电网评价方法及电网可靠性提升策略

乐程毅，贝斌斌，熊家敏，李阿鹏，葛颖丰

1.国网浙江省宁波市镇海区供电公司，浙江 宁波 315000

2.宁波三明电力发展有限公司，浙江 宁波 315000

0 引言

随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，在日常生活与工作中，人们对电量的需求也在不断上涨，这对我国电网和供电工作提出了更高的要求。在供电单位的日常供电中，供电可靠性是非常重要的工作指标，它既可以保证日常供电工作的正常进行，还能在很大程度上平衡供电单位整体供电质量及发展水平。我国供电单位在日常的供电工作中需要深入地研究供电可靠性，并制订相应的供电方案，以保证整个供电结构的合理性[1]。电网规划工作对电网的稳定性要求非常高，只有通过科学合理的规划与设置，才能保证整个电网工作的稳定性，从而为人们提供高质量的电力资源。

1 电网系统运行的影响因素

1.1 设备的不确定性与随机性

电网系统出现故障的时间与周期存在不确定性与随机性，这是因为电力系统的设备具有很强的不确定性与随机性。设备及系统的故障会造成停运事件，降低电网运行的稳定性[2]。在电网系统运行过程中无法精确地检测各种设备的运行情况，因而存在各类数据缺失的状况，而数据的缺失会导致在运行中出现误差。此外，信息的不完整会降低电网的可靠度，造成计算失误。

1.2 电网的负荷状态

除了受不同组别电气设备运行状态的影响，电网系统能否正常高效地运行在很大程度上取决于电网本身的负荷状态。由于负荷水平与负荷预计值会因为各种干扰因素而存在一定的波动，具体数值也存在不确定性。

2 我国电网规划存在的问题

现阶段，我国对电网规划十分重视，电网的规划设计已取得较大的发展，但仍然存在许多不足。我国的电网规划工作主要采用“N-1”准则来评估规划方案的可靠性及安全性，在预期故障产生的情况下，划分电网产生的故障影响类型。这种分析方法存在一定的缺陷。（1）在故障发生后无法确定故障发生的具体位置；（2）由于无法反映电力设备的具体故障状况、负荷状态及故障对整体电网产生的影响，使故障工作方案存在较多不足，无法通过可靠性评估有效解决电网规划中的问题。

只有不断创新技术，才能有效地监测电网供电过程中发生的各类故障，并提出相应的解决方案，从而提高电网供电的安全性和可靠性，提高人们的用电质量和生活满意度。除此之外，由于定量评估电网安全性具有重要意义，电力管理人员应该提出相应的供电工作规范，否则会因为管理人员的决策失误等问题给电网规划工作带来影响，导致整个电网程序无法正常进行。

3 电网系统的评价方法

3.1 概率统计法

虽然电网系统停电、出现设备故障及问题都具有随机性，但也需要进行必要的预防来降低问题发生的概率。因为正常工作状态与事故状态之间存在一定的概率分布关系，所以概率统计法是目前评估电网电气系统的最有效的方法，它具有很强的可操作性，可以通过概率统计来平衡随机性变化对电网可靠性的影响。然而，由于统计资料不完整或存在误差，运行条件具有极强的模糊性，因此运用传统的数据统计法预测电网系统未来的运行条件时具有较强的限制性，得出的结果难以满足现实的发展需求，导致评价指标失去对电网规划方案的指导意义。

3.2 模糊指标评价方法

在电网系统中，系统发生停电、设备出现故障及电网中的负荷水平都具有较强的随机性，并且在统计时难免会产生误差或出现数据缺失等状况，这对未来的电网环境预测造成限制。如果仍然采用传统的资料统计方式评估电网规划的可靠性，得出的结果将与现实不符，严重时，还会造成电网规划结果和电网的实际运行产生巨大差异，使可靠性评估对电网的指导作用严重降低。随着电网系统的不断发展，相关部门需要将电网中随机发生的不确定事件及模糊性的不确定事件都考虑在内，通过有机结合模糊集合论与概念论，科学地处理电网规划的不确定因素，提高电网的稳定性[3]。在实际的电网运行过程中，可以用模糊指标代替明确指标，通过给规划者划定指标范围的形式，将电网运行中存在的不确定性、不可预估性等因素纳入考虑，使电网规划与实际发展需求相符合[4]。

4 电网规划的评价指标和评级体系

4.1 电网规划的可靠性指标

可靠性是电网正常供电过程中的重要指标，其评价指标包括电网的停电频率、停电的持续时间及停电过程所产生的电力损失[5]。不同的供电系统需要依照自身的特性，划分具体的可靠性指标[6]。可靠性指标系统通常分为负荷指标和系统指标，负荷指标可以展现每一个负荷工作点的局部供电所产生的不良影响，并帮助相关人员找出相应的解决方法。可靠性指标系统不但可以作为负荷工作点指标，还可以直接应用于整个供电系统。相关工作人员可以从全局规划的角度，在电网规划工作中重点关注供电指标及节点指标，并对整个供电系统的可靠性进行量化分析，研究供电的分布规律。

4.2 电网规划评价体系的构建

在电网规划工作中，满足电网供电的安全性和稳定性是最基本的要求，能有效预防供电系统出现严重的电力事故以及大面积的停电问题。在电网规划时，还要考虑资金问题，要降低初始投资和电网运行过程中的耗损，保障成本的最优化。供电单位一定要在考虑经济状况的基础上，建立安全、可靠的电网系统。在构建电网规划的评价指标体系时，需要把握以下原则。

（1）系统性原则。电网系统的评价指标需要充分反映整个供电系统的特征。对于电网系统，安全性、稳定性、经济性三者缺一不可，都是电网系统发展的重要特性[7]。

（2）可操作性原则。在电网规划过程中，要以电网设备及其故障管理工作的数据为依据选取评价指标，并根据计算结果进行合理的分析，以得出有效的供电方案。在管理工作中，可以参考前人的分析结论和计算结果来操作，以提高数据的精准性。

（3）比较性原则。在电网规划和评价中，需要对比不同规划方案的技术性及经济性。在实际的工作中，要针对不同的方案进行精准的数据计算与分析，对于数据分析中相差较小或计算难度较大的部分可取近似值，以减少数据计算的复杂性。

总之，供电单位要根据供电网络的具体需求，根据实际的供电发展状况，建立电网规划综合评价体系，该指标体系可以通过数据分析与综合电网评价来提升电网规划方案的技术性与经济性。在具体的工作中，要考虑整个电网系统的安全性与可靠性。只有进行多方面的考量，才能得到准确的供电指标，进而从多个角度反映电网系统的真实工作状态，保障供电的安全性，并能在遇到故障时及时解决问题。

5 基于综合评价的电网规划方法

分析我国的电网规划工作开展情况，可以发现停电不仅会造成电网受损，还会造成严重的社会影响。考虑到电网公司的电网运行维护工作能力较低，而且缺乏历史数据参考，因此在计算维护成本时，需要通过一系列的优化计算，在考虑投资的基础上，维持运行成本与维护成本之间的平衡。针对规划工作中的电网损耗，要根据供电网络的损失计算平均电价，并做好完整的数据记录，为后续工作提供有效的参考。

为了解决传统电网规划中供电可靠性偏低的问题，需要重点研究供电可靠性的指标及电网的综合成本。在供电安全指标的基础上，可以使用综合评价、建立与分析电网规划模型等方式来计算与分析供电网络的整体安全性及经济性，使整个电网的规划设计方案更加科学，通过平衡经济性与安全性的方式，实现社会效益与经济效益的双丰收。

除了研究电力系统的供电状况，也要预测电网的超负荷数据，这样能为后续的电网规划工作提供有效的参考，从而大幅度提高供电网络的安全性与可靠性。近年来，我国的科技得到了大力发展。根据供电系统中电气计算数据的分析结果，可以了解电网规划工作中产生的损耗成本，也可以评估初步规划工作方案是否满足供电的安全性要求。

6 提高电网规划可靠性的建议

电网规划的可靠性直接关系着供电的可靠性。据相关统计数据，约80%的用电故障来自电网系统的故障。可见，合理的规划和优化电网系统配置已经成为我国电网规划工作的重中之重。电网的安全稳定对社会的平稳发展具有非常重大的意义，准确预测未来的电力负荷对于电网的综合发展非常重要。随着人们生活水平的不断提高，用电需求不断增加，现有的电力系统环境也势必要进行重新整合，以保证电网结构的安全稳定。为了更好地保障电网运行环境的稳定性，需要分析影响电网安全、稳定运行的因素，充分利用各种资源，增强电网工作的规范性，有效减少系统故障对电网运行的干扰[8]。

6.1 合理设置节点

为了加强对电网的创新与改革，有一些电网规划单位采用了节点控制法，但是并没有达到理想的效果，根本原因在于节点的设置不合理。当下，电网工程设计师与施工单位之间不能形成统一的体系，而且不同单位之间的职责分配不明确，这会导致在供电过程中产生许多难以解决的问题，如设计师对电网工程的实际工作没有准确的了解，使设置的工作节点不科学。用电规划的流程较复杂，需要进行节点化分离，而目前电网规划的控制流程大多流于表面，在实际操作过程中无法及时收集电网规划需要的相关资料，不能在实际工作中考虑到未知状况。对此，相关工作者要以电网规划中出现的问题为准，科学合理地分配节点。

6.2 建立完整的电网系统

目前，社会各方面的用电量持续增加，对电网规划方案的要求也越来越高，电网规划在迎来重大发展机遇的同时，也面临前所未有的挑战。对此，需要建立完整的电网数据监管系统，通过实践与数据分析，得到有效的创新与改革建议。

要建立完整的电网系统，就要重视人才。可以引进优秀的科学技术人才，并监督相关人员展开高效的工作。人才培养是一个长期的发展过程，相关工作人员不仅要为电网规划可靠性提供精确的数据，还要脱离旧理论的禁锢，通过分析数据，总结规律，全方位提高自身综合素质。此外，还要注重员工的自身发展，要让员工不断地提高文化知识，成为既拥有扎实知识又拥有先进技术的尖端人才。电网规划是一个复杂、完整的过程，其对电网结构的计算精度和后续的评估提出了较高的要求。这就要求相关人员准确把握电网结构及其变化的各个过程，设计简单且全面的方案来综合提升电网系统的可靠性，并且在遇到问题时能及时拿出应对方案解决相关问题。

7 结束语

现阶段，我国的电网规划工作仍然存在许多问题，供电可靠性评价方法也有所欠缺。在后续的电网规划工作中，要引入合理有效的方法，并多听专家的分析来辅助决策，参考专家的建议与经验，总结、制订更加安全且合理的电网规划方案，以此来为人们提供更加安全、高效的电力资源。在规划电网时，需要充分考虑电网工作的安全性、稳定性及经济性，通过综合考量，规划可行的方案来进行综合测评与实践。要充分发挥可靠性评价工作的作用，提高电网规划工作方案的精细化水平，从而推动我国的经济与社会发展。