電網(wǎng)規(guī)劃設計中的風險評估應用

萬方林（國網(wǎng)湖南省電力公司桃江縣供電分公司，湖南省益陽市桃江縣413400）

電網(wǎng)規(guī)劃設計中的風險評估應用

萬方林（國網(wǎng)湖南省電力公司桃江縣供電分公司，湖南省益陽市桃江縣413400）

近年來，隨著社會的迅速發(fā)展，對電力的需求日益增加，電網(wǎng)建設規(guī)模不斷增大，人們越來越重視電力系統(tǒng)的安全性，這就要求必須做好電網(wǎng)規(guī)劃設計工作。針對此，本文首先分析了電網(wǎng)規(guī)劃設計中存在的風險，其次對電網(wǎng)規(guī)劃設計中的風險評估模型和指標計算進行了相關(guān)闡述，最后探討了電網(wǎng)規(guī)劃設計中的風險評估方法，以供參考。

電網(wǎng)規(guī)劃設計；風險評估；應用

1 引言

在城市規(guī)劃中，電網(wǎng)建設規(guī)劃具有關(guān)鍵性作用，電力系統(tǒng)的安全問題已成為當前電力用戶與有關(guān)部門重點關(guān)注的問題之一。在電力系統(tǒng)建設過程中，電網(wǎng)建設規(guī)劃設計具有十分重要的作用，但就目前情況來看，大規(guī)模停電事故頻繁發(fā)生，已經(jīng)嚴重影響到了人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活，這對社會的安定造成了一定的阻礙。對此，必須對電網(wǎng)系統(tǒng)進行科學的、合理的規(guī)劃設計，并且還要對其中存在的風險進行合理的評估，以確保電網(wǎng)運行安全性。

2 電網(wǎng)規(guī)劃中風險評估的重要性

電網(wǎng)規(guī)劃設計是電力系統(tǒng)運行安全性的重要基礎，基于我國當前情況，在電網(wǎng)規(guī)劃設計過程中，主要是為在滿足未來需求的前提下，通過規(guī)劃設計確定待建電線路數(shù)量與位置，促進低投資低成本建設目標的實現(xiàn)。此情況下，在進行電網(wǎng)規(guī)劃設計時，設計人員應按照未來電源與負荷預測結(jié)構(gòu)構(gòu)建電網(wǎng)框架，通過短路電流與穩(wěn)定校驗等電氣計算結(jié)果，明確最終的規(guī)劃設計方案。

在選擇電網(wǎng)規(guī)劃設計方案時，主要是在電網(wǎng)建設投資基礎上，選用N-1安全準則對電網(wǎng)系統(tǒng)進行校驗，將故障事故發(fā)生后的靜態(tài)安全約束作為評估重點，此種方式無法測算故障事故發(fā)生概率，這就需要在電網(wǎng)規(guī)劃設計中加入風險評估，以此來綜合評判電網(wǎng)系統(tǒng)運行過程中故障事故發(fā)生概率及其帶來的后果。一般情況下，風險越高，則電網(wǎng)運行可靠性越低。在電網(wǎng)規(guī)劃設計過程中，通過風險評估的應用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)測算故障事故發(fā)生概率的目的，還能夠?qū)κ鹿拾l(fā)生后影響程度進行綜合考慮，從而實現(xiàn)對電網(wǎng)全系統(tǒng)的風險管理，將系統(tǒng)風險水平控制在規(guī)定范圍內(nèi)。

3 電網(wǎng)規(guī)劃設計風險

3.1 政策風險

近年來，隨著現(xiàn)代企業(yè)的迅速發(fā)展，企業(yè)規(guī)模日益增大，企業(yè)用電持續(xù)增加，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復雜，針對此，為了確保我國社會的穩(wěn)定發(fā)展，必須對電網(wǎng)進行合理的規(guī)劃，但在電網(wǎng)規(guī)劃設計過程中，政府部門并沒有給予電網(wǎng)規(guī)劃建設充足的支持力度，變電站選址與線路走廊的保護也沒有相關(guān)法律作為依據(jù)，大大增加了電網(wǎng)運行風險性。此外，國家環(huán)保政策對變電站噪聲的要求與變電站周圍居民的反對，給變電站建設的順利開展帶來了極大的阻礙。

3.2 技術(shù)風險

就我國目前電網(wǎng)規(guī)劃方案來看，其主要目的在于滿足供電需求，在電網(wǎng)規(guī)劃過程中，規(guī)劃技術(shù)具有關(guān)鍵性作用，但在電網(wǎng)實際規(guī)劃設計過程中，變電站的接入方案、主容量的選擇、無功補償裝置、電壓等級等方面技術(shù)的要求均相對較高，再加上網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、接線模式的合理性、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)對自然災害的抵御能力等方面的高要求，在進行電網(wǎng)運行設備規(guī)劃設計時，必須將其與國家現(xiàn)行政策進行有效的融合，如果出現(xiàn)問題，必將給電網(wǎng)運行帶來較大的風險。

3.3 管理風險

在我國電網(wǎng)具體運行過程中，往往會受到自然因素與外力因素的影響，導致電網(wǎng)輸電線路發(fā)生故障。在對其進行管理時，因相關(guān)工作人員責任心與專業(yè)技術(shù)的缺乏，導致電網(wǎng)規(guī)劃無法全面的掌握上述因素，再加上電網(wǎng)規(guī)劃通常會與部分市政建設規(guī)劃存在一定的沖突，通常是城市規(guī)劃中的供電部門與規(guī)劃部門在規(guī)劃理念方面無法達成一致，從而無法實現(xiàn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的目的。除此之外，規(guī)劃工作人員的專業(yè)水平也不到位，規(guī)劃崗位人員的配備也不齊全，再加上不具備有效的、合理的規(guī)劃應急預案，大大增加了電網(wǎng)運行風險。

4 電網(wǎng)規(guī)劃設計中的風險評估模型和指標計算

通常情況下，電網(wǎng)規(guī)劃設計階段更加注重規(guī)劃方案間的橫向?qū)Ρ?。對于電網(wǎng)規(guī)劃設計方案，一般具備較強的風險承載能力，此處以狀態(tài)枚舉法為例，對電網(wǎng)規(guī)劃設計中的風險進行評估。所謂風險指標計算方法，即為通過預想事故掃描的方式，確定系統(tǒng)失效情況，對風險進行指標計算。

4.1 采用枚舉計數(shù)選擇、確定系統(tǒng)狀態(tài)

通常情況下，對于系統(tǒng)狀態(tài)概率的計算，可采用以下公式進行：

式中：P（s）-系統(tǒng)狀態(tài)s下的概率，其僅對元件停運時間進行考慮；n-系統(tǒng)元件總數(shù)；nd-系統(tǒng)狀態(tài)s中的不可用元件數(shù)；Ui、Uj-元件i、j與停運相關(guān)的不可用率。其中，對于Ui，可通過以下公式計算：

4.2 系統(tǒng)和風險指標的計算

式中：λ-元件與停運有關(guān)的失效率；fi-元件的平均停運頻率；MTTRi-元件的平均停運的時間。

在實際計算過程中，對于fi與MTTRi，均能夠采用統(tǒng)計歷史數(shù)據(jù)的方式獲得。將上述公式進行相應的轉(zhuǎn)換，可得到以下公式：

對于風險指標的計算，通常在各級負荷水平的分析結(jié)果基礎上進行。

4.2.1 負荷削減概率的計算指標

式中：NL-通過實際負荷數(shù)據(jù)確定的負荷水平分級數(shù)；Fi-多級負荷模型中第i個負荷水平系統(tǒng)發(fā)生全部失效情況的集合；Ti-第i個負荷水平時間長度；T-1年時間長度的負荷曲線的時間期間全長。

4.2.2 期望缺供電量EENS的計算指標

4.2.3 期望負荷削減頻率EFLC的計算指標

式中：m（s）-不考慮降額狀態(tài)下的系統(tǒng)元件總數(shù)。

4.2.4 負荷削減平均持續(xù)時間ADLC的計算指標

通過實踐經(jīng)驗可知，負荷削減概率計算指標與負荷削減平均持續(xù)時間ADLC計算指標均能夠在所有的母線、分區(qū)，甚至是整體電力系統(tǒng)指標計算中獲得良好的應用。

5 電網(wǎng)規(guī)劃設計中的風險評估方法

5.1 風險因素分析法

所謂風險因素分析法，即為對可能會引發(fā)風險的因素進行評價分析，以明確風險發(fā)生概率的評估方式。此種風險分析法主要思路為：①對風險源進行仔細的調(diào)查；②對風險轉(zhuǎn)化條件進行判斷識別；③明確轉(zhuǎn)化條件是否具備最終估計風險發(fā)生的后果；④對風險進行合理的評價。在電網(wǎng)規(guī)劃設計過程中，主要存在政策風險、技術(shù)風險以及管理風險，風險因素分析主要是對電網(wǎng)規(guī)劃過程中存在的一些風險進行分析，例如變電站選址、輸電線路的設計等。其中，對于變電站的選址，必須對噪音帶來的影響進行全面的考慮；對于輸電線路設計，則需要對線路走廊的環(huán)境與外力因素的影響進行充分的考慮。

5.2 基線評估

基線評估方法具備所需資源少、周期短、操作簡便的特征。在電網(wǎng)規(guī)劃設計過程中，對于環(huán)境基本一致、安全需求相類似的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，基線評估是最經(jīng)濟、最有效的一種風險評估方式，其主要是通過計算機信息技術(shù)構(gòu)建一套風險評估對策，以評估電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中存在的風險，將其落實于電網(wǎng)范圍內(nèi)，如果有特殊需求，還需在此基礎上，對特定系統(tǒng)進行更加詳細、嚴格的評估。

5.3 層次分析法

所謂層次分析法，其主要是指一種定性與定量有效融合的多目標分析方式，其改變了傳統(tǒng)分析方式中最優(yōu)化技術(shù)僅能夠處理定量分析問題的缺陷，是一種定量與定性相融合的分析方式。在電網(wǎng)規(guī)劃設計過程中，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的多樣性與復雜性大大增加了電網(wǎng)規(guī)劃過程中存在的風險因素，通過多層次分析方式的運用，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運行過程中存在的各種風險進行有效的分析，進而全面提升電網(wǎng)規(guī)劃效果。

6 結(jié)語

綜上所述，在社會經(jīng)濟發(fā)展過程中，電力規(guī)劃具有十分重要的作用，其緊密關(guān)聯(lián)著人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活。針對此，為了推動經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，提升電網(wǎng)規(guī)劃設計方案的可靠性，必須對電網(wǎng)規(guī)劃設計方案的可靠性進行有效的、合理的分析。

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TM715

A

2095-2066（2016）29-0058-02

2016-9-30

萬方林（1985-），男，工程師（中級），本科，主要從事電網(wǎng)規(guī)劃建設、運行檢修工作。