电网规划设计中的风险评估应用

2016-11-09万方林国网湖南省电力公司桃江县供电分公司湖南省益阳市桃江县413400

低碳世界 2016年29期

万方林（国网湖南省电力公司桃江县供电分公司，湖南省益阳市桃江县413400）

电网规划设计中的风险评估应用

万方林（国网湖南省电力公司桃江县供电分公司，湖南省益阳市桃江县413400）

近年来，随着社会的迅速发展，对电力的需求日益增加，电网建设规模不断增大，人们越来越重视电力系统的安全性，这就要求必须做好电网规划设计工作。针对此，本文首先分析了电网规划设计中存在的风险，其次对电网规划设计中的风险评估模型和指标计算进行了相关阐述，最后探讨了电网规划设计中的风险评估方法，以供参考。

电网规划设计；风险评估；应用

1 引言

在城市规划中，电网建设规划具有关键性作用，电力系统的安全问题已成为当前电力用户与有关部门重点关注的问题之一。在电力系统建设过程中，电网建设规划设计具有十分重要的作用，但就目前情况来看，大规模停电事故频繁发生，已经严重影响到了人们日常生产生活，这对社会的安定造成了一定的阻碍。对此，必须对电网系统进行科学的、合理的规划设计，并且还要对其中存在的风险进行合理的评估，以确保电网运行安全性。

2 电网规划中风险评估的重要性

电网规划设计是电力系统运行安全性的重要基础，基于我国当前情况，在电网规划设计过程中，主要是为在满足未来需求的前提下，通过规划设计确定待建电线路数量与位置，促进低投资低成本建设目标的实现。此情况下，在进行电网规划设计时，设计人员应按照未来电源与负荷预测结构构建电网框架，通过短路电流与稳定校验等电气计算结果，明确最终的规划设计方案。

在选择电网规划设计方案时，主要是在电网建设投资基础上，选用N-1安全准则对电网系统进行校验，将故障事故发生后的静态安全约束作为评估重点，此种方式无法测算故障事故发生概率，这就需要在电网规划设计中加入风险评估，以此来综合评判电网系统运行过程中故障事故发生概率及其带来的后果。一般情况下，风险越高，则电网运行可靠性越低。在电网规划设计过程中，通过风险评估的应用，不仅能够实现测算故障事故发生概率的目的，还能够对事故发生后影响程度进行综合考虑，从而实现对电网全系统的风险管理，将系统风险水平控制在规定范围内。

3 电网规划设计风险

3.1 政策风险

近年来，随着现代企业的迅速发展，企业规模日益增大，企业用电持续增加，电网结构越来越复杂，针对此，为了确保我国社会的稳定发展，必须对电网进行合理的规划，但在电网规划设计过程中，政府部门并没有给予电网规划建设充足的支持力度，变电站选址与线路走廊的保护也没有相关法律作为依据，大大增加了电网运行风险性。此外，国家环保政策对变电站噪声的要求与变电站周围居民的反对，给变电站建设的顺利开展带来了极大的阻碍。

3.2 技术风险

就我国目前电网规划方案来看，其主要目的在于满足供电需求，在电网规划过程中，规划技术具有关键性作用，但在电网实际规划设计过程中，变电站的接入方案、主容量的选择、无功补偿装置、电压等级等方面技术的要求均相对较高，再加上网架结构、接线模式的合理性、电网结构对自然灾害的抵御能力等方面的高要求，在进行电网运行设备规划设计时，必须将其与国家现行政策进行有效的融合，如果出现问题，必将给电网运行带来较大的风险。

3.3 管理风险

在我国电网具体运行过程中，往往会受到自然因素与外力因素的影响，导致电网输电线路发生故障。在对其进行管理时，因相关工作人员责任心与专业技术的缺乏，导致电网规划无法全面的掌握上述因素，再加上电网规划通常会与部分市政建设规划存在一定的冲突，通常是城市规划中的供电部门与规划部门在规划理念方面无法达成一致，从而无法实现协调统一的目的。除此之外，规划工作人员的专业水平也不到位，规划岗位人员的配备也不齐全，再加上不具备有效的、合理的规划应急预案，大大增加了电网运行风险。

4 电网规划设计中的风险评估模型和指标计算

通常情况下，电网规划设计阶段更加注重规划方案间的横向对比。对于电网规划设计方案，一般具备较强的风险承载能力，此处以状态枚举法为例，对电网规划设计中的风险进行评估。所谓风险指标计算方法，即为通过预想事故扫描的方式，确定系统失效情况，对风险进行指标计算。

4.1 采用枚举计数选择、确定系统状态

通常情况下，对于系统状态概率的计算，可采用以下公式进行：

式中：P（s）-系统状态s下的概率，其仅对元件停运时间进行考虑；n-系统元件总数；nd-系统状态s中的不可用元件数；Ui、Uj-元件i、j与停运相关的不可用率。其中，对于Ui，可通过以下公式计算：

4.2 系统和风险指标的计算

式中：λ-元件与停运有关的失效率；fi-元件的平均停运频率；MTTRi-元件的平均停运的时间。

在实际计算过程中，对于fi与MTTRi，均能够采用统计历史数据的方式获得。将上述公式进行相应的转换，可得到以下公式：

对于风险指标的计算，通常在各级负荷水平的分析结果基础上进行。

4.2.1 负荷削减概率的计算指标

式中：NL-通过实际负荷数据确定的负荷水平分级数；Fi-多级负荷模型中第i个负荷水平系统发生全部失效情况的集合；Ti-第i个负荷水平时间长度；T-1年时间长度的负荷曲线的时间期间全长。

4.2.2 期望缺供电量EENS的计算指标

4.2.3 期望负荷削减频率EFLC的计算指标

式中：m（s）-不考虑降额状态下的系统元件总数。

4.2.4 负荷削减平均持续时间ADLC的计算指标

通过实践经验可知，负荷削减概率计算指标与负荷削减平均持续时间ADLC计算指标均能够在所有的母线、分区，甚至是整体电力系统指标计算中获得良好的应用。

5 电网规划设计中的风险评估方法

5.1 风险因素分析法

所谓风险因素分析法，即为对可能会引发风险的因素进行评价分析，以明确风险发生概率的评估方式。此种风险分析法主要思路为：①对风险源进行仔细的调查；②对风险转化条件进行判断识别；③明确转化条件是否具备最终估计风险发生的后果；④对风险进行合理的评价。在电网规划设计过程中，主要存在政策风险、技术风险以及管理风险，风险因素分析主要是对电网规划过程中存在的一些风险进行分析，例如变电站选址、输电线路的设计等。其中，对于变电站的选址，必须对噪音带来的影响进行全面的考虑；对于输电线路设计，则需要对线路走廊的环境与外力因素的影响进行充分的考虑。

5.2 基线评估

基线评估方法具备所需资源少、周期短、操作简便的特征。在电网规划设计过程中，对于环境基本一致、安全需求相类似的电网结构，基线评估是最经济、最有效的一种风险评估方式，其主要是通过计算机信息技术构建一套风险评估对策，以评估电网结构中存在的风险，将其落实于电网范围内，如果有特殊需求，还需在此基础上，对特定系统进行更加详细、严格的评估。

5.3 层次分析法

所谓层次分析法，其主要是指一种定性与定量有效融合的多目标分析方式，其改变了传统分析方式中最优化技术仅能够处理定量分析问题的缺陷，是一种定量与定性相融合的分析方式。在电网规划设计过程中，电网结构的多样性与复杂性大大增加了电网规划过程中存在的风险因素，通过多层次分析方式的运用，能够对电网运行过程中存在的各种风险进行有效的分析，进而全面提升电网规划效果。