电网经济运行策略分析

电网经济运行策略分析（精选11篇）

电网经济运行策略分析 第1篇

关键词：电网,经济运行,电压,变压器

电力企业在生产能源的同时, 也消耗了大量的能源。据相关数据统计, 整个电力能源的生产及输送过程中, 发电机、变压器、输电线路等电力设备所消耗的电能占据了总功率的30%左右, 可见电力企业在电力生产及输送过程中存在着巨大的节能潜力。特别是电网线损率高达8%, 与发达国家的5%相比, 差距较大, 节能空间有待充分挖掘, 可以说电网经济运行是电力企业节能目标实现过程中不可或缺的组成部分。电网的经济运简言之就是以最低的供电成本以及最少的能源消耗来保证电网的安全、稳定、正常运行, 其实就是电网运行综合效率指数的提高。具体可以诠释为, 在保证电网安全、稳定运行基础上, 充分利用现有的设备, 结合相关技术论证及运行实践, 采用优化结构、调整负载、更换变压器、提高功率因数等手段, 使电网达到最佳的运行状态, 进而减少网损, 提高电网运行整体经济效益。基于上述电网经济运行理念, 结合目前笔者所在地区电网实际情况, 可以采取以下措施来实现电网的经济运行。

1 双线并馈运行方式的应用

电网的经济运行是以电网的持续、可靠、运行为基础的, 因为只有保证电网运行的稳定性, 才能减少事故跳闸的次数、缩短停电时间、增加了供电量, 进而提高电网运行经济性, 而大量运行实践表明双线并馈运行方式不失为一条实现电网可靠运行的有效途径。双线并馈运行即两条馈供线路并列运行, 双线并馈运行的深入应用及普及可以改变运行、检修部门不了解电网实际情况的局面, 促进生产、调度、检修、运行等各环节的联动与协作, 通过统筹部署、全员参与、多方协作、力量凝聚来保证电网的安全、稳定运行, 进而以确保电网可靠运行为基础来提高电网运行的经济性, 实现电网的经济运行。需要注意的是, 双线并馈运行虽然能有效提高电网的输电容量, 可实现故障或检修状态下电网运行的灵活调整及变换, 进而提高供电的经济性。但双线并馈运行方式的实现需要一定的条件, 特别是继电保护设备的配合整定工序较为复杂, 这就决定了在应用和普及双线并馈运行方式时需综合考虑自动装置、继电保护等各项要素, 在充分发挥双线并馈技术优势的同时, 又保证了电网运行的整体经济效益。

2 电网运行环境的优化

为了保证电网的经济运行, 还可从电网运行环境的优化着手, 主要是通过功率分布的改善和电网电压的调整来实现。首先, 功率分布的改善。为了避免三相不平衡电流的影响, 应在各相之间以及各相与零线之间设置适宜容量的电容, 不仅可以对各相的功率因数产生补偿作用, 还可以维持各相有功电流分量的稳定。其次, 电网电压的调整。电网运行电压是否在合理范围内, 将直接影响电网设备的空载损耗, 因此, 通过电网运行电压的调整可降低电网损耗。一般在保证电网稳定运行的状态下可通过母线上投切电容器、发电机端电压调节、变压器分接头调整等技术来实现电压合理调整。例如, 相关实验表明, 在保证无功平衡的基础上, 通过变压器分接头的调整, 理论上可提高电网运行电压值约1%, 同时降低网损约1.2%。

当然, 除了上述措施外, 还可通过母线电压的调整、无功补偿容量的调节、主变压器分接开关档位的控制等技术手段来优化电网运行环境。需要注意的是, 这些方式都是以电网的稳定、可靠运行为前提的, 例如母线电压的调整要注意无功功率在合理范围内流动, 而无功补偿容量的调节要注意母线电压在合理范围内。

3 变压器的经济运行

变压器的经济运行是实现电网经济运行不可或缺的技术措施, 以往主要根据运行经验或负载变化来投切主变, 但这种较为粗糙的投切方式未能有效的降低变压器运行损耗, 因此, 还需要更为精确的方法来实现变压器的经济运行。变压器经济运行的基本原则就是在保证供电量的基础上, 根据负荷的变化对主变进行及时、准确地投切, 进而降低主变损耗, 提高变压器运行效率, 实现变压器的经济运行。一般变压器的经济运行主要从变压器配置、变压器运行模式优化以及变压器负载的经济调节这三方面来实施。具体而言就是计算出影响变压器经济运行的各项参数, 如变压器的有功功率损耗、无功功率损耗、功率损耗等, 然后根据参数得出变压器经济运行时投切的负载临界点, 根据负载临界点来选择最佳的主变投切时机, 使主变在保障供电量的基础上处于最低损耗运行状态。

4 无功电压优化系统的改善

为了降低电网损耗, 提高供电质量, 提高电力系统的供电质量, 无功电压优化管理也是关键环节。目前广泛采用的无功电压优化管理系统可实现对电网运行中的主变档位、电容器投切的自动控制。无功电压优化管理系统主要由调度自动系统、主变档位、电容器投切等部分组成, 可实现无功补偿设备理想投入、无功分量就地平衡, 以及减少主变分接开关调节次数, 进而降低网损和提高电压合格率, 达到减少人为误差、改善电能质量、提高设备使用效率的目的, 为电网的经济运行提供保障。但从目前无功电压优化管理系统的应用现状来看, 仍然存在着一些问题, 直接影响着无功电压优化系统正常功效的发挥。例如:

无功电压优化系统无法完全匹配电网实际情况, 无功电压优化系统频繁操作增加了设备故障率, 无功电压优化系统异常发现不及时, 人工干预次数增多等等 (图1) , 直接影响着无功电压优化系统自动控制率。这就要求针对常见问题及问题产生的原因来提高无功电压优化系统的功能完整性及运行稳定性, 例如, 合理设置参数、及时发现并处理异常、提高设备质量等, 进而改善无功电压优化系统运行状况。

5 结语

电网经济运行是一个系统性、综合性的过程, 需多种措施的联合使用才能提高电网经济运行效率, 除了上述措施外, 还可以从设备的更新与应用入手来实现经济运行, 例如节能变压器的使用、供电半径的缩短等等, 但这些技术措施的使用都是以电网的稳定、可靠运行为前提的, 需进行经济性、综合性的对比来选择最佳的经济运行方案。

参考文献

[1]夏丽莉.区域电网经济运行优化控制方式研究[D].江苏大学, 2014.

电网运行工况细化诊断分析 第2篇

摘要：目前，国家电网公司的智能电网及“三集五大”工作已进入了全面建设的阶段，本项目的建设成果正是满足智能电网实现需要更精准、更可靠的负荷分析与预测数据支持的需求。同时，随着国家电网信息化建设水平的不断提高，网省内各层级供电公司信息系统的集成的通道都已打通，为数据挖掘技术在负荷预测与分析工作中发挥作用提供了可能。此外，由于电力系统负荷一般可以分为城市民用负荷、商业负荷、农村负荷、工业负荷以及其他负荷等，不同类型的负荷具有不同的特点和规律。本项目针对县级供电企业覆盖城市和农村负荷的特点，接入各类负荷相关数据，融合空间分析技术，基于自定义供电区块的概念，以全新的方式实现了多维度、多因素的电网运行工况细化诊断分析。

关键词：电网运行;细化;诊断

一、建设目标

电力企业的服务宗旨是对各类用户提供经济可靠、合乎标准的电能，以随时满足用户即负荷的要求。电力的负荷受气候变化、产业结构调整、经济发展和人民生活水平的提高不断发生着变化，使得用电的需求存在一定的随机性，而电能无法大量长期存储的现状，使电力系统中发电、供电设备的出力与不断变化的用电负荷保持动态平衡的问题，即电网运行工况分析成为长期以来人们关心和研究的重点。

电网运行工况诊断分析是指在充分考虑一些重要的系统运行特性、增容决策、自然条件与社会影响下，以电力负荷为对象，通过研究或利用一套能够系统地处理过去与未来的数学方法进行的一系列预测与推论工作。它是保证电力系统安全稳定运行，实现电网合理规划和逐步商业化运营所必需的重要内容。

二、系统架构

1.总体要求及架构

系统将采用面向服务架构（SOA），遵循IEC61970标准接口和CIM数据标准，集成SCADA、地区局数据交换总线（IEB）、电力营销、气象网站、负控管理等相关系统，采用数据仓库技术，有效解决多源头复杂数据的采集、海量数据之上进行快速准确科学的数据分析的难题，贴近国内供电企业电网运行工况和负荷分析预测人员及电网规划人员日常工作所需的电网运行工况分析管理系统。1.1设计原则

平台建设遵循如下原则：规范化原则

平台建设的技术标准，必须严格遵循国家标准和行业标准，国家标准和行业标准暂未确定的，参照IEC、ISO、OGC等相关国际标准。同时平台提供按照标准的数据交换格式，以开放式的数据结构保证支持与其他系统的数据集成应用。平台的改造过程中还将逐步明确并制定相关的标准规范体系，包括数据规范、编码规范、平台功能规范、接口规范、管理制度等相关规范。实用性和先进性原则

坚持实用性原则，在确保实用可靠的前提下，尽量采用先进技术和体系架构。要正确处理好信息技术先进性和实用性之间的关系，既不能因循守旧，墨守成规，也不能贪大求全，过分强调技术的先进性，而忽略成熟、稳定性。以保证平台改造的高起点，延长整个平台的生命周期。安全可靠性

系统必须要达到企业级的安全标准，提供良好的安全可靠性策略，支持多种安全可靠性技术手段，制定严格的安全可靠性管理措施。开放性

系统应基于国内外业界开放式标准，进行全国统一规划，为未来的业务发展奠定基础。可扩展性

系统应具备灵活的可扩展性，具备方便适应业务需求的变化、迅速支持新业务的能力。可伸缩性

系统应具备良好的可伸缩性，系统性能及并发处理能力对主机设备具备平滑的扩展能力，支持业务量快速发展的需要。易使用性

系统应易于使用与维护，具备良好的用户操作界面、人性化的管理工具和完备的帮助信息。

在总体技术要求的指导和约束下，系统设计实施核心技术采用组件技术实现，考虑在性能、可靠性、易使用性等质量要素间的综合平衡，保证技术目标的顺利实现。

1.2 技术路线

（1）基于IEC、CIM等标准，建立资源中心，通过IEB企业总线接收来自PMS、ACADA、电力营销、用电采集、气象系统等的多维数据;

（2）采用C/A/S三层架构，保证平台的稳定性和时效性;

（3）部署上满足大范围推广应用;

1.2集成框架

电网运行工况细化诊断分析平台集成了SCADA、地区局数据交换总线（IEB）、电力营销、气象网站、负控管理等相关系统。集成框架如下，如下图所示：

图：集成框架

2、硬件架构

平台应用发布采用单独的应用服务器独立部署，需要配置相应的软硬件环境。应用服务器通过F5实现均衡负载，当用户增加，已有服务器性能影响用户体验时，通过增加应用服务器的方式提升系统整体性能。逻辑部署视图如下图所示：

图：省公司集中部署物理架构

3、软件架构

电网运行工况细化诊断分析平台将提供6大业务分析功能及3个基础管理功能，共约40个分析子功能项，满足各级负荷分析预测人员的日常工作所要。软件架构如下图：

三、功能设计

1、系统基础功能

1.1权限管理

基于角色控制权限体系，对用户进行权限分配和管理。对系统功能和设备编辑进行适当粒度的权限控制，保障系统的安全性。

1.2图形浏览

实现图形的快速浏览，包括：放大、缩小、漫游、定位、前一视图、后一视图等。

1.3图形编辑

实现点、线、面、文本等图形的移动、缩放、旋转等基本图形编辑操作。

1.4图元管理

提供图元管理和符号配置功能，按国网公司电力设备图元规范自定义设备图元和配置符号。

2、数据接入

由于平台涉及到多个系统的数据，各个系统的开放性和是否具备数据接口功能不同，数据接入分为总线/接口导入和文件导入二种方式。另外由于系统涉及多个厂家，数据交互格式不尽相同，需要各自协调确认。

2.1PMS/GIS数据接入

系统需从PMS中获得配网中压电网图数模信息。本系统对PMS的中压数据要求与配电自动化系统对PMS的数据要求一致，因此，只要PMS开放与配电自动化系统的接口，本系统就能获得相应的中压数据。如果因为各种原因，PMS不开放动态数据接口，则采用导入一次断面的方式。

对于低压数据，PMS目前还在功能推广中，并且数据也不全，本系统第一期不考虑低压数据的接入。

目前平台已具备PMS模型数据接入功能。

2.2营销用户数据接入

目前，PMS和营销系统正在进行营配贯通建设，用户数据营销管辖范围，因此平台需要从营销系统接入配变和户号的关系。

营销不存在配变和户号的直接关系，而平台的分析都是基于区块的大量数据，如果通过接口获取，在分析时实时通过接口获取无法满足效率要求。因此需要同时获取用户的接电点、台区等信息。首次采用一次断面导入方式，如果不提供增量接口，则只能采用定期断面导入。

2.3用电采集信息数据接入

系统将通过与用电信息采集系统进行对接，获取配变的负荷信息，以满足系统对变电站或变压器对负荷分析与预测功能。目前，用电信息采集系统为全省统建，且只有一个实时数据库，为了防止负荷过大对外不提供程序接口。但省公司已在建设统一对外提供数据的用电业务采集数据中心，如果因为各种原因，用电信息采集系统不开放动态数据接口，则采用导入一次断面的方式以使项目研究顺利进行。

2.4配网自动化数据接入

系统需要与SCADA系统相对接，获取配电网中相关线路、配变的运行信息。需要从DSCADA接入实时数据。

2.5PI系统数据接入

系统与PI系统进行对接，PI系统向外提供数据推送的渠道畅通，并且可以根据外部系统的需要进行定制化开发。

2.6气象数据接入

系统为了实现对针对气象等非线性的负荷分析功能，需要对气象系统进行数据接入以得到自定义区块内的历史气象情况。目前地区气象局提供专线接入的方式发布气象信息。如果因为各种原因，用电信息采集系统不开放动态数据接口，则采用导入一次历史数据的方式。

2.7其它数据接入

系统拟采用开发建立相关导入功能，满足支持非结构化数据的手工导入方式实现。

3、负荷信息可视化

通过B/S，以图形可视化的方式，统一展示接入的数据，包括电网网架、采集数据等。

4、供电区块定义

区块是负荷分析的一个维度，通常负荷分析都是围绕某个区块展开。可通过多种方式，实现行政区块、变电站供电区块、环网供电区块、馈线供电区块、开发区、商业区住宅区等区块的定义，并保存供查看。不同类型的区块可交叉重叠，可按区块类型进行区块的切换显示，多维度的展示供电区块，区块可手动编辑，保证区块的全覆盖和连续性，不至于出现空白区域，不同区块间颜色区别，相邻区块用不同颜色着色。如下图：行政区块：通过鼠标轨迹勾画或地图行政区域分析，得到划分后的区块，生成行政区块。变电站供电区块：选择变电站，进行变电站的供电范围分析，变电站所供电的范围构成的多边形区域即为变电站供电区块。环网供电区块：选择变电站或线路，忽略开关的性质和开断状态，通过拓扑分析，获取线路的环网供电范围，即为环网供电区块。馈线供电区块：选择变电站或线路，通过拓扑分析，获取馈线路的供电范围，即为馈线供电区块。开发区、商业住宅区：通过鼠标轨迹勾画或地图分析，得到划分后的区块，生成相应的开发区、商业住宅区区块。

5、区块负荷分析

主要功能包括：最高负荷统计、售电量分析、典型日负荷分析、年8760数据分析、季节性负荷分析等。

以自定义配网区块为基准对区域负荷进行预测，提供负荷密度等相关信息。负荷计算所需数据在系统直接取数的基础上，提供手工输入权重系数和对系统数据修改的功能。

5.1最高负荷统计

可根据不同类型区块划分，按年、月、日或时间段进行区块内最高负荷统计。统计结果可报表输出。

5.2售电量分析

结合用电采集系统的数据，可根据不同类型区块划分，按年、月、日或时间段进行区块内售电量的统计分析。分析结果可报表输出。

5.3典型日负荷分析

典型日一般指节假日或一个短的时间段。通过用电采集数据，由用户来挑选出某一月中最能代表该月负荷水平的那一天或几天来，按多个连续年、连续月，显示用户的日负荷曲线，便于用户对这一天的负荷数据重点分析。

5.4年8760数据分析

年8760数据分析包括月度持续负荷分析和年持续负荷分析。月度持续负荷分析用于绘制8760负荷数据的持续负荷曲线，观察一年内负荷变化趋势，在此，也可绘制月持续曲线，为24×30（31）点;年持续负荷分析可对历年同月的负荷进行同比，选择若干年份，查询并绘制年8760的持续曲线，统计年基本负荷、腰负荷、尖负荷等指标范围，并在曲线上标识。

基负荷=年最低负荷

腰负荷上限=0.5*（年最高负荷-基负荷）

腰负荷下限=基负荷

尖负荷上限=0.5*（年最高负荷-腰负荷）

尖负荷下限=腰负荷上限

5.5季节性负荷分析

季节性负荷对负荷的变化有非常显著的影响，因此需要计算年的各个季节的负荷。可选择任意年或连续年，统计分析区块内其各个季节的负荷，并绘制各年季节性负荷变化曲线，也可统计和绘制各年指定季节的负荷曲线。

6、电网运行工况诊断分析

以自定义配网区块为基准，对区域电网运行工况进行诊断分析。根据负荷密度、主变负载、线路负载、配变负载、负荷预测等数据，结合主变限额、线路输送限额、配变限额等数据，对当前区域电网运行工况细化诊断分析，提出区域电网运行所存在的问题。

6.1区块主变运行诊断

查询区块内主变二次侧负荷，结合主变容量限额，分析区块内主变负载是否饱和，计算容载比，并给出状态提示。

6.2区块线路运行诊断

根据线路型号，获取线路的安全载流量，计算线路的最大负荷，再统计线路所有配变的额定容量，获取线路的最大负载。如果最大负载超过线路的最大负荷，则线路负载过重，需要割接负荷或换线径，最大线径仍然不能满足配变负载，则只能割接负荷;如果最大负载不足线路最大负荷的额定百分比（数值待定），则为配变容量不足。

同时也可根据配变的实时监测负荷对线路进行运行诊断。

6.3区块配变运行诊断

根据配变和用户的关系，以及用户用电量，分析区块内配变的容量是否满足，如果超载，需要给出超载提示，并统计出区块内配变的超载数量和百分比。

7、区块电量统计

通过自定义区块电量的统计分析，从总量、行业、产业、时间的多角度统计售电量状况，发现供需平衡的对策。主要功能包括：年/月及历年售电量及比率统计、年/月及历年行业售电量及结构统计、年/月及历年产业售电量及结构统计、分区分电压等级售电量统计。

7.1总电量统计

可按区块和任意年、月或时间段，进行区块内总用电量统计，并进行增长率分析。

7.2分行业电量统计

根据用户所属行业（目前用户所属行业无法获取）和任意年、月或时间段进行区块内用电量统计，并进行增长率分析。

7.3分产业电量统计

根据用户性质，按工业、商业、居民和任意年、月或时间段，按区块进行用电量统计，并进行增长率分析。

7.4分电压等级电量统计

根据用户电压等级，按区块进行用电量统计，并进行增长率分析。

8、典型用户分析

针对各分区内典型大用户的负荷进行分析，除包含自定义区块负荷分析的所有功能外，还增加了行业、产业的同时率与针对典型用户的需求侧措施管理，从而有利于负荷预测人员对行业、产业的负荷作各项负荷分析，以了典型用户对自定义区块负荷整体的影响，为实现日、年负荷曲线的预测积累数据，同时为制定有序用电方案和保供电方案提供参考依据。

8.1典型用户管理及指标计算

按区块管理范围内的大用户，统计其基本信息，包括地址、联系电话、负荷大小等。同时可统计其在一定时间内的用电量等用电指标。

8.2典型用户负荷分析

按用户用电性质和行业的不同，统计分析区块内典型用户的负荷。综合分析不同类型用户在不同的时间、气候、季节下的负荷变化，并绘制负荷曲线。

8.3典型用户电量分析

与典型用户负荷分析类似，按用户用电性质和行业的不同，统计分析区块内典型用户的用电量。综合分析不同类型用户在不同的时间段、气候、季节下的用电量变化，并绘制用电量曲线。

8.4典型用户需求侧措施管理

在典型用户基本信息的基础上，维护典型用户的特殊需求，为制定有序用电方案和保供电方案提供参考依据。

9、气候与负荷相关分析

由于电力负荷预测与分析受诸多因素影响，比如经济、时间（节假日）、气象、电力市场环境，甚至是随机因素。综合这些因素本身的周期性、影响性、可控性等方面，以气候为代表的因素分析尤为重要。通过接入供电区块的历史与实时数据，加上合理的预测和分析模型的建立，对中长期或短期的负荷预测与分析都有十分重要的参考意义。

9.1历史数据分析

气候与负荷相关的主要因素是温度。通过选取任意年、月、日或时间段，按照设置的温度区间，统计区块内平均日负荷总量，获取温度变化引起的负荷增长，以及增长率。

9.2负荷相关性指标分析

负荷相关性分析只要是分析气候变化对负荷的影响。如温度每变化一度，负荷的增长率。

10、负荷专题分析

供电区块的划分往往依据行政区域、变电站自定义区块、负荷特性质等因素综合划分，特别县供电企业拥有广大农网配电的范围内，各个分区的用电情况、负荷密度等参数相差很大。本项目研究拟在负荷分析模块中已对供电区块负荷特性分析结果的基础上，再采取专题分析的方式，目的是使负荷分析更能反映实际情况，提高分析结果的可信度。这些专题分析将借助图形展示平台以电网图形的方式进行展示，主要包括主变和线路的分析（在电网运行工况诊断分析中实现），自定义区块的容载比、负荷密度、同时率的分析。

统计分析后，按区块颜色和文字显示其容载比、负荷密度、同时率等统计信息。

10.1容载比专题分析

区块内容载比为区块内变电站的额定容量与配变实际最高负荷之比。根据农网和城市电网的差异，容载比的范围也有所不同，按区块进行容载比分析后，根据最佳容载比范围，提示其容载比是否合适。

10.2负荷密度专题分析

负荷密度是每平方公里的平均用电功率。按照划分好的区块，统计范围内的最大负荷，计算区块的负荷密度。

10.3同时率专题分析

统计区块内变电站的总变电容量，以及区块内所有用户的额定容量，其比值即为区块内负荷同时率。

四、结论

本项目建设完成后，可以产生如下的一些直接或间接效益：

县局供电企业拥有了完整的电网运行工况分析平台，充实和完善了电网运行的各项数据，保证了数据的完整性与准确性，为电网运行工况的现状分析和未来预测提供更加充实的数据基础，使电网运行工况分析的结果更加准确和详尽。

提供了一种全新的基于准确详尽的数据基础上的负荷预测分析模型，能够快速及时的实现复杂的负荷数据预测分析，极大的提高了工作效率，使负荷预测变得相对更加准确，为电网规划提供更加实际的指导意见。

该平台建成后，能够提供较为准确的辖区配网运行数据，并结合电网运行限额以及符合预测结果等因素，对电网运行工况提出所存在的问题以及改造意见，为今后配网的建设和改造提供较为详细准确的数据基础和分析依据，使电网建设的目的更具针对性、改造的规模更具准确性，使今后的电力网架更具合理性;

平台对电网运行工况分析、负荷预测分析所需的相关数据实现了统一接入，解决了大量的电网网架信息、负荷信息、电量信息等相关资料分散采集的难题，把电网规划人员、电力建设人员从繁琐的数据整理与分析中解放出来，大大提高的工作效率;

通过提供统一的业务和系统实现的优化方案，扩展各类对象分析的角度、加强分析深度、提高负荷分析和应用的水平，为电网规划、电网建设改造、电网调度和制定有序用电方案等方面提供直接的依据;

电网经济运行策略分析 第3篇

【摘要】由于近些年来我国经济发展的整体水平提升较快，电力系统的负荷压力不断增大，而且由于电网规模不足，高压电网的输电综合能力亟待提高。为了保证国民经济发展所需的基本电力供应，建造大容量和远距离的输电网络成为相关部门的必然选择。而电网建设前期需要进行电网规划工作，特别是规划方案的经济性评价工作至关重要。在此大环境下，探讨做好电网规划方案经济性评价的相关策略，进而最大程度地降低电网的建设费用成为当前电力建设工作者的主要工作之一。本文对电网规划的相关理论进行了简要介绍，对影响电网规划经济性的相关因素进行了重点分析，并且详细探讨了做好电网规划经济性评价的相关策略，以期对相关电网建设工作人员有所启发。

【关键词】电网规划理论；影响因素；经济性评价；策略探讨

1.电网规划相关理论概述

1.1电网规划的目的

电网规划是输电系统网络规划的简称，其以电力规划和负荷预测理论为基础确定输电网络的建设地点、开工时间和輸电网络类型及数量，并对电网的实际负荷能力进行预测，使其满足规划输电能力的要求，最终最大程度地降低电网系统的建设费用[1]。

1.2电网规划的分类和方法

根据电网建设周期的长短不同，电网规划的分类包括时常十年以上的长期规划、五年以下的短期规划和时间介于其中的中期规划三种。合理选择原始资料和确定规划方案种类是电网规划工作中的两项重要内容，其直接影响着电网规划的相关成果。掌握准确性高、多样性好的原始资料信息是电力建设部门确定合格规划方案的重要前期工作。该原始资料主要包括电网的电力负荷需求、电网线路的起始点、电网路线分布构成和电网建设相关地区的社会经济情况等信息。

2.影响电网规划经济性的相关因素

由于电网建设与运行过程中涉及范围十分广泛，因此影响电网规划经济性的相关因素亦较多。概括来说其主要包括电网自身属性、能源与资源情况、环境保护需求、国民经济发展状况和社会发展现状等五大主要相关因素。

2.1电网自身属性对其自身规划经济性的影响

电网的自身属性包括电网总体装机容量、电源结构类型与分布、电压等级与输电能力及电网安全等级等。

由于负荷是电网建设的主要约束因素，所以适应负荷的相关需求是电网建设工作的根本目的[2]。电网总体装机容量关系到电建单位投资的成本；电源的结构与分布直接受负荷的总量需求及其结构分布制约；电网电源的数量与输电配置等因素影响到相关变电机构的设计与建造，亦会影响电网工程的经济投入量。

另外，由于近些年来高速发展的房地产行业挤占了大量的土地资源，使得电网的变电结构和网络走廊的建设地址选择出现困难，导致工程项目主体意外的经济支出增大。提高电网的电压等级和输电能力可以显著减少输电线路的回路数目，进而减少电网工程的土地资源占用量，降低工程建设的经济支出。

2.2能源与资源情况对电网规划经济性的影响

众所周知，电能是一种广泛应用的二次能源，因此电能的生产离不开其它相应的能源与资源支持。用来发电的一次能源的结构形式与分布布局及其利用效率等因素对电网规划的经济性影响较大。

一次能源结构形式不同，与其相应发电机的配置也不相同，并且一次能源结构与地理位置等因素关联性较大，如此便会直接影响到电网的输电总量和电网线路设计总长度等，进而影响电网建设的经济成本。

2.3环境保护需求对电网规划经济性影响

随着社会经济的稳步发展，可持续发展的指导思想深入人心，社会和企业对环境保护的要求越来越高[3]。加大环境保护力度，势必会导致电网建设的成本增加，因此，在当前情况下进行电网规划方案经济性评价工作不能不考虑环境保护问题对其带来的影响。

由于我国多数的发电厂仍然是火力发电，因此煤炭是我国目前的主要发电能源。很多煤电发电机组结构设置不合理，运行的能效水平较低，煤炭燃烧对环境的破坏作用较大，电厂排放的碳氧化物和硫氧化物会带来严重的环境问题，这也对电网规划的经济性带来较为不利的影响。

3.做好电网规划方案经济性评价的策略

由于电网项目的特殊性，目前还缺乏有效的电网规划方案经济性评价的系统理论。因此，要做好电网规划方案经济性评价工作，必须掌握相关的方法与策略。笔者结合多年工作经验对电网规划方案经济性评价工作过程的主要步骤进行了总结，对其评价准则的相关内容进行了阐述。

3.1电网规划方案经济性评价工作的主要步骤

首先，必须具体分析影响经济性评价的各种技术参数，研究其相关的评价指标。以最大电力销售预期收益为分析出发点，明确对其经济性影响较大的技术参数，并且为增强其实际操作性需要进一步研究相关技术参数的评价指标，最终算出电网建设的投入与效益比。

其次，要明确电网建设对社会经济发展的影响，加大对电网财务的研究力度。明确电网建设对社会经济结构和就业水平以及资源消耗等方面的影响，对进行电网规划方案经济性评价工作有一定的指导意义；根据电网投入与收益及市场需求进行电网的财务研究，可以使评价工作规范化并更具实际意义。

最后，需要对电网建设中的不确定因素进行分析，最终对电网建设的相关问题作出综合性的评价，通过优中择优的方式确定最终方案。

3.2电网规划方案经济性评价工作的评价准则

电网建设过程中必须遵照相应的国家标准，只有相关的财务规划和建设技术标准达到要求后才可通过审核。将规划方案经济性评价的准则进行具体化便于相关的审查工作人员开展审核工作[4]。但是并非所有的电网经济性评价指标均可进行具体描述，此类指标一般需要进行具体化处理，再用近似的准则评价。

重要的准则包括项目评价的时间排序和方案优选两种。在具有多个约束条件的电网建设方案中，必须对方案内的各个不同的项目进行统筹规划，从全部项目中依据相关标准进行排序，选择出满足全部约束条件的最优序列。优选原则的实质是“优中选优”，一般情况下，使用线性规划模型进行优选工作可以较好地达到预期结果。

4.结语

进行电网规划方案经济性评价的最终目的是将电网建设的费用降至最低，提高电网建设的经济效益。要做好电网规划方案经济性评价工作，首先要明确电网规划的相关理论，了解经济性评价工作的意义；其次要分析影响其经济性的不同因素，据此进行相关分析；最后要重点把握进行电网经济性评价工作的评价准则，根据准则进行评价工作。

参考文献

[1]赵万里.大电网规划的经济性评价指标及方法研究[D].河北：华北电力大学，2014：15-27

[2]马丽叶.配电网运行经济性评价模型的建立与分析[D].河北：燕山大学，2012：23-48

[3]沈彬娜.电网规划方案技术经济评价方法研究[J].山东工业技术，2013（19）.

电网经济运行分析及策略研究 第4篇

1 电网经济运行的意义与现状

根据有关部门专家的估计,从发电厂发电、供电到用户或工厂企业的用电,电气系统的各种设备所消耗的电量占发电总量的28%~33%。这是一个十分庞大的数据,拿我国来说因为电气设备的损耗所损失的电量一年就达4 276~4 862 亿千瓦,这同十个用电量中等的省份总和相差无几。所以,从我国的电力损耗来说,合理的调整电网使其经济、高效运行对节电工作来说具有重要意义。

在探索节电环节的过程中,找到一条只需通过合理规划就能达到节电目的的路径是电力部门追求的目标。电网经济运行就是这样的一条道路。

电网经济运行是一门内涵丰富的学问,它涵盖了利用变压器经济运行的8 个方面及其45 种节电领域。电网经济运行是一个巨大的技术性的系统工程,电网经济运行通过一定方法对现有的变压器运行方式进行进一步优化。电网的经济运行主要包括变压器和供电系统的经济运行,笔者对世界上可实际运用的节电方法做了一些统计,发现这些节电方法大体上可分为20 个大的类型,100 多种节电方法。

一般来说,人们对变压器这种在电力系统中起着重要作用的电气设备比较熟悉,从发电厂到用户一般会经过变压器3~5 次的变压过程,在电力传输过程中,由变压器损耗的电量占据总电量的1/1左右。目前变压器在电网中经济运行的技术已十分成熟,且在实际运用中取得了巨大的经济效益,受到很多企业的欢迎。

2 电网经济运行的方法

2.1 电网改造的节电技术

对电网进行节电改造就是在不增加电网投资,依据现有的电网改造经费提高电网供电容量,在不影响供电质量的前提下通过高新技术来改造电网达到减少线路老化和损伤的目的,进而降低电力损耗,使电网运行更加经济。在进行改造的过程中,工作人员要提高对变压器性能和质量的要求,根据农村和城市或者工厂来选择不同负荷大小的变压器,以适应不同的工作条件和环境。变压器同供电网线的距离远近也影响到电网运行的经济性。对于农村电网,公司应加大对电网的计算机控制,以提高电力工作人员的工作效率和工作质量。为电网的经济型和安全型建设而奋斗。变压器和供电电路网线的电力损耗占据着电力总损耗的一大部分,工作人员应凭借着专业的技术对变压器和网线进行合理的规划和分配,通过二者之间组合优化来达到减少电力损耗的目的。

2.2 变压器的经济运行方式

对于拥有备用变压器的变电所,应挑选其中运行性能优良的一个变压器工作。对一定数量并列运行的变压器应通过合理的布置选择出其中的最优组合。在选择变压器的时候还要充分了解该地区的用电负荷,根据调研结果进行变压器的选择,达到电网运行的最优化。对于分列运行的变压器,工作人员应对其分列和共用变压器的数量进行合理的规划和安排。另外,三绕组和双绕组变压器采用并列运行的方法可使电网运行的经济性达到最大化。在变压器的负载方面,工作人员应注意以下几方面的调度:①分列运行的变压器之间的经济调度;②对分列运行的变压器进行负荷大小方面的调整,根据实际情况进行优化;③对各类型的变压器进行序列的调整,合理的调整变压器调控电压的顺序,使变压器发挥出最大的经济效益;④提高负荷率的节电降耗;⑤削峰填谷的节电降耗。

2.3 电网线路的经济优化工作

工作人员应对电网线路的材质慎重选择,国家电网技术守则中对输电线的距离、电线的材质以及电线的直径大小都有一系列严格的规定,相关工作人员应严格根据相关技术手册中规定的各种类型电线的使用环境和条件进行选择,合理地提高输电线的电流密度,在有限的经费下尽量选择电阻值比较小的电线。对农村地区老化的电线线路进行升级改造。尽量避免输电线路迂回、缠绕和交错,因为这样会使输电线的发热量大增,而电线发热直接导致电线中电阻的变大,不利于提高长距离输电的经济性。此外,工作人员还可采用城市民用电选择三相四线制,用淘汰非标准的电压等级的方法来提高电线线路的输电效率。

2.4 对电网结构的优化

电网结构的优化主要是指通过变压器在电网中的具体位置的改变,达到线路损耗最小的目的。在电网中,人们根据变压器的损耗大小将变压器分为优、良、差三个等级。具体说来,能满足电力系统长期运行的变压器性能为优,可进行短期运行的变压器技术性能为良,运行在电网末端的变压器性能为优,反之,电网近处的变压器性能较劣。能适应大负荷电力传输的变压器性能优秀,与之相反的只能适应小负荷电力传输的变压器性能较劣。电网改造中对备用变压器和贮备变压器不应更新,运用系统工程方法对变压器在电网的位置进行优、良、劣排序。

3 结语

当前电网经济运行的技术手段在不断更新和提高,在技术更新换代十分迅速的今天,相关技术人员应努力提高自身的技术水平,为电网运行的经济性作出自己应有的贡献。

摘要：随着科学技术的不断发展和居民生活质量的提高,居民生活用电量节节攀升。电网经济运行对降低能源消耗、提高电力相关部门的效益等有重要意义。本文对电网经济运行分析及策略进行了简要研究。

关键词：电网,经济运行,结构优化

参考文献

[1]罗伟,牛莉.优化电力调度实现电网经济运行的策略研究[J].科技风,2013(24).

[2]刘钰,潘晓军.电网经济运行分析及对策分析[J].城市建设理论研究,2015(6).

变电运行管理及电网安全运行分析 第5篇

关键词：变电运行；电网安全；运行管理

变电运行可靠性关系着整个电力行业的稳定，为做好变电运行安全管理，应对运行中存在的故障进行全面分析，采取相应的技术进行解决，从技术与管理两个方面着手，争取不断提高电网运行的可靠性与安全性。

1.变电运行管理的必要性

变电站是电网建设的重要组成部分，其运行效果在很大程度上决定了电网整体运行的效果。变电系统由多项设备与线路组成，本身具有很强的复杂性，如果其中任何一项出现问题都会对整个系统运行效果造成影响，对运行管理工作要求比较高。在对变电运行进行管理时，需要由多人共同来完成，完成对设备的管理与维护，对于运行过程中经常出现故障的部位做好预防，并制定相应管理方案，争取在故障发生时能够在第一时间确定发生部位并进行解决。因为变电运行管理系统性与复杂性比价高，工作量比较大并且枯燥，容易使得管理人员警惕性降低，这样就增大事故发生的概率，而一旦发生运行事故，不但会对电网运行安全造成影响，严重的甚至会造成人身伤亡[1]。做好变电运行的管理，降低运行事故的发生，对提高电网运行稳定性具有重要意义。

2.变电运行管理所存问题分析

2.1 安全管理不足

很多变电运行故障都是因管理不当引起的，为满足社会发展更高要求，电网逐渐实现智能化、自动化，变电系统复杂性更高，对管理工作要求也更为严谨与全面。就变电运行管理现状来看，缺乏规范性以及科学性，管理工作没有条理性，即便是存在管理制度，但是落实度比较低，不能及时发现存在的安全隐患，进而不能对其进行解决，增加了变电运行的安全威胁。造成安全管理不当的主要因素，主要就是管理人员意识地低下，没有意识到安全管理的必要性，不能及时对管理制度以及行为进行更新，导致整个管理工作成为一句空话。

2.2 工作人员专业程度低

变电工作人员是管理工作的组织者也是执行者，其专业能力程度在根本上影響了管理效果。就变电运行管理现状来看，很多现存的人员专业能力比较低，无论是业务水平还是责任心都不足以满足管理工作需求。在管理工作开展过程中，因为安全意识淡薄，不能严格按照规章制度进行操作，或者是对各项规章制度视而不见，经常以自身经验作为依据来开展工作，经常会因为操作失误而产生变电事故。另外，还存在很多工作人员因自身文化程度影响，对一些新型设备操作要求、功能以及原理不熟悉，操作时也没采取任何安全防范，一旦触发危险点，很容易造成误操作，不但会影响电网运行安全性，严重的甚至会造成人身伤亡[2]。

2.3 设备管理不当

变电站中有众多类型设备，并且变电系统含有众多线路，每个环节之间紧密相连，对设备管理要求比较高。为保证电网的正常运行，要求有专业队伍定期对设备进行检修，但是在实际管理中，很少有管理人员能够按照规定定期对设备进行检修以及更新，设备运行中存在的故障不能及时发现，往往就会造成安全事故。另外，部分变电站在建设时，对设备的设计不符合规定，变电共组人员没有对其进行质量验收而投入使用，再加上后期管理不到位，往往就会因为某些故障而影响到整个电网的运行安全。

3.变电运行安全管理措施分析

3.1 制定完善管理体系

对于变电运行的安全管理，必须要制定完善管理体系，即结合变电站运行实际情况，以以往管理经验为依据，针对容易发生的故障制定各项管理制度，对各项故障提前进行预测，争取不断提高管理效率。管理体系的建立，首先包括变电运行规程。安全运行规程、设备操作规程以及事故处理过程等，要求能够包含运行管理的各个细节，重要的是要保证各项规章制度能够落实到位。其次，结合所有工作人员行为习惯来完善规章制度，保证各个岗位、各个阶层工作人员都能熟练掌握每一项规定，同时还需要将责任管理制度落实到位，以此来提高工作人员责任心，能够主动按照各项规程来执行管理工作，减少违规操作等行为的发生。最后，变电工作人员操作时应以规范流程来进行，并且要定期组织技术交流会议，对于一阶段内遇到的问题进行分析，确定出预防措施，减少问题的发生，提高管理效率。

3.2 加强变电设备管理

对于变电设备的管理，应从人员、制度以及环境等方面来着手。首先，保证设备管理人员专业技能满足管理要求，定期对所有人员进行培训，帮助其不断更新专业知识结构，可以跟上社会发展的脚步。尤其是要加强对维护管理人员对新型设备原理的培训，使其能够熟练掌握各种类型设备的运行模式以及原理，这样在发生故障时才能及时解决。其次，应制定定期维护检修制度，并落实责任制度，将设备检修效果与绩效考核挂钩，以此来激发维修人员的工作积极性与主动性。最后，做好环境还礼，变电设备运行环境相对特殊，其运行状态受环境影响比较大，尤其是温度的变化，以免温度过高加速设备的老化。另外，对于老化以及陈旧的设备应及时进行更换，以免其故障对整个运行效果造成影响。

3.3 加强运行故障管理

在变电运行过程中经常会因素各种因素而产生故障，在进行管理时，除了要做好对人员以及设备等方面的管理，还应加强对各项故障的重视，采取有效的措施进行管理，减少故障发生的概率，即便是故障发生也应及时定位并解决，减少其造成的影响。例如常见的线路引起的跳闸故障，故障发生后需要进行全面检查，如果没有发现异常情况，应重点检查跳闸开关使用情况是否良好，以及消弧线圈是否正常等，其中消弧线圈因为位置比较特殊，经常会被工作人员忽略，应加强此方面管理[3]。同时还应做好弹簧运行状态的检查，如果弹簧运行状态不正常会影响联动处线路开关反应，进而会造成线路故障而出现跳闸现象。如果线路使用的为电磁类开关，则应重点检查与保险接触的动力是否正常，在变电运行过程中，会受到电磁影响而出现异常情况。

4.结语

变电运行效果在很大程度上会影响到电网运行的安全，为提高电网运行安全性与稳定性，必选要做好变电运行管理工作，促进电力行业的发展。

参考文献：

[1]刘刚.浅谈变电运行的安全管理与事故的防范[J].价值工程，2011，（26）：32-33

[2]林永新.变电运行的安全管理及电气故障排除[J].科技促进发展（应用版），2010，（08）：15-16

电网经济运行策略分析 第6篇

社会经济的快速发展，在实现物质财富快速积累的同时，以电力、资源等为代表的战略基础行业的重要性也得到了突显。在民用层面上，人们的物质生活水平得到了极大的提高，电子电气化设备在生活中迅速得到普及，以家电、照明、运输、电子终端设备为代表的电子电气化生活用品的迅速发展使得民用耗电量日益增长;在工业生产环节，设备发展正朝着电子电气化和自动化的方向迅猛前进，大规模、大功率、高度集成的现代化技术装备对于电力供应的技术要求日益增加。如何保障电力供应的功率需求并实现电网运行的安全稳定成为了电力管理中的关键问题。电网运行由于其本身的技术复杂性和不稳定性，在实际运行过程中，事故发生率将直接和电网管理水平挂钩，在大功率、强负荷以及超高压技术运用到电网之中后，电网结构的整体复杂性呈几何级数的增长，电网结构事故、操作事故以及设备运行事故的发生率大幅度增加，因此，以电网调度技术为主的电网调节技术的重要性日益突显出来。电网调度技术是防御电网运行事故的最后防线，通过高度集成的电网实况预控系统、电网防误操作系统、操作监控系统以及辅助决策系统模块之间的共同作用，电网调度可以实现运行事故的快速发现、事故诱因分析、事故解决方案设计以及事故风险和损失评估等等功能，正是由于电网调度本身的功能集成，使得电网调度的风险系数居高不下。毋庸置疑，在电网调度中施行事故监督考核和风险分析是保障电网调度整体效率的有效措施。

1 电网调度的主要内容和典型模式

1.1 电网调度的主要内容

通常来说，电网调度包含了以下几个主要内容：电网运行负荷预测、输变电设备的倒闸处理和特殊时段和特殊地域的计划用电安排。

1)从运行负荷预测的角度来说，电力系统的基本任务是满足人们的用电需求，因此，对于这种用电需求的整体规模和实时状态的估计就是运行负荷预测的实际意义，通过精准的负荷预测，可以大幅度的改善供电质量，提高电网的整体稳定性和安全性，更为重要的是通过实时的负荷预测与反馈补偿，可以进行电网功率匹配，这对于提高电网运行的经济性有着十分重要的意义。通过观测电网运行的负荷情况，以分、时、天、月、季、年为分析时段，建立运行负荷数据库，建立运行负荷分析的数学模型，可以精准的实现电网负荷的定时预测;

2)从输变电的倒闸操作来看，其调度操作主要是集中在对设备启停、设备工作状态转换、电力设备检修、设备状态检测、变压器的分接头的调整以及继电保护装置的数值设置上，在实际的操作中，针对不同的操作项目，都有相应的操作规范和紧急提示，因此，对于实际操作人员而言专业化的操作技巧是必不可少的;

3)特殊时段和特殊地域内的计划用电安排，由于全国范围的电网系统尚未完全构建，地狱之间的电网性能差异较大，加上用电消耗的季节性特点和实际的生产生活的特殊要求，会进行特殊时段和特殊地域内的计划用电安排，尽量做到避峰填谷，提高电能的利用效率和整体的运行经济性。

1.2 电网调度的典型模式

根据我国的电力管理的相关法律法规，我国的电网调度主要有五个级别：即国家电网和南方电网设各网最高级调度，跨省电网设“网调”，各省、自治区、直辖市设“省(市)调”，各地区级供电企业设“地调”，各县供电公司设“县调”，因此，根据实际的电网调度的规模和级别需求，进行相应权限级别的电网调度。以电网运行的安全稳定为目标、以满足用户需求为根本利益，我国的电网调度遵循统一调度和分级管理的基本原则。在实际的电网调度中主要存在有：两级调度模式，多级调度模式、调控合一模式以及调控分离模式。两级调控模式，即在电网调度中仅仅存在国家电网调度和区域调度两个级别，可以实现调度信息的快速传递，但是对于较大规模的电网管理缺乏适应性;多级调控模式，则是分别设立国家级调度中心，区域级调度中心，地区级调度中心，以及地方配电调度中心等，级别之间的组织性和功能性分明，注重各级之间的协作管理，但是管理路线偏长，信息不通畅;调控合一模式即电网调度和电网监控相结合的模式，对于紧急事故的处理效率和运行隐患具有较好的处理效果，但是对管理人员的素质要求较高。

2 电网调度中的运行事故考核风险分析

电网调度是一个事故高发的电网管理的技术环节，本节将详细阐述常见的电网调度事故类型，并且针对每一项事故类型进行事故诱因及风险分析。

2.1 安全管理事故及其诱因分析

电网调度是直接基于电网运行的实际状况进行实时调节的，因此，它属于实时操作的范畴，同时电网调度涉及到对电网运行状态监测、电网运行技术操作以及电网运行指令下达等等多种技术环节，操作内容复杂，在实际电网调度中，因为安全管理因素造成电网运行故障、电网调度失衡甚至是电网短时瘫痪的现象均有发生。通过对实际的电网调度案例进行分析可以发现，此类事故的诱因主要有以下几点：1)对电网运行动态的监测力度不够，即缺乏足够细分的状态监测手段，这就导致在电网峰值时刻的电网调度失效，甚至是出现错误操作;2)电网调度管理人员的疏忽大意，由于电网调度是一项实时管理，实际调度所占时间较少，长时间的监督作业容易造成管理人员的疲劳疏忽，而错过调度点;3)调度系统的错误判断，电网调度系统具有自适应的负载预判能力，这是基于过往的运行数据进行的比对分析，但是具有一定的局限性，过度的依赖于调度系统的预判功能，就会导致运行事故的出现。

2.2 生命财产损失事故及其诱因分析

电网调度中的人身财产事故，主要是对电网实际操作人员和电网设备的损伤，导致电网技术人员在实际的作业过程中收到损伤，并伴随着不同规模的电力设备的损坏甚至是出现大面积的联动灾害的发生，因此，这在电网调度中是一种及其严重的电网调度事故。究其原因，主要有以下几点：1)线路故障导致的错误调度指令，由于电网运行过程中难免出现线路老化和零件脱落失效的现象，由此，导致调度人员收到错误的操作实况信息，尤其是操作技术人员在进行带电操作中，调度人员出现错误调度指令而伤及技术人员;2)紧急报警系统失灵导致操作人员未能及时看到调度指令，由于调度操作往往是电力运行状态的转换，一旦，技术操作人员未能做出相应的技术转换，就会出现危险，操作现场的紧急提示装置一旦失灵，操作人员就不能及时获得调度信息，事故由此发生;3)各管理环节的沟通不够，现场操作人员对于电力设备的老化，破损状况未能及时传达给调度人员、调度和操作之间协调沟通不足以及电力预警处理机制不完善都会导致电力设备损毁甚至是人员伤亡的现象。

2.3 错误操作以及实时监控风险分析

电网调度是以实时状态监测为依据的电力操作集成，在实际调度工作中，常出现的错误操作有：带负荷误拉(合)隔离开关、带电挂(合)接地线(接地开关)、带接地线(接地开关)合断路器(隔离开关)等，这类错误操作所造成损伤往往是不可估计的。而运行实况监测事故则主要有：监控失效导致监控停止、监控长时间处于异常状态、监控调整不及时造成错误调度指令等，此类事故会导致整个调度系统的错误指令传达，造成的损失往往是不可逆的。错误操作来说往往是由于操作规范的缺失和操作不专注所造成，由于电网调度的操作流程较多，一旦操作规范得不到执行或者操作人员的专业素质得不到保障，将直接导致操作事故;运行监控事故则反映出电网调度不能过度依赖于监控系统所呈现的结果，因为电网监控系统一旦失效或者在长时间工作之后出现监控数据失真的现象，如果得不到及时修正，就会给调度人员传达错误的监控信息，从而导致错误的调度指令。

2.4 设备故障事故及其诱因分析

电网中的电力设备种类繁多、功能复杂，因此，在实际的电网调度中常见的设备故障事故主要有：线路故障，包括有单相接地故障两相或三相短路故障;二次设备故障，具体可分为线路微机保护故障、厂站报直流系统接地故障和母差保护故障等;其他还包括有母线故障、开关故障、变压器跳闸故障等，这些设备故障不仅会造成电网工作性能出现动荡，而且由于设备故障情况未能得到及时汇总而导致的伴随事故也是电网调度中的常见事故类型之一。对于这一类事故的诱因分析主要有以下几点：1)缺乏对电力设备的检修维护，电力设备容易出现老化破损，因此，必须制定专业的维修养护方案，定时进行检测和替换。2)缺乏相应的设备状态监测和汇总系统，对于电力系统中的关键设备缺乏足够的状态实况了解，往往出现漏网之鱼，而由此引发事故，3)部门设备过载或者过负荷使用，一旦电网较长时间保持在峰值状态，就会导致核心设备长时间过负荷运行，故障风险也就大大提高。

3 电网调度运行的事故考核应对分析策略

针对电网调度中存在的各种常见事故，我们已经分析了其主要的事故诱因，从上述分析中可以清晰的发现，电网调度事故遍及整个调度流程，因此，在实际的电网调度中，要避免此类事故的再次发生，就必须从以下几个方面重点做好风险应对工作。

3.1 建立健全电网调度安全管理机制，避免调度责任事故的发生

如上所述，电网调度工作内容繁杂，操作众多，其本身的技术复杂性就使得调度风险居高不下。因此，建立相应的电网调度安全管理机制，规范安全管理的详细准则，就显得十分必要。其一是要做好调度安全规范工作，立足于电网调度的标准技术规范，对于电网调度中风险较高的操作环节：如实况监控、指令确认和下达以及倒闸操作等等，要进行多种方式的紧急强调处理，充分调动调度操作人员的专注力;对于可能出现的调度安全事故，要建立相应的事故紧急处理方案，针对重大的检修作业要做好事故处理预案和电网危险点分析并提交分析报告;其二是要建立完备的检修票管理，严格规范地线开关控制，针对检修过程中的人员伤亡风险，严格执行票务统一对接管理，避免错误的送电操作;其三是要落实电网的运行监控工作，健全监控预警处理方案，针对监控过程中常出现的调整不当、预判失真等事故现象，进行及时的补救，适时对监控设备进行检修维护，及时发现监控故障。

3.2 规范电网调度操作，建立事故问责制度

考虑到电网调度中的调度操作和检修操作的技术复杂性，对详细的电力操作进行规范化管理十分重要。对电力调度管理人员和电力检修技术人员，要进行周期性的电网调度的专业知识讲座，提高电力职员对于电网调度的技术流程和操作风险的熟识度和对事故处理方案的掌握程度。对电网调度人员，要进行调度操作的模拟训练，提高调度操作的规范程度，在实训中发现调度操作中存在的主要的误操作技术类型和易混淆的调度指令类型，并进行预防和改正，严格规范调度标准术语和复诵制度;对于电力检修技术人员，要对带电操作的详细技术流程进行严格规范，强度检修票务管理的关键性，对于检修危险点要进行危险标识。对以上两项重要的电网调度操作，要进行周期性的抽查和复查，对于调度操作不规范和检修操作中的无票、错票、漏票操作行为，要进行问责处理。

3.3 注重各部门之间的协作配合，完善调度安排

保障电网运行的安全稳定，是电网调度的根本目的。因此，在电网管理内部需要进行各部门之间的协作配合，从调度时段计划、调度方式选择到实际调度操作的方案选择，每个环节的精确执行，都需要进行密切配合。电网调度计划的制度必须充分考虑用电现状、输电能力以及备用电方案等等综合因素，结合电网调度的历史数据，进行最优方案的设置;电网调度控制部门应当及时与电网监控部门和电力检修部门进行沟通对接，对于调度危险点的识别和风险处理、对于完善紧急事故的应对预案以及调度预警干扰方式的选择，都体现了部门之间的交流和协作。

4 结论

本文以电网运行管理中电网调度为分析对象，简述了我国电网调度的发展现状，阐述了当前电网调度的主要技术内容及其典型的管理模式，结合调度实例探讨了电网调度中常见的事故类型并对其事故诱因进行了针对性的分析，在后续的风险控制应对分析中，提出了相应的电网调度事故风险考核应对策略，从安全管理制度、调度操作规范和部门协作几个方面进行了重点分析，为进一步提高我国电网调度的整体效率、保障电网运行的安全稳定提供新的管理思路。

参考文献

[1]郭惠.电网调度运行工作的危险点类目[J].应用技术^,2011(12).

电网经济运行策略分析 第7篇

1 微电网的结构与控制方式

1. 1 微电网的结构

微电网一般通过断路器与配电网相连, 根据PCC处断路器的开断情况, 微电网分为并网运行和孤岛运行两种运行方式。微电网系统结构如图1所示。

当断路器闭合时, 微电网工作在并网状态, 微电网的频率和电压由配电网支撑, 但是由于微电网内的DG出力不能满足本地负荷的需求, 故配电网需通过PCC向微电网供电[7]; 当断路器断开时, 微电网工作在孤岛状态, 微电网的频率和电压由DG支撑, 但是由于DG的出力同样不能满足本地负荷, 故必须切除一些不重要的负荷, 而保留对供电敏感的负荷。

1. 2 微电网的控制方式

微电网的综合控制方式可分为主从控制、对等控制和分层控制三种。在不同控制方式下, 微电网的孤岛运行模式为:

1) 在主从控制方式下, 微电网的DG至少有一个作为主控电源, 其他为从电源。而当微电网处于孤岛模式下时, 为保证微电网电压和频率的稳定, 主控电源的控制方式为VF ( 恒压恒频) 控制, 而从电源的控制方式为PQ ( 恒功率控制) 控制。

2) 在对等控制方式下, 所有DG的地位相等, 没有主从之分。而当微电网处于孤岛模式下时, DG一般采用下垂控制, 所有DG都参与微电网电压和频率的调节。此时, 当负荷改变时, 各分布式电源共同分担负荷的改变量, 然后根据设定的下垂特性, 调整各自的输出电压和频率值, 使系统最终过渡到一个新的稳定运行状态, 从而实现功率的合理分配。

2 分布式电源的控制策略

DG的控制一般可分为电压型控制和电流型控制两种。PQ控制属于电压型控制, VF控制则属于电流型控制, 而Droop控制则既是电压型控制又是电流型控制。

2. 1 PQ控制策略

微电网采用PQ控制的主要目的是使DG按照参考输出指定的有功功率和无功功率, 即当微电网的电压和频率在一定范围内变化时, DG输出的有功功率和无功功率不变[8], 这种控制方式可以保证DG的最大出力。在实际的微电网系统中, 像光伏发电和风力发电这样的分布式发电电源, 其输出功率受天气环境变化等不可控因素的影响较大, 发电具有明显的波动性和间歇性。如果要求此类分布式发电电源根据负荷需求调整发电量, 则需要配备较大容量的储能装置, 这很不经济, 故对这些电源的控制目标应该是保证可再生能源的最大利用率。而在采用PQ控制策略时, 有功功率和无功功率的参考由最大功率跟踪算法给出。同时, 由于PQ控制的分布式电源不能稳定系统的电压和频率, 因此它不能作为微电网孤岛运行状态下的主电源。

2. 2 VF控制策略

VF控制策略可以使DG在微电网孤岛运行模式下作为主电源对微电网的电压和频率提供强有力的支撑, 从而保证DG连接处微电网的电压幅值和频率保持不变。但前提是采用VF控制的分布式电源必须具有较强的储备能力, 满足负荷波动时调整其功率的输出需要。在实际的微电网中, 燃料电池等分布式发电电源及蓄电池等储能装置, 由于其可以根据负荷需求调节自身的功率输出, 因此常作为微网孤岛运行模式下的支撑电压源来使用, 用以维持微网系统的功率平衡。对于这类微电源中的逆变器, 在微网孤岛模式下运行时, 适合采用VF控制策略。

2. 3 Droop控制策略

Droop控制是一种通过控制逆变器来使分布式电源的输出特性和同步发电机的输出特性一致的控制策略[9,10], 即通过调节分布式电源逆变器输出电压的相位和幅值来调节其输出有功功率和无功功率[11]。逆变器输出的下垂特性如图2 所示。

从图2 可以看到, 逆变器输出的有功功率和频率呈线性关系, 逆变器输出的无功功率和电压幅值成线性关系。故当逆变器输出电压的频率和幅值分别为f0和V0时, 下垂控制的分布式电压就工作在下垂曲线中的A点, 此时DG输出的有功功率和无功功率分别为P0和Q0。而当逆变器输出电压的频率和幅值分别为f1和V1时, 下垂控制的分布式电压就工作在下垂曲线中的B点, 此时DG输出的有功功率和无功功率分别为P1和Q1。因此, 可以看出当逆变器输出的有功功率和无功功率变化时, 逆变器输出电压的频率和幅值按照下垂特性曲线线性变化。

3 基于PSCAD的孤岛运行仿真

由于在对等控制的微电网中, 所有DG是平等的关系, 没有主从之分, 当系统需要时可即插即用。同时, 对等控制的微电网中的DG采用基于下垂特性的Droop控制, 且所有DG按照预先设定的控制方式参与有功功率和无功功率的调节, 故本文采用对等控制的微电网作为仿真对象。

利用PSCAD软件构建的仿真电路如图3 所示, 微电网通过PCC处的断路器与额定电压为380 V的大电网相连, 而DG1 和DG2 接在不同的母线上, 额定电压都为380 V, 额定出力均为0. 5 MW。

3. 1 DG的接入与切除

微电网在孤岛状态下运行时, 由于其分布式电源的随机性太大, 系统总是不可避免地要切除和接入分布式电源。通常切除分布式电源比较简单, 例如对于含有直流的分布式电源, 调节逆变器将电源的输出功率降为零, 然后将分布式电源出口处的断路器直接断开即可。但是, 分布式电源的接入比较复杂, 在分布式电源接入微电网时, 它需要满足与微电网具有相同的电压幅值和相角, 否则将产生严重的暂态过程, 导致设备损坏。

DG接入微电网的操作流程如图4 所示。

当DG接收到需要并网的命令时, 检测模块分别检测出DG和微电网侧的电压幅值和相角, 得出两者的电压幅值差 ΔU和相角差 Δθ。如果 ΔU <ΔUmax且 Δθ < Δθmax ( ΔUmax和 Δθmax分别为DG并网时系统所允许的最大电压幅值差和相角差) , 则DG直接并入微电网。否则, 调节DG侧输出电压幅值和相角, 直到达到要求为止。电压幅值和相角的调节通过DG逆变器的控制单元实现。

利用PSCAD对微电网模型 ( 见图3) 进行DG的接入和切除仿真。设负荷1 和负荷2 消耗的功率相同, 有功功率和无功功率分别为0. 25 MW和0. 15 Mvar。初始微电网与大电网断开, 即PCC处的短路器处于打开状态, DG1 和DG2 均并入微电网。仿真时间为3 s, 系统在1 s时将DG2 切除, 在2 s时再将DG2 并入。仿真结果如图5 ~ 7 所示。

从图5 可以看出, DG2 在2 s接收到并网指令后, 迅速调整其电压幅值和相角, 约在一个周期 ( 20 ms) 内DG2 和微电网同步, DG2 并入微电网。从图6 可以看出, 1 s之前, DG1 和DG2 同时并入微电网, 均分负荷消耗的有功功率和无功功率。在1 ~ 2 s内, 只有DG1 并入微电网, 单独向微电网供电。2 s时, DG2 并入电网, DG2 需要吸收有功和无功功率。由于调整DG2 满足并网条件需要一定时间, 故延迟一段时间后DG2 并网, 且0. 5 s后系统达到稳定。从图7 可以看出, 在DG2 接入和断开时系统的电压和频率有微小波动, 但波动范围在允许的范围内。

3. 2 负荷波动的仿真

对微电网模型 ( 见图3) 进行孤岛状态下负荷的投切仿真。设DG1 和DG2 同时运行, 正常状态下满负荷运行, 并分别对切除和投入50% 的负荷进行仿真, 分析其对微电网的影响; 设负荷1 和负荷2 消耗的功率相同, 有功功率和无功功率分别为0. 5 MW和0. 3 Mvar。仿真时间为3 s, 系统在1 s时将负荷2切除, 在2 s时再将负荷2 并入微电网。仿真结果如图8、9 所示。

从图8 可以看出, 由于DG采用下垂控制, DG1和DG2 的有功功率和无功功率输出相同, 在负荷2切除时, 两个DG的输出同时下降, 而在负荷2 重新并网时, 两个DG又同时增加输出。而从图9 中可以看出, 在负荷2 投切时, 微电网的电压和频率都发生了微小的波动, 但波动在允许的范围之内。因此, 微电网在孤岛状态下运行, 负荷的投切不会影响微电网的可靠稳定运行。

4 结语

微电网有并网和孤岛两种运行方式, 本文基于PSCAD对微电网孤岛运行进行了仿真研究, 验证了微电网在孤岛运行方式下, 对等控制方式DG投切和负荷投切时的稳定性, 同时也对连续调节DG的电压幅值和相角使DG并入微电网的方式进行了仿真。结果表明, 在DG投切和负荷投切时, 微电网均能稳定可靠运行。

摘要：微电网是一种特殊形式的有源配电网, 它提供了一种分布式电源接入大电网的有效方法, 且具有并网和孤岛两种运行模式。笔者在列举讨论对微电网孤岛运行控制的基础上, 搭建了基于PSCAD/EMTDA的仿真模型, 并通过分布电源 (DG) 和负荷的投切仿真试验, 验证了微电网孤岛运行的可行性。

关键词：微电网,分布式电源,控制策略,PSCAD/EMTDA仿真,孤岛运行

参考文献

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地区电网运行风险管控策略 第8篇

随着电网日益发展, 基建、技改、计划检修等设备停电造成电网运行方式薄弱, 供电安全风险增加。 尤其电网运行风险管控方面没有标准的制度, 没有规范的流程, 各部门对电网运行风险防范措施有限。 造成电网风险协同管控能力严重不足。 为了加强重要电力客户供电安全, 防止电网事故引发的重要电力客户次生事故发生, 建立一套电网风险评估、预警、管控全过程工作机制, 全面实施地区电网风险协同管控的需求日益迫切。

2 电网风险管控流程机制

为了强化电网运行风险管控, 结合马鞍山电网的实际, 制定了《马鞍山电网运行风险评估及管控规定》、《马鞍山电网重要电力客户调度运行管理制度》, 规范做好风险识别、风险分级、风险监视、风险控制工作。 以标准化、流程化管理为手段, 以信息化技术为载体, 建立了一套电网运行风险分析评估、预警、管控的闭环管理机制[2], 对电网运行风险预警、电网运行风险协同管控实施标准流程化管理, 实施全过程的安全风险管控。

2.1 风险分析评估

公司调度部门根据年度电网现状开展风险分析, 提前掌握可能的电网风险, 形成年度电网风险分析报告。 利用年度电网风险分析报告, 结合月度停电计划编制工作, 分析次月度电网设备计划停电可能带来的电网运行风险, 梳理可能达到地区电网三级及以上风险的项目, 然后结合电网周停电安排、检修工作申请票批复, 滚动开展周 (日) 电网运行风险评估, 修正月度风险评估结果, 准确评定电网运行风险等级。

2.2 风险预警发布

公司调度部门月底前在公司月度生产会通报下月电网运行风险评估报告, 并按要求向安质部、运检部、营销部行文报备, 每周三前发布下周地区电网一至三级运行风险。 计划检修方式造成地区电网三级及以上风险状态的, 地调在检修申请单批复前向重要电力客户下达电网运行风险预警通知单并取得回执;涉及县级电网运行风险的, 由各县调下达重要电力客户运行风险预警通知单;对于省调发布涉及地区电网运行风险的, 地调及时跟踪应对并制定风险预警单明确防控措施。

2.3 风险管控措施实施

公司安监部门每周五前组织制定发布地区 (包括县级) 电网下周运行风险管控措施, 并在公司内网网站“电网运行风险预警”栏公告。各相关部门每周五在公司周生产会上签收下周预警通知单, 并组织相关单位落实预警通知单措施要求, 在下周一调度早会上汇报管控措施落实情况, 实现电网运行风险预警和防控的闭环管理。 若设备计划停电检修使高危及重要用户、铁路牵引站等供电可靠性降低, 由营销部门在停电检修前提前告知, 取得用户书面回执后才开展停电检修工作。

3 案例分析

今年五月份, 公司成功应对一起地区电网一级风险, 安徽主网三级电网风险管控工作, 是实施地区电网风险协同管控策略的成功实践。

3.1 停电背景及风险概述

220 千伏当长4831、当荷4832 及当阳4837、4838 线路 (即马鞍山南部电网) 均接入500 千伏当涂变220 千伏A段母线;220 千伏当采4833、4834, 当苏4835、4836 线路 ( 即马鞍山西北部电网) 均接入500千伏当涂变220 千伏B段母线 (见图1) 。 为消除马鞍山西北部电网在当涂变220 千伏母线检修方式下运行风险, 计划安排5 月中下旬, 220k V当采4833、当阳4838 线当涂变侧线路交叉互换, 工期10 天。 本次停电220k V当采4833/4834 线、当阳4837/4838 线四线同停, 马鞍山西北部电网仅靠同塔双回220k V当苏4835/4836 线与系统联络, 在N-2 故障下马鞍山西北部电网将与系统解列 (见图2) , 为地区电网一级风险, 安徽主网三级电网风险[3]。

3.2 风险协同管控策略实施

3.2.1调度部门依据年度、月度、周检修计划结合电网运行方式发布年度电网检修方式可行性分析报告、月度风险辨识定级, 并根据周停电计划同步发布下周电网风险预警和高危客户通知单。

3.2.2公司安监部制定保电总体方案, 运检部、调控中心、营销部、物资中心及相关县公司制定保电方案, 公司办公室负责舆情应对及宣传报道方案。运维部组织变电输电专业对相关线路及变电站开展特巡, 通过恢复220k V站点有人值守、输变电设备专项红外测温特巡、全线流动巡视重点区段专人蹲守等方法确保保电方案的有效实施;调控中心开展桌面推演落实电网事故处理预案, 调度监控加强相关变电站信号盯守特巡, 经事故稳定计算合理安排电网运行方式并严格断面潮流监视控制。

3.2.3 公司安监部积极联系政府部门进行风险报备, 同时营销部门统一对外高危客户风险发布及时间变更告知并取得回执。 本次换仓改造工程因塔材到货及天气原因造成计划时间一再改变, 调度部门针对计划变更相应电网风险改期及顺延, 三次均向公司相关部门及所有相关用户发布风险预警并取得用户回执。 工作结束后由调控中心通知相关单位解除风险预警, 完成风险闭环管理。

4 结束语

马鞍山公司通过建立电网安全风险预警机制, 并从预警发布的形式、内容及管理进行规范, 有效的促进相关部门提前做好安全保障工作, 降低电网在非正常方式下的运行风险, 将电网安全稳定运行关口前移, 强化了电网运行的风险管控, 更好的实现电网安全运行全过程可控、能控、在控。 从而建立了以科学防范为导向, 流程管理为手段, 全过程闭环监管为支撑的全面覆盖、全程管控、高效协同的调控运行风险管理机制。

参考文献

[1]马鞍山市经信委关于对马鞍山地区电力重要用户进行备案的批复[Z].马经信资源〔2015〕11号.

[2]华东能源监管局关于开展电网安全风险管控专项监管工作的通知 (华东监能安全〔2015〕47号) [R].

电网经济运行策略分析 第9篇

1 电力调度系统及其发展状况

电力调度系统在20世纪80年代就已经达到了自动化的程度, 它是电力控制系统的中心环节, 主要是通过对电网的运行情况进行监控, 把电网运行的数据和资料进行整理, 以便更好的对电网系统进行调整, 实现电网的高效率运行。

电网的经济运行是理论与实用的结合, 它要在技术和经济消耗都合理的情况下, 充分发挥各种电器元件的作用, 对电网、负荷等进行调节, 从而提高电网经济运行的效率, 降低能源的损耗。我国目前的电网经济运行的是通过变压器和输电线路的运行来实现的, 促使电网的经济运行, 是我国电力调度的管理工作的主要内容, 也是电力企业工作的重点环节。随着我国电力事业的不断发展, 电网的结构建设日益复杂, 人们对电力的消耗也逐渐增多, 由于电力系统的损耗量很大, 所以就要有针对性的降低电力能源的消耗, 实现电力运行的高经济效益。要提高电网经济运行, 实现最大的经济效益, 我们必须开发利用可再生的能源, 减少污染物的排放和能源的浪费, 实现最大的经济效益。

2 优化电力调度实现电网经济运行的有效策略

2.1 电网经济运行的整体思路

社会经济的快速发展, 促进的电力事业的迅猛前进, 电力是我们日常工作、学习、生活所不可缺少的一部分, 对人类的发展有着重要的影响。由于促进电网经济运行是一项长期的工作, 所以在进行电力调度时, 就要求各部们的通力配合, 努力解决影响电网经济运行的因素, 采用先进的方法和策略, 不断提高电网运行的效率。除此之外, 对于电力调度的人员也要加强培训与教育, 提高他们对专业知识和技能的掌握, 负有高度的责任感, 把实现电网经济运行作为自己工作的重点内容, 促进电力系统的优化发展, 实现更高的经济效益。

2.2 实现最优的潮流分布

促使电力系统的潮流分布实现优化, 就是要找到一种在降低成本和能源消耗情况下的潮流分布方式, 这种潮流分布方式要在安全的环境中实现。如果节点的功率出现差异, 即使负荷和网络结构是相同的, 电力系统的潮流分布也不尽相同, 电网的经济运行也会存在差异。

要实现电网的经济运行就要对电网的电流以及潮流情况进行系统的分析和调整, 使它们符合实际电网运行的标准, 并且实现低耗能、高效率的运行方式。例如, 可以通过调整电网运行中的变压器、电容器以及负荷的情况, 来提高电网的运行效率。

2.3 改善变压器的经济运行情况

在电力系统中, 我们最常见的就是变压器, 但是它也是电网中能量消耗最大的电气设备, 如果降低了变压器的能量耗损情况, 对电网的经济运行是十分重要的, 具有积极的意义。但是当前, 由于受到各种因素的制约, 当前我国电网中变压器的运行还没有严格的管理和规定, 它的运行有时会超出经济运行的范围和标准, 所以我们要积极采取措施加以解决。首先在运行时, 要减少开关的使用次数, 少量的开、关的切换, 有利于使变压器达到一种经济的运行情况, 减少能量的消耗。在变压器运行前, 对它使用的范围加以明确, 使变压器的运行能够更加合理、畅通。其次, 要明确变压器的运行方式, 在变压器运行前, 要根据变压器的实际特性和情况, 有针对性的进行运行方式的选择, 使其能够满足变压器的自身需求。但是在实际的工作中, 我们往往会认为, 变压器的台数多, 它的负载量就越大, 所以大多数人都是用一台变压器进行运行。[3]除此之外, 他们更愿意选择容量小的变压器, 这样可以降低能量的损耗。但是事实却恰恰相反, 这种操作方式不仅不能减少消耗, 还会在一定程度上加大能源的消耗, 使变压器的经济运行受到影响。所以我们在确定变压器的运行方式时, 一定要严格计算与分析, 找到合适的运行方式, 实现最优化的运行效果。

2.4 电网运行的方式选择

通过实际的计算与分析, 我们发现适当的对电网运行时产生的电压进行调整, 可以在一定程度上减少能源的消耗, 使电网内部能源实现最优。电网的能量损耗状况与用户用电产生的负荷有一定关系, 如果用户负荷的曲线比较平稳, 电网的损耗就会降低, 所以我们可以想办法, 用曲线高的地方来填补低的位置, 总体上使负荷曲线呈现平稳的趋势, 有效控制电网的损耗程度。除此之外, 在对电力系统进行维修时, 也要减少电网维修的时间, 尽量不带电维修, 可以在一定程度上降低电量的消耗。

2.5 在电网运行过程中, 减少线路的损耗

在电网的运行过程中, 要通过大量的用电线路传输电量, 用电线路的损毁程度对电网的运行会产生很大的影响, 如果线路出现磨损或漏电的现象, 不仅会浪费大量的电量, 而且还会有安全隐患, 对人们的安全造成一定的影响, 所以我们在电网运行时, 要增加电线的回路, 使输电线路更加安全、可靠, 还可以优化电网的结构, 提高电网的功率和输电量。

3 结束语

优化电力调度, 实现电网经济运行是一项长期、艰苦的工作, 我们要切实提高自己的技术能力, 努力促进电网的健康运行。

参考文献

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[2]李芳.论电网调度经济运行[J].现代经济信息, 2012.

电网经济运行策略分析 第10篇

【关键词】电网变化过程；地区电网；运行风险；风险评估

【中图分类号】V242.3+1【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0386-02

地区的电网运行，关系到的不只是社会与国家的发展、安全、社会稳定等因素，同时也与人们切身利益息息相关。纵观近几年，因为地区电网在发展建设上滞后于它的负荷迅猛增长上，电网普遍都会存在瓶颈的情况。特别是高峰负荷的时段，部分的设备经常处在重载或者是过载运行的状态，不能满足我国电网在安全运行方面的相关要求，导致电网的安全裕度被大大降低，其运行风险也就逐渐加大，地区电网在安全运行以及持续可靠的供电方面，将会面临十分严峻的时代挑战。针对风险进行客观、定量的方式进行评估，制定科学的控制预案和计划。

一 、我国计及电网变化过程的地区电网运行风险评估的概况

（一） 当前，我国地区电网在安全上的分析都是把传统静态的安全性分析作为其主要形式，它把离线的方式使用了N-1的准则进行电网静态的安全性校检，通常的方法有直流潮流法、灵敏度法、补偿法等多种形式。上述方法在应用上已经趋于成熟，可是，因为忽视的故障方面的发生概率，不能够对我国电网风险之中的不确定性做出一个全面、科学、客观的分析。对于电网规划时候所说的裕度准确评估中，虽然对事故概率等因素也做出了考虑，并根据相关考虑采取了必要的校验措施，对整体系统潮流都进行了再调度，可是，它主要是应用在电网的具体规划建设方面，在指标上比较抽象，不能够对电网的运行与保护进行有效地指导。

（二） 面对电网在传统可靠性上的相关分析以及已有的一系列缺陷，电网在运行上的风险评估这种方法是20世纪的90年代末被提出来的，而且取得了非常广阔的发展。可是当前关于评估的方式上，仍然存有不足之处，一般考虑的仅仅是部分因素所带来的影响，实现我国电网运行上的风险评估，其缺乏的是系统性的设计，设计计及电网保护与备用电源的自动投入这一装置动作和相关调度人员切负荷操作等相关因素，对于运行所存在的风险与影响。可以根据具体的实例进行方法的检验。

二 、地区电网的运行风险与指标体系

（一） 地区电网的调度人员在关注风险点的时候，一般关注的都是节点的失压以及支路过载而引起的一系列负荷损失。据此，可以根据风险的理论进行定义，其地区电网在失压风险上的指标用RLOV与过载的风险指标为ROL来表示：

（二）在式子中：S是电网的状态，而G是电网负荷在损失状态下的集合，MLOV（S）与MOL（S）这两个分别用来反映电网状态的S节点失压以及支路过载所引起的负荷损失上的严重程度，其中的P（S）是电网的状态S之中的概率，La（s）仅仅是为了考虑因为复合垫的失压而导致的情况，其中电网负荷的损失为它的具体表现；这之中的Lb（s）是考虑这个支路在过载时所引起的一系列电网负荷时的消减系数；这之中的Lo是电网的总负荷。可以把综合式之中的（1）和（2）进行系数计量比，定义区的电网在运行上具体风险指标为R：

三 、我国计及电网的变化过程在运行风险上的评估方法

（一） 计及电网的变化过程是地区电网在运行风险上的评估方法，其综合计及这种继电保护和设备自投的相关动作，以及调度员在切负荷操作上的相关影响，都是电网变化这一过程之中的主要因素，能够真实的反映出电网在运行变化这一具体过程，所以，实现电网运行风险能够被科学化的评估对于我国电力事业的发展具有一定意义。

（二） 在雅克比矩阵奇异这一电网孤岛来进行失压上的分析。潮流计算之中的雅克比矩阵不是奇异内容，表示了电网根本不存在这种孤岛；如果这个矩阵变得奇异，那么就可以利用检测雅克比矩阵列这种相关系的数值来进一步的分析，分析电网的内部是否存有孤岛和孤岛的相关组成。因为雅克比矩阵在子矩阵上为：这和雅克比矩阵之间有着相同的一系列奇异性。所以，在雅克比矩阵这一孤岛上进行失压分析，能够转化成对雅克比矩阵具体的子矩阵H之间的具体分析。具体的方法可以是利用检测矩阵的H之中列相关系数，进一步判别电网之中是否存在了孤岛；

因为潮流这种计算在电网的运行风险评估上是其基础部分，雅克比矩阵能否出现奇异和出现奇异的一系列原因进行细致分析，更是潮流计算之中必不可少的重要步骤。所以，在雅克比矩阵这一奇异孤岛的方法之上进行具体计算，会比传统图论这种方法来检测孤岛效应具有更多的优点，其中的易于实现、快速有效都是它明显的突出优势。

（三） 继电保护在正确运作上能够快速且有效的进行故障设备情况的具体切除，它是我国电网安全运行与稳定运行的基础保障。可是，我国继电保护在动作上将会造成我国继电网的拓扑结构与潮流的改变和转移，一定程度上会导致支路出现过载情况，甚至会诱发故障出现连锁反应，致使大面积的出现停电等灾难性事故。电网之中的配置距离分为三段进行保护，不只是要把它当成是后备的保护，也要进行支路过载等方面的深度预防，与此同时，应该辅助调度人员在切负荷方面的操作，进一步实现对我国电网过载上的有效控制，进而保证电网可以安全运行。对于继电保护的动作和电网运行上的相关风险影响等，都呈现了复杂性与不确定性。

为了能够增强电网在供电上的可靠性，其地区电网可以装设一些设备的自投装置，用来降低地区电网之中的失压风险。由此可见，能够影响电网变化的过程之中的相关因素，都是直接关系到了地区的电网运行以及风险可能，对于风险的评估之中，一定要合理地去设计这相关的因素，才可以让评估所得的结果更加符合工程的实际，具有全面性、科学性等特点。

（四） 关于评估抽刘和其它别的使用的相关潮流计算方式，可以结合图示来进一步显示，透析计及电网在变化过程之中地区电网运行风险的具体评估流程分析。如图1所示：

为了增强评估的效率，可以引进灵敏度的方法来提高其计算速度，也就是对那些支路断开而且没有造成电网的节点失压之中种种状态形象，可以直接的采用灵敏度的方法来求得支路的开断，这也是电网的一种潮流。

总结

综上所述，定量、客观的去评估电网的运行风险，对于保障我国电网安全、稳定的运行具有非常重要的意义。对于地区的电网运行进行的一系列风险评估，一定要计及影响电网在变化这一过程之中的全部要素，才可以让评估的结果更加符合现实情况，真实的反映出电网运行所存有的风险、水平。对于其风险评估，要考虑继电保护和设备的自投装置之中的动作，以及一些列操作影响因素，能够快速、准确的对地区电网进行风险“绝优化”评估，进一步促进我国电力事业的发展。

参考文献

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孤立直流微电网运行控制策略 第11篇

分布式电源DGs(Distributed Generations)由于污染少、安装地点灵活等多方面优点近年来得到快速发展，但大量DGs接入电网也产生了一些不良影响。作为新能源接入的一种解决方案，21世纪初提出了微电网概念。微电网分为交流微电网和直流微电网。直流微电网不仅可以方便地接入直流性质的微电源，如光伏阵列PVA(PhotoVoltaic Array)、燃料电池FC(Fuel Cell)和超级电容SC(Super-Capacitor)，而且可以增大线路传输容量，提高供电可靠性，降低系统损耗。直流负荷不断增多，如电动汽车、电子负荷等，为直流微电网的应用提供了发展机遇。直流微电网已引起国内外学者及电力工业界的广泛关注。

文献[1,2,3]讨论了直流配电在商业办公和居民住宅应用的可行性，认为在有直流微电源接入的情况下，采用直流可以有效地降低系统损耗。文献[4,5]提出了基于直流模块的建筑集成光伏系统的电气结构，论述了直流变换器拓扑的设计原则，研究了光伏直流建筑模块与集中逆变模块的协调控制策略，但没有涉及多种分布式能源的互补应用。文献[6]探讨了直流微电网的稳定性问题，重点讨论了变换器控制参数的影响，但没有计及DGs特性。文献[7]建立了光伏阵列和燃料电池的模型，验证了模型的有效性，但没有涉及储能装置和微电网能量管理控制策略。文献[8]研究了直流微电网运行模式切换控制策略，通过控制汽轮机的工作个数维持网内功率平衡，但没有涉及微电源数学建模。

目前对DGs的研究主要在交流微电网下进行，大多探讨单一类型微电源的并网控制，含有储能装置的混合发电系统在直流微电网中的研究并不多。本文探讨DGs在直流微电网中的应用，研究考虑DGs特性的孤立直流微电网运行控制策略，在MATLAB/Simulink下验证控制策略的有效性。主要内容包括：建立光伏阵列、燃料电池和超级电容的数学模型;跟踪光伏阵列最大功率;对超级电容进行充放电管理，防止过充或过放，并维持直流母线电压稳定;对燃料电池输出功率变化率进行控制，防止“燃料饥饿”，保持网内功率平衡;提出分层控制结构，建立微电源控制器和中央控制器，实现微电源间协调控制。

1 系统结构

直流微电网主要由微电源、变换器、直流配电网、储能装置和直流负荷组成，图1为本文研究的低压单极型直流微电网结构示意图。光伏阵列是主电源，发电功率不可控，输出功率大小与环境密切相关，如阴雨天和夜晚光伏阵列不输出功率。燃料电池是备用电源，发电功率不受环境、地理因素的影响，输出功率可控，用来提供系统长期功率差额，保证网内功率平衡，提高供电可靠性。但燃料电池动态特性慢，快速的负荷变化会引起“燃料饥饿”而影响燃料电池寿命[9]，因此需和超级电容配合使用。超级电容由于充放电速度快，当光伏发电量或负荷功率突变时，可快速补偿瞬时的能量不平衡，在保护燃料电池的同时维持直流电压稳定。

2 微电源模型

2.1 光伏阵列模型

单片光伏电池容量小，实际使用时将其串并联组成光伏阵列。光伏电池的模型如图2所示，主要由光生电流源、二极管、并联电阻和串联电阻组成。理想模型则不考虑串联电阻Rs和并联电阻Rsh的影响。

本文采用文献[10]的数学模型，使用厂商提供的参数，包括开路电压Uoc、短路电流Isc、最大功率点电压Um、最大功率点电流Im。

2.2 燃料电池模型

根据电解质的不同，燃料电池主要分为质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池。其中，质子交换膜燃料电池效率高、功率密度高、低温启动快，成为后备电源的最佳选择，本文也以此为例。

质子交换膜燃料电池的输出特性经验公式[7]是：

其中，uFC是燃料电池的输出电压，ENernst是热动力电势，Uact是活化极化电势，Uohmic是欧姆极化电势，Ucon是浓差极化电势。

2.3 超级电容模型

超级电容模型主要有德拜极化模型、传输线模型和经典等效模型。图3(a)为经典等效模型，图中RESR是等效串联电阻，代表电容器内部发热所消耗的功率，对电容器的充放电过程影响较大;REPR是等效并联电阻，代表超级电容的漏电流，影响电容的长期储能性能;CSC是理想电容。在实际应用中，电容器通常处于较快和频繁的充放电循环过程，REPR的影响可以忽略[11]，电容器可进一步简化为一个理想电容与等效电阻串联的模型，如图3(b)所示。

根据式(2)—(4)确定超级电容的容量CSC[12]：

Eloss=0乙tdi2SC(τ)RESRdτ=PCRESRCMinlnUSCMinUSCNom(4)其中，Eloss、PC、td、USCNom、USCMin、iSC和CMin分别是超级电容的能量损耗、恒定放电功率、放电时间、额定工作电压、最低工作电压、放电电流和最小容量。

3 直流微电网控制策略

系统控制目标是跟踪光伏阵列最大功率和稳定直流母线电压，保证直流微电网在负荷波动和光照变化时正常运行。运行限制条件包括：燃料电池输出电流在[0,IFCN]之间;燃料电池功率变化率在限定值之内;超级电容充放电电流在[ISCMin,ISCMax]之间;超级电容端电压在[USCMin,USCMax]之间。图4为直流微电网的控制示意图。

3.1 光伏阵列控制器

为充分利用太阳能，需要对光伏阵列输出功率进行最大功率点跟踪(MPPT)控制。常用的MPPT算法有扰动观察法、开路电压比例系数法、短路电流比例系数法、电导增量法等[13]。本文采用开路电压比例系数法。

光伏阵列的最大功率点电压Um和开路电压Uoc之间存在着近似的线性关系，即：

其中，k1为比例常数，取值范围为0.71～0.78。

假设Boost变换器工作在连续电流模式，可得：

其中，iPV是光伏阵列的电流，uDC是直流母线电压，d1是开关管VT1的瞬时占空比。此外，为提高Boost变换器效率，当光照强度大于100 W/m2时才启动该变换器。

3.2 燃料电池控制器

控制燃料电池电流的方法主要有2种：直接电流控制法[14]和间接电流控制法[15]。本文采用直接电流控制法，如图4所示。燃料电池作用是补偿长期的能量不平衡，其工作状态取决于超级电容端电压uSCMea：当uSCMea低于设定值U1时，启动燃料电池;当uSCMea高于设定值U2时，关闭燃料电池。为提高燃料电池使用效率，燃料电池启动后以额定功率运行。燃料电池额定电流IFCN经斜率限制器后与反馈电流相比，然后将电流偏差信号送入电流控制器产生变换器的触发脉冲。

由状态空间平均法推得燃料电池侧Boost变换器传递函数[16]为：

其中，D2是开关管VT2的稳态占空比，UDCRef和ILO分别是直流母线的参考电压和电感L2的额定电流，RL是电感L2的寄生电阻。

PWM发生器的传递函数为：

其中，KPWM是锯齿载波信号的幅值。

图4中电流控制器的传递函数为：

应用频率响应法设计控制器参数Kp和Ki。

3.3 超级电容控制器

超级电容充放电时端电压变化范围大，实际应用中必须采用DC/DC变换器来控制能量的双向流动。本文采用半桥型双向DC/DC变换器，如图5所示，其作用是补偿瞬时的能量不平衡，进而稳定直流母线电压。开关管VT3和VT4互补导通，以保持电感电流连续。超级电容充电时，VT4、VD3导通，变换器工作在Buck模式;超级电容放电时，VT3、VD4导通，变换器工作在Boost模式。

约定能量正方向为从低压侧到高压侧方向。以电感电流iSC和直流母线电压uDC为状态量，建立大信号统一状态模型[17]：

其中，d3是开关管VT3的瞬时占空比;R是等效负载电阻，定义为输出电压的平方除以输出功率，是一个变化的可正、可负的量。

为提高系统的响应速度和鲁棒性，超级电容控制器的电流内环采用滑模控制。根据滑模控制的设计方法，首先依据状态量设计一个滑模面，使得状态量在滑模面上能够满足期望的行为;然后设计控制量，使得状态量在空间中任意一点可以渐近趋近滑模面。对于半桥型双向DC/DC变换器，可将电流内环的滑模面S设计如下[18]：

对式(11)求导得：

为使系统稳定，需要满足滑模面的存在条件：

按指数趋近律的方法设计控制器[18,19]，有：

其中，M>0,N>0,sgn(·)表示符号函数。

联立式(12)、(14)，求得控制量d3为：

根据式(15)设计合适的M、N，使得系统输出稳定，直流电压渐近跟踪给定值。

此外，为保护超级电容，使其电流参考值iSCRef在[ISCMin,ISCMax]之间，本文采用了超级电容电流限制函数[14]，如图6所示，式(16)是其数学表达式。

其中，ISCN是超级电容额定电流，uSC是理想电容端电压，Δu是超级电容等效电阻上的电压降，ISCMin、ISCMax分别是超级电容放电电流的最小值和最大值。

3.4 中央控制器

中央控制器的作用是协调控制光伏阵列与燃料电池形成的发电系统。当负荷功率大于光伏发电量时，优先考虑超级电容放电以补偿瞬时的能量不平衡。由于超级电容放电，其端电压不断下降，当端电压小于设定值U1时，功率管理单元认为此时系统功率缺额是长期的，指示燃料电池进行辅助发电;当负荷功率小于光伏发电量时，超级电容充电，吸收多余的电能。由于超级电容充电，其端电压不断上升，当端电压超过设定值U2时，关闭燃料电池。在超级电容充放电过程中，为防止超级电容过充(过放)，当端电压大于(小于)上限值USCMax(下限值USCMin)时，关闭超级电容。图7为系统的控制流程图。

4 系统仿真

4.1 仿真设计

根据图1所示结构在MATLAB/Simulink下进行仿真，系统电路参数如下：光伏阵列Boost变换器，C11=25μF,L1=1 mH,C12=400μF;燃料电池Boost变换器，L2=900μH,C2=400μF;半桥型变换器，L3=100μH,C3=1.5 mF。系统仿真时间为0.8 s，仿真步长为10μs，开关频率为20 kHz，直流母线电压为326 V[1]，电压允许的波动范围为326(1±5%)V。假定直流负荷峰值为30 kW，平均功率为5 kW，最大负荷波动为25 kW。由式(17)计算光伏阵列额定功率为[20]：

其中，是负荷平均功率，kcfpv是光伏阵列的容量因数。为满足在任何天气情况下直流负荷不间断供电的要求，燃料电池额定功率至少应等于负荷峰值，本文取燃料电池额定功率为30 kW。超级电容初始电压及上、下限电压分别为USCIni=250 V、USCMax=300 V、USCMin=150 V，额定电流为ISCN=200 A。为提高系统仿真速度，反映控制效果，超级电容的电容值、燃料电池的响应速度、燃料电池的启动电压和关闭电压分别设定为1.5 F、1 kA/s、240 V和260 V。但在实际应用中，以上参数需结合相应元件的技术资料加以整定。

4.2 仿真分析

模拟光伏阵列的2种工作环境：夜晚或阴雨天时，光伏阵列不工作，超级电容和燃料电池共同向负荷供电，超级电容、燃料电池分别提供瞬时、长期功率差额;晴天时，光伏阵列工作，光伏发电量随光照变化而变化，燃料电池根据超级电容端电压改变工作状态。

图8—12分别给出了光照强度、光伏阵列输出功率、直流负荷、超级电容端电压和燃料电池输出功率变化曲线，具体分析如下。

a.0～0.15 s，光照强度为100 W/m2，光伏阵列不工作，pPV=0 kW,pload=30 kW，光伏发电量小于负荷功率。超级电容放电，uSCMea下降。uSCMea<240 V时，启动燃料电池，其输出功率按给定斜率增至额定功率。

b.0.15～0.3 s，光照强度为100 W/m2，光伏阵列不工作，pPV=0 kW,pload=5 kW，超级电容继续放电，uSCMea进一步下降。当uSCMea<240 V时，启动燃料电

池，pFC按给定斜率从0 kW开始增加，直到等于30kW。在pFC上升过程中，发电功率大于负荷需求时，超级电容由放电状态进入充电状态，uSCMea开始上升。

c.0.3～0.4 s，光照强度为400 W/m2,pPV≈12 kW,pload=5 kW,pFC=30 kW，电源发电量大于负荷功率。超级电容充电，uSCMea上升。

d.0.4～0.45 s，光照强度为400 W/m2,pPV≈12kW,pload=30 kW,pFC=30 kW，电源发电量大于负荷功率。超级电容充电，uSCMea上升。

e.0.45～0.55 s，光照强度为1000 W/m2,pPV≈33.3k W,pload=30 kW，初始时pFC=30 kW，发电功率大于负荷需求，超级电容充电，uSCMea上升。当uSCMea>260 V，关闭燃料电池，pFC按给定斜率从30 kW下降至0 kW。

f.0.55～0.65 s，光照强度为600 W/m2,pPV≈19kW,pload=30 kW，燃料电池输出功率还在下降过程中。前一阶段，电源发电量大于负荷功率，超级电容充电，uSCMea上升;后一阶段，电源发电量小于负荷功率，超级电容放电，uSCMea下降。

g.0.65～0.8 s，光照强度为100 W/m2，光伏阵列不工作，pPV≈0 kW,pload=5 kW,pFC=0 kW，电源发电量小于负荷功率，超级电容放电，uSCMea下降。

图13是直流母线电压变化曲线。由以上分析可知，在0 s、0.15 s、0.4 s、0.65 s发生了负荷波动，波动功率最大为30 kW(0 s);在0.3 s、0.45 s、0.55 s、0.65 s发生了光照突变，引起了光伏发电量波动，波动功率最大为21.3 kW(0.45 s)。从图13可以看出，在上述时刻直流母线的电压变化均在±6 V内，表明了超级电容控制策略的有效性。

5 结论

本文以低压单极型直流微电网为研究对象，建立了微电源的数学模型，设计了简单直观的控制策略，以直流母线电压稳定为控制目标，实现了微电源间的协调控制。仿真结果表明：

a.光伏阵列采用开路电压比例系数法可以实现MPPT，提高了一次能源利用率;

b.燃料电池控制器可以限定功率的变化速度，避免“燃料饥饿”，保持网内功率平衡;

c.超级电容控制器能够稳定直流母线电压，暂态时电压波动在可接受范围内。

摘要：以光伏阵列-燃料电池-超级电容所构成的低压单极型直流微电网为研究对象,在考虑分布式电源特性的基础上,研究该直流微电网的运行控制策略。采用开路电压比例系数法跟踪光伏阵列的最大功率;利用斜率限制器控制燃料电池功率的变化速度,防止“燃料饥饿”,进而改善燃料电池性能,提高其使用寿命;使用滑模控制实现超级电容的快充快放,稳定直流母线电压。在MATLAB/Simulink中搭建系统模型,仿真结果表明,所提控制策略可以提高能源利用率,改善系统的电能质量。