、性评价为可靠性评估奠定了坚实基础；二是可靠性评估结果应在一定概率意义上与可靠性统计评价结果相一致。三、电力系统可靠性基本概念将可靠性工程的一般原理、分析方法与电力系统实际问题相结合，就形成了电力系统可靠性应用学科。目前该学科已渗透到电力系统规划、设计、制造、建设安装、运行和管理等各方面，并得到了广泛应用。电力系统可靠性是指电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户提供电力和电量能力的量度。电力系统可靠性包括充裕性和安全性两方面特征。充裕性是指电力系统稳态运行时，在系统元件额定容量，母线电压和系统频率等允许的范围内，并考虑系统中元件的计划停运以及合理的非计划停运条件下，向用户提供全部

17、所需电力、电量的能力。充裕性又称静态可靠性，即在静态条件下，电力系统满足用户电力、电能的能力。安全性是指电力系统在运行中承受例如短路或系统中元件意外退出运行等突然扰动的能力。安全性也称动态可靠性，即在动态条件下电力系统经受住突然扰动，并不间断地向用户提供电力和电能量的能力。在对电力系统可靠性进行分析时，也包括两方面，一方面是对电力系统进行评价，另一方面是对电力系统进行评估。鉴于电力系统规模庞大、结构复杂，因而将其作为一个整体来研究或管理是非常困难的。在实际应用中，按照电力生产过程及电网结构特性，一般将电力系统分为发电、输电和配电等主要环节。在对电力系统可靠性进行评价时，根据其主要环节可分为若干

18、子系统，如元件可靠性包括发电设备可靠性、输变电设施可靠性、配电系统元件可靠性等，系统可靠性包括供电系统可靠性、输变电系统可靠性、直流输电系统可靠性、大电网可靠性等。对这些子系统可靠性的评价是通过定量化的可靠性指标来测度，其中应用较多的主要有以下几类：1概率类指标：如可靠度、可用率等。2频率类指标：如单位时间内的平均故障次数。3时间类指标：如故障停电平均持续时间、某一类设施停电平均持续时间等。上述三类指标各自从不同角度描述了系统的可靠性状况、优点和局限性。在实际应用过程中往往是采用多种指标来描述同一个系统，从而弥补单指标种类测度的不足，全方位透视其性能。电力系统可靠性评估是指对电力系统设施或网架

19、结构的静态或动态性能，或各种性能改进措施的效果是否满足规定的可靠性准则进行分析、预测和认定等系列工作。电力可靠性基本名词术语（DL/T861-2004）对电力系统可靠性准则的定义是指在电力系统规划或运行中，为了使系统可靠性达到一定的要求需满足的指标、条件或规定。电力系统可靠性准则的应用范围为发电系统、输电系统、发输电合成系统和配电系统的规划、设计、运行和维修等工作。不同地理、气候、社会环境和不同的经济条件的国家或地区，所制定的准则也必然有很大的差异。如：配电系统规划使用可靠性准则的目的，总体而言是要合理投资的限度内减少未来用户的停电事件和损失。根据各国采用和研究的电力系统可靠性准则来看，若按研

20、究问题的性质而言，一般有所谓的技术性准则和经济性准则，其中，技术性准则是指保证系统供电质量和供电连续性系统应承受的考核和检验条件。经济性准则是指按事故停电损失、固定费用和运行费用等总费用最小为目标的最优化。另外，描述电力系统可靠性准则的还有确定性准则和概率性准则等，确定性准则是指电力系统连续运行应能承受的一组性能检验条件。概率性准则是指规定电力系统可靠度目标水平或不可靠度上限的一组概率数值参量。示例：“N-1”准则即正常运行方式下的电力系统中任一元件故障或因故障断开，电力系统应能保持稳定运行并能正常供电，其它元件不过负荷，电压和频率均在允许范围内。电力系统可靠性评估有两方面目的：一是为电力系统

21、的发展规划进行长期可靠性评估；二是为制定短期的运行调度计划进行短期可靠性预测。从国内外总体发展水平来看，长期可靠性评估研究比较成熟，不仅取得了不少理论成果，并且达到实用阶段；短期可靠性评估正处于理论探索阶段，仍有大量问题需要解决。电力系统可靠性评估有两种基本方法：状态枚举法（即解析法）和模拟法（如蒙特卡洛模拟法）。一般而言，如果元件的失效概率很小，或不考虑复杂运行情况，则采用状态枚举法效果较好；如果严重事件的数量相对较大，或考虑复杂运行工况时，蒙特卡洛模拟法更为方便。作为电力系统可靠性学科的一个重要组成部分，电力系统可靠性管理就是从系统观点出发，制定定量评价指标或准则，按照既定的可靠性目标对电

22、力设备、电力系统寿命周期中的各项工程技术活动进行规划、组织、协调、控制与监督。其要求供电企业在协调可靠性、经济性基础上对电力系统可靠性进行综合评价，提出改进和提高可靠性水平的具体措施，组织或协调有关部门加以落实，从而实现全面的质量管理与安全管理。因此，电力系统可靠性管理是现代电力工业管理的一种重要手段。它是随着科学技术和经济管理的发展形成与壮大起来的，不仅是电力工业现代化的必然产物，更是现代化社会的重要标志。第二节 国内外电力可靠性管理概况目前，国际上经济发达、现代化程度较高的国家和地区在电力工业领域大都采用了先进的、符合自身国情的电力可靠性管理方法。美国、加拿大、英国、法国、日本等国先后建立

23、了较为完善的评价体系，成立了专门的研究管理机构负责电力系统可靠性原始数据的收集、整理与分析工作，并将分析结果用于指导电网规划设计、调度运行及企业管理机制建设等诸多方面，提高了电力系统的安全性、可靠性和供电质量。一、国外电力可靠性管理概况（一）美国1电力可靠性管理机制美国可靠性管理工作开展较早，统计报告系统也较为完善。早在1965年美国东北部发生大停电事故后，美国联邦电力委员会随即在1967年的报告中对于大电力系统提出在与经济有任何矛盾时“可靠性有优先权”的观点，翌年成立国家电力可靠性协会。1981年加拿大加入该协会后更名为北美电力可靠性协会（ North American Electric R

24、eliability Council）（简称NERC）。2003 年8.14 停电大事故发生后，美国更加重视大电网的安全可靠运行。2007年，联邦能源管理委员会（FERC） 授权北美电力可靠性协会作为美国唯一的电力可靠性组织（Electric Reliability Orgnazation），并改称北美电力可靠性公司（North American Electric Reliability Corporation）（简称NERC）。同期，FERC 授权NERC 制定了强制性可靠性标准。NERC 是FERC 授权的、非盈利、非官方的电力可靠性管理组织。该机构负责发输电系统的可靠性管理工作，确保北美

25、发输电系统的可靠性运行。其主要职责四方面：一是制定发输电系统可靠性标准，监督强制相关企业执行，并以三年为周期对美国所有电力公司相关标准完成情况进行检查，公布违规情况，提出改进措施；二是负责发输电系统的可靠性评估工作，即通过十年一期的预测对发输电系统进行充裕度评估以及安全性评价，发布一份未来十年的可靠性评估报告，报告针对负荷预测和电网规划提出可靠性提升措施；三是对发输电系统进行监测，组织典型事故调查；四是负责行业内的培训、认证等工作。在发输电可靠性方面，美国绝大部分区域都处于NERC的控制范围之内。NERC下辖八家区域委员会，分别是田纳西电力可靠性协会（ERCOT）、佛罗里达可靠性协调委员会（F

26、RCC）、中西部可靠性组织（MRO）、东北电力协调委员会（NPCC）、ReliabilityFirst公司（ReliabilityFirst）、SERC可靠性公司（SERC）、西南电力交易所（SPP）和西部电力协调委员会（WECC）。其任务主要包括：一是协调各电网的发展规划和设计准则，进行负荷预测；二是对电网运行数据做统计分析；三是制定和执行可靠性标准；四是对标准执行情况进行检查和审计。美国配电系统可靠性主要由各州的公共事业委员会（State Public Utility Commission）（以下简称PUC）负责。由于美国各州的PUC 相对独立，可靠性管理模式也尽相同，因此各州各自负责统计

27、所辖区域内的可靠性数据，并制定相应措施以提高辖区内的配电网可靠性水平。2电力可靠性标准和准则在输电系统方面，2005年之前NERC制定的北美大电力系统可靠性标准一直处于自愿执行状态。2003年“8.14”停电大事故后，美国电力系统管理遇到了一个问题：电力系统可靠性准则仍维持“自愿执行”，还是改为“强制性法规”。最后，美国国会于2005年7月29日通过了H.R.6 2005能源政策法案，提出建立一个在北美地区具有制定和执行强制性可靠性标准行政权力的电力可靠性组织（REO）议案。2007年5月，FERC根据2005年能源法要求发布了大电力系统强制性可靠性标准。此后，该可靠性标准正式成为了强制性规定

28、。在配电系统方面，国际电气与电子工程师学会IEEE曾于1980年形成第一个供电系统用户供电可靠性的行业推荐标准“IEEEstd-493-1980”，以后大约每五年修订一次，最近的版本为IEEEstd-493-1997。当时美国有3000家供电公司，没有全国统一供电可靠性准则，各公司执行自定的准则，对用户“十年一天”的缺电时间概率（LOLP）仍是北美电力系统、各电力公司所共同遵守的最基本的可靠性准则。IEEEstd-493的发布为各公司制定准则提供了全面详实的理论方法和数据基础。标准在要求供电公司提供电网结构图的细目中，提到要标出各主要设备的可用率，还在停电损失计算中给出了工业和商业大楼临界停电

29、持续时间，即不致引起相应用户造成损失的最大停电持续时间推荐值。在该推荐标准中，全面论述和提供了工业、商用（含居民、市政办公等）配电系统规划设计可靠性的丰富资料，包括可靠性概率评估方法的基本概念、电力系统可靠性评估基础、可靠性经济分析基础、停电损失数据、设备可靠性数据与可靠性分析实例等，还包括事故和工作备用、预防性维修、现运行系统可靠性及其改善措施等方面的内容。此外，电气与电子工程师学会的IEEEstd-1366系列标准则主要是对供电企业可靠性汇报进行了规范，目前该系列标准最新版本为IEEEstd-1366-2003。（二）加拿大1电力可靠性管理准则加拿大在可靠性管理机构、管理机制以及输电系统规

30、划设计准则方面与美国非常的相似，但在配电可靠性管理标准和准则方面存在一定差异。早在20世纪40年代，加拿大的电力工作者就认识到用定量指标来描述电力系统供电充裕度的必要性。1959年加拿大建立了供电连续性委员会，规定了用户停电小时、停电千伏安时、平均停电频率和停电连续时间等量度供电系统充裕度指标。1962年建立了由参加加拿大电气协会全年供电系统连续性调查人员和供电系统可靠性技术委员会成员共同组成的全国性报告系统， 1963年该系统发表了第一份统计报告，到1973年，统计报告已经覆盖90%的用户。1976年加拿大电气协会配电系统可靠性工程委员会制定了配电系统可靠性工程指南，旨在提供一个对供电可靠性

31、定量评价方法，并建立一个供电水平标准能为管理方面接受的可靠性准则。1983与1984年，加拿大Saskatchewan大学工学院院长、IEEE电力系统可靠性分委员会主席R.比林顿（Rov Billinton）出版的工程系统可靠性评估和电力系统可靠性评估两本专著，至今还是电力系统可靠性评估研究的重要理论基础。与美国相似，加拿大没有全国性统一准则，各公司自愿采用相应的准则，或制定自己的可靠性准则。加拿大配电系统可靠性工程指南规定，各电力公司的供电可靠性准则必须使用户需要与对供电充裕度要求相一致。用户需要主要从供电质量、供电连续性两种基本形式考虑。供电质量以允许的电压和频率水平表示；供电连续性以连续

32、满足用户供电质量要求的指标频率、平均停运持续时间以及年停运时间期望值等参数来评价。供电系统设计的可靠性水平应根据供电用户的重要水平而定，不同等级的用户线路，设定不同的供电可靠性标准。2加拿大电力可靠性管理特点加拿大供电系统用户供电可靠性管理工作有以下五个特点：（1）供电系统的用户供电可靠性管理工作始终围绕着供电的连续性和可靠性两方面进行，既强调对历史状况的统计分析，又强调对未来状况的预测评估。（2）针对不同等级的用户供电线路规定不同的供电可靠性标准，针对不同的用户规定了不同的供电连续性允许水平。（3）对供电系统用户供电可靠性采用两类指标：一类是以用户为基础而建立的指标，如系统平均停电频率、系统

33、平均停电持续时间、用户平均停电持续时间以及系统平均供电可靠率；另一类是以负荷、电量为基础的指标，如平均负荷停电、平均系统缺电、平均用户缺电。这些指标同时也是北美电力可靠性协会（NERC）各成员公司所属配电网共同采用的指标。（4）对供电系统用户供电可靠性收集的数据有两类：一类是面向用户或负荷点的数据，即仅统计受用户停电的情况；另一类是面向设备的数据，记录设备停运造成或不造成用户停电的连续情况。前者提供系统充裕度的历史记录，后者提供制定设计、运行和维修的策略依据，两者相互补充，缺一不可。（5）建立了一套行之有效的用户供电可靠性预测评估技术和费用与效益计算方法，该可靠性模型指标已普遍作为大多数国家制

34、定准则的重要参考。与美国相似，加拿大没有全国性统一准则，各公司有自己的供电系统可靠性准则。（三）英国1电力可靠性管理机制英国电力可靠性管理职权归于其电力监管机构“天然气和电力市场管制办公室”（OFGEM）。在输电方面，英国的输电企业每年需要汇报电网性能方面的情况（目前，输电企业开始向天然气和电力市场管理局GEMA进行汇报），且输电企业必须依照“GB Security and Quality of Supply Standard”（SQSS）的要求规划、运行其它电网。近年来，OFGEM又出台了“输电网可靠性激励方案（Electricity transmission network reliabi

35、lity incentive schemes）”，希望通过经济手段提高其输电网可靠性。在配电方面，OFGEM通过配电证、服务质量监督说明与指导等相关法规准则对可靠性进行管理。配电企业需以特定形式向OFGEM汇报其电网性能，接受OFGEM的审查、处罚和激励。1989年的英国电力法赋予OFGEM独立地位，2000年之后有所变动，OFGEM须向“天然气与电力市场管理局（GEMA）”和“天然气与电力消费者委员会（GECC）”汇报工作，并且竞争委员会有权否决、修改OFGEM颁发的各种许可证。2电力可靠性标准和准则在规划设计准则方面，英国输电企业必须依据“大不列颠供电安全和质量标准（SQSS）”的要求规划

36、、运行电网。在配电方面，配电企业需遵守服务质量监管说明与指导等相关法规和准则。近年来，为提高输电公司投资积极性与电网反事故能力，OFGEM还颁布了“输电网可靠性激励方案”。在该方案中，如果输电网年度可靠性超过事先确定标准，则按照其超出标准给予相应财政激励；反之，则对输电企业进行处罚。在统计分析准则方面，英国早在20世纪60年代各地方电力公司就已建立可靠性设计标准。1964年英国电力委员会制定了国家标准故障和停电报表，统一了全国的报表及导则，广泛开展系统故障频率、原因及停电持续时间的统计分析。另外也涉及负荷特性、停电损失、可靠性费用及经济效益等。1975年英国电力委员会又发布全国设备缺陷报表，规

37、定了供电系统中的各种电力设备缺陷统一的含义、分类及填报方法。1978年新的供电安全导则颁布后，又修订和完善了统计办法和安全导则。1980年英国电力委员会颁布了对高压系统典型事故按编码填写事故报告的内容，供电系统可靠性研究和应用得到了不断的发展。此外，自2005年4月开始，英国国家电网公司作为大不列颠输电网的运用商（GBSO）要求按照输电系统安全标准和服务质量规定，每年以固定方式向OFGEM和GEMA汇报其年度系统的可靠性情况。3英国电力可靠性管理特点英国的供电系统可靠性指标一般按统计目的和用途可分为两大类：一类是年统计指标，用于对当年运行状况进行分析；另一类是趋向性指标，以五年作为一个统计期间

38、，连续滚动计算，以较长一段时间内的统计和分析来判断可靠性变化和发展趋势。英国供电系统制定可靠性统计指标的目的，一方面在于获取并传递供电系统设备运行的可靠性资料，为研究供电系统发生故障时的性能提供资料；另一方面为编制供电系统运行、控制、检修和维护方式提供可靠性资料，提出数据明确而统一的供电标准，为进一步提高可靠性水平做准备。英国的供电系统可靠性管理文件和统计分析指标较为全面，既有事故和停电的统计报表，又有设备缺陷统计报表以及供电安全导则；既有反映充裕度的指标，又有安全性指标；既考虑了系统及设备的供电能力，又考虑了系统的安全水平；既有年度分析指标，又有五年连续滚动计算的趋向性指标；既可以进行一年一

39、度的分析比较，又可以从一个较长的时期去观察和分析其统计规律。因此，英国供电系统建立的指标全面反映了对用户的综合服务质量、故障和预安排停电的状况、系统和设备的性能以及系统外部可能带来的影响等各方面。基于英国供电系统可靠性指标的全面性，国际上很多国家供电系统可靠性的统计与分析都参照英国模式。（四）法 国1电力可靠性管理机制作为欧洲电网的一部分，法国输电网可靠性管理很大部分权限由“欧洲输电网联盟”（UCTE）行使。UCTE是欧洲大陆输电网运行商的联合组织，负责协调系统内各电网的调度、规划、故障恢复、停运安排等。UCTE电网的组织结构为分布式，不存在着中央调度机构。每个TSO独立负责自己的控制区，监视

40、整个区域内系统的运行情况，并协调与邻近电力企业的行动。一般而言，一个国家就是一个控制区，但有些国家由多个控制区组成，相应的有着多个TSO。UCTE电网运行联合会负责制定大电网运行的技术标准和条例，并协调成员国之间的合作。另外，UCTE的管理主要通过UCTE运行手册等文件来实现。法国国内可靠性管理机构为法国能源监管委员会（CRE）。其2000年成立之初为电监会，2003年电监会改组为能源监管委员会。CRE根据国家法律授权负责实施电力和天然气事务监管。CRE通过制定相关法规和技术导则对全国电网的可靠性性能最低标准作出规定，接受法国输电公司（RTE）和配电企业的的性能汇报，审查其汇报数据，根据激励方

41、案对输电和供电企业进行奖惩等。2电力可靠性管理特点法国供电系统按中压、低压电网分别计算故障停电、工程停电和输电系统停电造成的用户平均停电时间、故障率、电量损失、损坏设备和故障原因分布等内容并加以分析。法国2004年年用户年平均停电时间为63.8分钟，相当于供电可靠率为99.988%左右，扣除计划停电影响后用户年平均停电时间缩短为57.1分钟，相当于供电可靠率为99.989%左右。法国电力公司面对日益严峻的环境约束和质量要求差异的矛盾，规定了如表1-1所示的用户付费补偿可靠性限值标准。表1-1 电力用户付费补偿可靠性限值标准19951998年农村中、小城市大城市城市中心长时间停电最高次数6332

42、短时间停电最高次数3010322005年农村中、小城市大城市城市中心长时间停电最高次数2111短时间停电最高次数5211*以上数值计入用户承受的全部故障（五）日 本1电力可靠性管理机制目前，日本电力系统可靠性管理由“常规电力公司”（GPU）和日本电力系统委员会（ESCJ）共同管理。日本政府经济、贸易和工业省则通过每年的供电计划报告来监控电力供应的可靠性。日本的“常规电力公司”包括九大电力公司和冲绳电力公司，负责自己所属的电力系统可靠性管理，在强制性规定下确保电网的安全供电、平衡供需及调度运行。日本电力系统委员会建立于2003年，负责电力系统可靠性规则的制定和各公司电力系统可靠性监督，并监管各电

43、力公司间的联络、协调等。日本电网的长期规划和建设必须经过政府经济、贸易和工业省和ECSJ的评估，以确保规划能够满足长期的电力需求。根据日本电力事业法规定，每财年年底，各电力公司需要向经济、贸易和工业省提交10年电力供需规划，经编译后于年底出版。ECSJ也要求在每财年年底编制供电可靠性评估报告，对电力公司和独立发电商的可靠性进行披露和评估。2电力可靠性标准与准则电力可靠性管理在日本大约始于1961年。1963年，东京电力公司制定了由故障频度、故障停电率、停电功率、停电时间、负荷加权指数、地区差别系数等因素决定的可靠性度量尺度。1971年，电气学会工厂配电专业委员会发表关于工厂配电供电可靠度文献调

44、查的技术报告，对可靠性技术术语进行统一解说，列举了工厂供电系统供电可靠度的计算方法与提高工厂供电可靠度的措施。1972年，电气学会配电专业委员会发表从系统运行和可靠性的观点出发研究配电设备最佳组成方法，系统论述了供电系统可靠性的定义、指标、计算方法，提供了提高可靠度的措施及实施效率分配计算法、可靠度预测方法等，为供电系统用户供电可靠性管理的实际应用建立了统一基础。1989年，配电系统调查专业委员会发布配电系统供电可靠度评价方法和缩短停电时间技术的报告。根据不同电力用户的需求，规定不同的目标值，并从故障停电和作业停电两方面对防止重复停电和长期停电实行个别可靠度的微观极限值管理。同时立足于电力用户

45、方面，以供电线路区段为单位，考虑对电力用户供电的各个配电系统的结构和故障修复程序问题。在此基础上系统可预测在任意地点、任意设备上发生故障时电力用户所经历的停电时间，从而把供电可靠性管理和应用推到了一个崭新的阶段。3日本可靠性管理特点日本对供电系统用户供电可靠性的管理与欧美有显著的不同，主要表现在以下5个方面：（1）在对供电系统网络结构和切换能力深入研究的基础上，提出以“裕度”概念为基础的评价方法。除采用普遍使用的供电点、用户年平均停电次数、年平均停电时间外，针对网络结构和故障后负荷切换转移能力提出了联络率、正常运行率、有效运行率，以及适切馈线率等独特的综合评价指标。（2）供电系统可靠性指标既有

46、全国性统一指标，又有地区性指标。虽然前者整体上与欧美大体一致，但在具体计算和应用方面，则结合实际网络结构采用系数化的方式来实现。（3）在供电系统可靠性应用方面，日本从供电系统结构、故障停电和作业停电三方面采取措施。针对不同电压等级的供电系统、不同用户要求和施工、检修的需要规定不同的系统结构，并建立了一整套提高供电系统可靠性措施。（4）根据配电系统和设备运行特点进行综合考虑，既强调宏观的平均值管理，又注意根据用户的不同需求实行个别可靠度的微观极限值管理。（5）不仅注意从供电系统结构、故障停电和检修作业停电三方面采取措施，对不同电压等级的供电系统、不同的用户要求和施工与检修设计不同的系统结构，而且

47、建立了一整套提高供电系统可靠性措施实施效果的计算方法。日本供电系统对用户的供电可靠性几乎接近没有停电的情况，其用户到20世纪90年代后平均停电时间已经减少到10分钟以内，相当于供电可靠率的99.998%。二、国外电力可靠性管理发展趋势（一）从分散管理向集中管理发展美国、加拿大和澳大利亚等具有分权制传统的国家，其下属各州（省）在内政方面具有较大权力。在电力工业长期发展过程中，这些国家逐渐形成了以州（省）为主体的用户可靠性管理体制，各州（省）根据其历史传统和实际情况对电网性能提出要求并实施管理。随着电力工业发展和电力系统日益庞大、复杂，传统的分散管理模式已难以适应当前社会对资源配置和电能交换的要求

48、，可靠性管理方式由分散走向集中已呈现出不可逆转的趋势。随着电力交易的日益频繁，各国对大电网统一规划、调度、运行和维护产生需求。因此，对可靠性的集中管理首先发生在输电领域，NERC就是在上世纪中后期发展起来的可靠性管理组织。目前，NERC管辖区域已覆盖了北美的绝大部分地区，其制定的可靠性管理标准、规定和准则已成为输电运营商共同遵守的规范。为进一步加强对可靠性的管理与控制，维护电网安全稳定运行，NERC制定的相关准则已从各参与者自愿遵守发展为强制遵守。随着欧盟一体化进程加快和欧洲电力系统互联日益紧密，管辖范围包括大部分欧盟国家（不包括英国）的UCTE（欧洲输电网联盟）也开始发挥类似NERC的功能，

49、对欧盟各国的输电可靠性进行管理、监督和评价。随之而后，日本、新加坡等亚洲国家也在加强对可靠性的控制和管理。继输电系统后，对供配电系统的统一管理也提上日程。20世纪90年代美国开始在全国范围内推行供电可靠性评价方法的调查，并随后由电气及电子工程师协会（IEEE）推出了“IEEE配电可靠性指标导则”，希望统一全国的供电企业可靠性指标体系，以便于对全国电网性能进行比较、评价和监督。目前，该导则已在美国全国得到了广泛应用。澳大利亚和欧盟也正在进行类似的工作，其中澳大利亚主导此项工作的是ACCC（澳大利亚竞争及消费者委员会）和ENA（能源网络联合会），欧盟中负责此项工作的则是欧盟能源委员会。总之，无论是

50、欧洲、亚洲的传统国家，还是北美、澳洲的分权制国家，其可靠性管理的发展趋势都是一致的，都是从分散管理向集中管理靠拢。这是由当代电力系统大容量、远距离传输的特点所决定，是不可逆转的。随着我国电网结构日益坚强，尤其是特高压电网的建设和发展，我国的电力系统将进一步发挥其大范围内优化配置资源的作用，那么统一、健全的可靠性管理机制将是维护大电网安全稳定运行、实现资源优化配置的基础。因此，借鉴、吸收国外可靠性集中管理经验，健全我国的可靠性管理机制，是今后一段时期我国电网企业和可靠性管理部门的重要任务。 （二）从行政管理向市场化管理发展随着电力市场化改革的深入进行，各国对电力可靠性传统的行政管理也出现了松动并

51、采用柔性的市场化管理手段。与传统行政手段相比，市场化管理较少干涉企业的内部事务，完全以结果为导向，通过市场来引导企业的决策，兼顾了供电可靠性和经济性。目前，英国、法国和意大利等欧洲国家已建立了较为完善的可靠性奖惩机制，其他欧洲国家则正在积极进行准备工作。可靠性奖惩方案，一般是根据历史性能为电网可靠性设立某一目标，当电网性能达到或超过目标时，给予其一定程度的奖励，反之则给予一定的经济惩罚，从而以经济手段激励电网企业以提高其可靠性。值得注意的是，成功引入可靠性奖惩机制的国家，如英国、法国和意大利等，其可靠性评价体系、数据统计方法和数据核实机制等配套方案均比较完善；而缺乏配套机制的奖惩方案虽然已在部

52、分国家有所发展（如爱尔兰），但其效果尚有待观察。可靠性保险、可靠性电价等方法目前都只在小范围试行，尚未见大规模的应用实例。 （三）从政府直接管理向供电企业、行业协会和监管机构协同管理发展国外电力系统可靠性管理大多是由供电企业、行业协会和监管机构共同承担，各司其职，相互监督，而政府的功能仅限于制定重要的法律法规、划定各机构的职责权限以及对涉及国家能源安全的事项进行论证和审查。这种模式在日本、美国、加拿大和澳大利亚等国的可靠性管理上体现得最为明显。在这种管理模式下，供电企业是统计可靠性数据、改进可靠性性能的承担者；电力监管机构代表政府听取企业的汇报、审核企业可靠性数据是否准确、评价企业的可靠性性能

53、、制定相关的可靠性标准和奖惩措施等。行业协会一方面具有部分的监察功能，对性能不达标或行为违规的企业具有一定的约束力；另一方面，行业协会需对下属各企业的可靠性数据进行总体统计、分析和数据挖掘，为监管机构、政府和企业提供咨询服务和决策支持，并籍此参与制定部分法规、规范和标准的制定。与国外发达国家相比，我国电力工业市场化改革刚开始不久，管理机制尚未完全健全。因此，今后我国电力系统可以通过法规或规章形式尽快确立供电企业、行业协会和电力监管机构在可靠性管理中的地位、职责及协调机制，使其能够在可靠性管理过程中各司其职、协调配合，为电网安全可靠运行奠定基础。（四）从指标管理向指标、统计方法和统计程序并重的方

54、向发展在指标体系建立后，各国都不约而同的发现，单纯的指标管理实际上具有一定的限制作用。究其原因，电力系统可靠性受到太多因素的影响和制约，如数据的收集过程、筛选过程和最终的应用过程都会对指标值造成重要的影响。IEEE建立可靠性指标体系之后，转而开始致力于可靠性数据的统计方法、程序、数据归类的归一化研究，希望能逐步实现北美地区可靠性数据统计的一致性。英国、法国等国家不仅详细定义了可靠性指标体系和统计方法，而且对数据的统计程序、排除程序和审核程序等都进行了细致规定，以确保其数据的准确性和可对比性。目前，欧盟能源委员会正尝试在欧盟范围内建立统一的可靠性指标体系和统计方法。三、我国可靠性管理工作的发展与

55、现状（一）我国电力可靠性管理体制的建立1985年1月，中国当时的电力主管部门原水利电力部正式批准成立了水利电力部电力可靠性管理中心，专门从事全国电力可靠性管理工作。但伴随着中国几次电力系统管理机构的改革从水电部、能源部、电力部到电网公司，电力可靠性管理中心亦随之更名。1999年，电力可靠性管理工作正式纳入行业管理的范畴，中心更名为“中国电力企业联合会电力可靠性管理中心”。当时的中国电力可靠性管理体制如图1-1所示。图1-1 1999年我国电力可靠性管理体制图1-1中的电力行业可靠性管理委员会是由中国电力企业联合会常务理事会领导下的非常设机构，其主要任务是协调电力行业可靠性管理工作中的重大事项，

56、研究提出开展好电力行业可靠性管理工作的重要建议，负责评审有关重要规范、制度等。为适应电力可靠性管理工作的新形势，从2006年初开始，中国的电力可靠性管理正式纳入国家电力监管委员会的监管体系，电力可靠性管理中心更名为国家电力监管委员会电力可靠性管理中心。其日常管理工作委托中国电力企业联合会负责，具体业务接受电监会安全监管局的指导。这标志着中国电力可靠性管理工作从以往受政府部门委托转变为电监会的直接领导。目前，我国可靠性管理体系如下所示：图1-2 我国电力可靠性管理组织体系（二）我国电力可靠性管理现状我国的电力系统可靠性研究与管理起步于20世纪70年代，80年代蓬勃兴起，90年代形成管理网络。在学

57、习和借鉴国内外电力可靠性研究的基础上，经过长期的探索与实践，目前我国已形成一个比较完善的电力可靠性管理体系。与国外情况类似，我国首先也是通过制定电网规划的可靠性准则来确保系统的安全可靠性。之后我国电力系统根据长期的运行经验和国外安全稳定准则相关内容，总结出一套系统安全防御措施配置的原则和经验，并在电力系统安全稳定导则（DL 755-2001）和电力系统安全稳定控制技术导则（DL/T 723-2000）中进行了表述。现阶段，我国电力可靠性管理包括输变电设施与系统可靠性管理、用户供电可靠性管理、直流输电系统可靠性管理以及发电设施及系统可靠性管理等。根据电力可靠性的管理内容我国各项管理均建立了标准、

58、准则、制度和规定。我国现执行的电力可靠性制度主要有：国家电力监督管理委员会第24号令电力可靠性监督管理办法、中华人民共和国电力行业标准：输变电设施可靠性评价规程（DL/T837-2003）、供电系统用户供电可靠性评价规程（DL/T836-2003）、直流输电系统可靠性统计评价规程（DL/T9892005）等，为适应电力可靠性管理发展的需要，国家将适时对相应的评价规程规定进行修订。为确保可靠性数据信息的及时性、准确性与完整性，我国建立了全国统一的电力可靠性管理信息系统。其按照网络版进行布置，实时在线运行，并形成了电力可靠性管理中心、电网公司、省级电力公司、地市级电力企业、县供电企业和工区（部室）

59、、班站（站所）多级管理模式。另外系统程序应用范围逐步扩大，管理水平不断提高。此外，电力可靠性管理中心每年举办一次“电力可靠性指标”发布会，至2011年已连续发布了十九次，受到社会各界的欢迎和重视，对促进我国电力可靠性管理的工作起到了很好的作用。第三节 电力可靠性技术的应用领域 可靠性技术在电力系统的规划、运行、维修和资产管理等领域发挥重要作用。其应有领域主要有以下十个方面：一、准则和标准的制定可靠性准则是指为使元件或系统的可靠性达到一定的要求而应当执行的标准、规范或应遵循的指导规则。可靠性准则一般分为概率性（变量的）准则和确定性行为（性能试验）准则两类。从电力系统可靠性准则的定义中可以看出，制

60、定电力系统可靠性准则的目的是为了确保在电力系统规划或运行中使系统可靠性达到一定的要求。因此，电力工业可靠性管理的基本任务是电力行业的规划设计、设备制造、基建安装、生产运行等环节需要制定并执行可靠性准则。电力市场不仅要求可靠性提供技术支持，而且要求对原有的可靠性准则进行修订。目前许多国家都在研究如何制订符合电力市场要求的可靠性准则，其中比较典型的是NERC在1997年公布的规划准则和1998年公布的执行细则。二、规划或现运行系统可靠性评估在电力系统规划、设计、运行的全过程中，一方面应坚持系统全面的可靠性定量评估制度以提高电力系统的效能，对可能出现的故障进行故障分析，采取措施减少故障造成的影响。另

61、一方面应对可靠性投资与相应带来的经济效益进行综合分析，以确定合理的可靠性水平，并使电力系统的综合效益达到最佳。例如：规划系统的可靠性评估的主要工作任务包括对未来的电力系统和电能量需求进行预测，收集设备的技术经济数据；制定可靠性准则和设计标准，依据标准评估系统性能；识别系统的薄弱环节，选择优化方案；对运行系统进行可靠性评估就可以在可接受的风险度下建立和实施各种运行方式，确定运行备用容量，安排计划检修，确定电能购入和售出点，确定输送方式和能量。三、可靠性成本效益分析成本效益分析是指将反映投入的成本指标与反映产出的生产经营成果指标进行对比分析的一种经济学分析方法。因为成本升降并不是评价方案优劣的唯一

62、标准，还需要考虑成本效益问题，因此通过成本效益分析，能够全面、准确地评价方案的可行性。四、发电容量和电网最优规划迄今为止，许多国家的电力部门仍然习惯于采用基于确定性的准则和方法进行发电容量和电网的规划。这种准则的缺点在于只能对系统在待定状态下性能的“好”与“坏”做出定性判断，不能表征出系统可靠性性能的数值特征，特别是随着现代电力系统规模的日益庞大，出现了用确定性方法难以解决的问题。正是出于解决实际问题的需要，促进了系统可靠性评估概率方法的发展。五、备用容量和位置分布各国通过长期实践基本上都制定了相对成熟的备用容量评估方法和标准。典型的确定性备用容量评估方法不能反映当前机组的数量、性能、出力变化

63、、输电网约束以及负荷的不确定性等因素的影响，同时也没有明确的指标衡量备用水平。实际上电力系统备用容量与可靠性备用容量紧密相关，可通过评估可靠性水平和调整备用容量来满足对可靠性的要求。六、运行方式薄弱环节识别和优化调度在电力系统中，运行在不同环境下的不同设备，其发生故障的可能性不同，不同故障引起的事故对系统的严重程度也不同。传统的基于确定分析的EMS，最多在确定预想事故时将最有可能发生的预想事故考虑进来，按经验来考虑事故发生的可能性，但并未进行量化分析。将传统可靠性研究与电网调度自动化有机结合和提升，建立不确定性数学模型，不仅可以进行运行薄弱环节的识别，进而决策怎样增加、更换设备（发电机、线路等

64、）等来增强电网的安全性，还能进一步决策如何运用合理的调度策略来改变运行方式。七、以可靠性为中心的维修以可靠性为中心的维修（Reliability Centered Maintenance,rcm）是目前国际上流行用于确定设备预防性维修工作、优化维修制度的一种方法。其基本思路是：对设备进行故障和功能分析，明确设备各故障的后果；用规范化的逻辑决断模块，确定各故障的预防性维修对策；通过现场故障数据统计、专家评估、量化建模等手段，并考虑维修停运对系统可靠性的影响，以总费用最小为目标对设备的维修策略进行优化。利用该方法合理安排预防性维修类型可以克服传统定期计划维修的弊端，达到理想的维修效果。八、电力市场营运策略电力市场环境下，