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面對極端擾動事件的城市彈性配電網評估指標體系

時間:2020年11月24日 分類:電子論文 次數:

摘要:經濟的發展,人們用電需求增加,促進我國電力產業的發展。彈性配電網是有恢復力的配電網,不僅要滿足正常環境下的可靠運行,更需要能在極端擾動事件(如自然災害、人為攻擊等)發生時維持必要的功能。目前大多數配電網評估指標體系都是針對配電網規劃和

  摘要:經濟的發展,人們用電需求增加,促進我國電力產業的發展。彈性配電網是有恢復力的配電網,不僅要滿足正常環境下的可靠運行,更需要能在極端擾動事件(如自然災害、人為攻擊等)發生時維持必要的功能。目前大多數配電網評估指標體系都是針對配電網規劃和運維管理建立的,還沒有一整套完整的城市彈性配電網評估指標體系。本文就面對極端擾動事件的城市彈性配電網評估指標體系展開探討。

  關鍵詞:彈性配電網;極端擾動事件;評估指標體系

配電網絡

  引言

  城鎮化發展離不開優異、可靠、穩定的電網。當前,對電網進行改造和建設,是城市發展的重中之重。但是,由于過去傳統老舊思想的存在,城市規劃和電力規劃缺乏步調的一致性,甚至有些城市的配電網沒有落實“城市發展,電力先行”發展策略,使得當地配電網無法為城市居民用電和企業生產工業用電提供可靠的電力保障,而盲目改造更是加劇了存在的問題,必須對電網改造有科學正確的認識。為了我國城市化進程的長足發展和穩定進行,全面有效解決城市電網的各種問題,要求各大供電公司和城市規劃協調一致。通過深入調查城市的用電情況和城市電網的發展特點,需重視供電問題,嚴謹對待發展中的陋習,以有效提升城市配電網的可靠性和穩定性。

  1 構建面對極端擾動事件的城市彈性配電網評估指標體系

  構建面對極端擾動事件的城市彈性配電網評估指標體系時,嚴格遵循系統性、客觀性、可行性、科學性、靈活性和代表性6大基本原則。根據層次分析法,通過調研已有研究成果,構建出面對極端擾動事件的城市彈性配電網評估指標體系,分為預防階段、滲透階段、恢復階段指標。以預防階段指標為例,說明如下。(一)電源防災能力指標。(1)能源互聯度。能源互聯度主要包括微電網接入程度及新能源接入程度。微電網接入程度計算公式為

  式中:Ana為新能源接入比例;Qn新能源接入電量。(2)電源多樣性。接入城市電網的電源種類應具有多樣性,并且實現各種電源的互補。電源種類包括燃煤、燃氣、核電、水電機組、其他清潔能源及專用調峰機組等。(3)分布式電源比例。分布式電源一般分為光伏發電、風力發電、生物質能發電、微型燃氣輪機以及各種蓄能技術等,可緩解環境的壓力,提高能源消耗的利用效率。分布式電源比例表示為

  (4)電動汽車比例。電動汽車作為一種靈活的充電負荷及儲能裝置,可為電力系統提供調頻和削峰平谷等服務。電動汽車比例計算公式為

  式中:Bec為電動汽車使用量比例;Dec為某城市某時間段電動汽車使用量;Dtc為該城市汽車使用量。(5)儲能裝置比例。儲能裝置可為重要用戶提供后備電源服務,也可在電網故障時,保障對用戶的高可靠性供電。儲能裝置比例表示為

  (6)黑啟動能力。城市配電網應具有黑啟動能力的電源。

  (7)變電站多主變率,其計算公式為

  (二)電網設備防災能力指標。

  (1)設備健康度,計算公式為

  (2)區域間聯絡率,計算公式為

  (3)網架互聯率,計算公式為

  (4)壓線路N-1校驗通過率LN,計算公式分別為

  (5)地下設施個數比例。地下設施一般指110~0.4kV電纜線路和地下配電室或者配電房。地下設施個數占比為

  2 城市配電網規劃設計建設改造的有效途徑

  2.1電網的合理布局設置

  為了保證城市居民的安全用電,提高城市電網的效率,需要合理規劃城市配電網布局。因為城鎮人口較多,用電需求相對較大,所以在規劃城鎮配電網時,需要科學合理分析配電網的實際情況,分析配電網主干線路和分支線路的長度比和供電半徑長度比,確定合理的參數。同時,應該綜合不同電壓等級內電網允許的功率損失率、允許供電半徑給定等數據,推導出合理的電網長度值。選擇能夠提高用電設備實際利用率的設備,合理規劃配電網的布局。

  2.2合理規劃配電網

  為在現有的基礎上,進一步提升配電網的運行穩定性,應當對其中的配電網點進行科學合理的規劃。具體內容如下:對供電范圍和線路進行合理選擇,并按照實際情況,對導線截面進行確定,同時應對開關站的規模進行科學劃定,對配變的安裝地位進行優選,通過計算,確定配變的容量。在進行配電網規劃的過程中,一個結合城市發展規劃的需要,遵循安全、穩定的原則,對配電網點進行優化配置,以此來確保配電網中電力傳輸的可靠性,從而使配電網的運行達到最優化的狀態。

  2.3合理選擇電壓等級

  電壓等級在不同類型的配電地區設計要求不同,需要根據具體情況具體分析。在設計小型配電網絡時,電壓等級可分為三種類型,以簡化電壓等級,減少人力、物力的輸出。在設計大型配電網絡時,需要復雜的電壓等級。科學合理地進行電網布置是重中之重。對于簡單的電壓等級,降低發生變電的層級,會減少電能在傳輸過程的損耗,從而改善配電網的電力傳輸水平。在對配電網絡進行合理電壓等級的設計過程中,專業工作人員應該積極思考,善于發現問題,爭取在不影響日常工作的情況下做到最小損耗。

  2.4強化配電網管理

  在對配電網進行改造和建規劃的過程中,強化管理非常重要,可針對當前配電網管理規范性不足的現狀,采取如下措施:首先,供電企業應當遵循科學合理、切實可行的原則,編制配電網運行管理機制,將管理工作落實到人,從而使相關工作人員能夠各司其職,為高效管理目標的實現奠定基礎。

  其次,供電企業應當采用新的配電網管理技術和設備,對傳統人工管理模式進行優化改進,逐步實現對配電網的規范化管理。再次,企業應當重視對配電網管理人員的培訓,加大對他們的專業培訓力度,使其對新設備及新技術進行學習,從而提升配電網的管理水平,為配電網的安全、穩定、可靠運行提供保障。

  電力論文范例:基于配電自動化的供電可靠性研究

  結語

  配電網是保障社會經濟發展和人民生活的基礎設施,不僅需要滿足正常環境下的可靠運行,更需要能在極端擾動事件發生時維持必要的運行功能,將極端擾動事件的影響范圍控制在最小范圍內,靈活適應環境變化并快速恢復配電網的供電能力。

  參考文獻

  [1]孫旻,李婷婷,曾偉,等.基于灰色綜合評價法的需求響應項目規劃評估,2017,29(12):97-106.

  [2]趙旭州,張秀斌,丁濤,等.主動配電網光伏電源最大有效接納量評估,2017,29(4):95-100.

  作者:毛人杰