北美電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)可靠性準(zhǔn)則簡(jiǎn)介

北美電力可靠性協(xié)會(huì)和9個(gè)區(qū)域可靠性協(xié)會(huì)為提高電力系統(tǒng)電力供應(yīng)的安全性和充裕度都分別制定了電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)可靠性準(zhǔn)則，其目的是從規(guī)劃設(shè)計(jì)方面充分保證電力系統(tǒng)的可靠性。這些準(zhǔn)則作為區(qū)域可雄性協(xié)會(huì)對(duì)互聯(lián)電力系統(tǒng)及其成員對(duì)所屬電力系統(tǒng)進(jìn)行電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循的準(zhǔn)則。也作為其成員進(jìn)一步制定其所屬電力系統(tǒng)的更詳細(xì)和具體的規(guī)劃設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的基礎(chǔ) 。

主要內(nèi)容包括:

①發(fā)電裝機(jī)容童及充裕度的評(píng)價(jià);

②嚴(yán)重和常見(jiàn)故障事件悄況下系統(tǒng)可靠性準(zhǔn)則;

③區(qū)域間可靠性的協(xié)議和準(zhǔn)則;

④按頻率降低自動(dòng)減負(fù)荷準(zhǔn)則等。

主要是對(duì)發(fā)電裝機(jī)充裕度的要求，系統(tǒng)備用容量的規(guī)定以及評(píng)價(jià)發(fā)電額定出力的條件和規(guī)定等。各區(qū)域可靠性協(xié)會(huì)都對(duì)發(fā)電容量進(jìn)行了概率性評(píng)估。有的采用電力不足概率LOLP，有的則采用等值容量裕度百分?jǐn)?shù)表示.

所有9個(gè)區(qū)域電力可靠性協(xié)會(huì)的準(zhǔn)則中都規(guī)定了在大電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行中必須滿足:

①在發(fā)生概率較高的常見(jiàn)故障事件時(shí).不發(fā)生大面積停電;

②在發(fā)生概率很少但后果嚴(yán)重的故障事件時(shí).大電力系統(tǒng)應(yīng)有

一定的承受能力。此外還規(guī)定了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬校核(simujation tesk)的準(zhǔn)則和條件，嚴(yán)重和常見(jiàn)故障事件的具體內(nèi)容及當(dāng)系統(tǒng)不能滿足準(zhǔn)則的要求時(shí)所應(yīng)采取的措施。

區(qū)域間訂立系統(tǒng)可靠性協(xié)議和準(zhǔn)則的目的是考慮互聯(lián)區(qū)域間和區(qū)域內(nèi)對(duì)整個(gè)大電力系統(tǒng)可靠性的影響，以保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。主要內(nèi)容包括各種信息如負(fù)荷、發(fā)電、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等情況的相互交換，設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行工作間的協(xié)調(diào)以及系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的配合、系統(tǒng)通信及設(shè)備參數(shù)等 。

各區(qū)域可靠性協(xié)會(huì)都規(guī)定了當(dāng)系統(tǒng)頻率下降時(shí)，各成員系統(tǒng)應(yīng)采取的措施和準(zhǔn)則。準(zhǔn)則包括按頻率降低自動(dòng)減負(fù)荷的級(jí)數(shù)。各級(jí)的頗率整定值、動(dòng)作時(shí)ICI和切負(fù)荷的數(shù)值以及當(dāng)頻率下降到最低允許值時(shí)應(yīng)采取的緊急措施。對(duì)發(fā)電機(jī)組在系統(tǒng)低頗情況下允許的運(yùn)行時(shí)間和解列發(fā)電機(jī)組時(shí)應(yīng)采取的措施也作了相應(yīng)的規(guī)定。有些區(qū)域可靠性協(xié)會(huì)對(duì)聯(lián)合系統(tǒng)中成員系統(tǒng)的按頗率降低自動(dòng)減負(fù)荷裝置的分級(jí)、各級(jí)整定值、動(dòng)作時(shí)間和應(yīng)切負(fù)荷數(shù)量也作了相應(yīng)規(guī)定 。2100433B

按研究問(wèn)題的性質(zhì)不同，可靠性準(zhǔn)則也可分為技術(shù)性準(zhǔn)則和經(jīng)濟(jì)性準(zhǔn)則。技術(shù)性準(zhǔn)則指為保證供電質(zhì)量和可靠性，系統(tǒng)必須承受的考核和檢驗(yàn)條件，而經(jīng)濟(jì)性準(zhǔn)則是考慮經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，包括事故停電損失值與固定和運(yùn)行費(fèi)用值總費(fèi)用的優(yōu)化。

由于現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)供電可靠性和停電后迅速恢復(fù)供電提出很高的要求，因此各國(guó)對(duì)電力系統(tǒng)都制定了可舉性準(zhǔn)則。例如，北美電力可靠性協(xié)會(huì)和九個(gè)協(xié)作區(qū)都制定了有關(guān)電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行的可靠性準(zhǔn)則(見(jiàn)北美電力系統(tǒng)可靠性管理)。英國(guó)中央發(fā)電局在發(fā)電系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)、輸電系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和供電安全標(biāo)準(zhǔn)方面也制定了相應(yīng)的準(zhǔn)到(見(jiàn)英國(guó)電力系統(tǒng)可靠性管理)。根據(jù)國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議的調(diào)查報(bào)告，除北美和英國(guó)外有20多個(gè)國(guó)家都在發(fā)電、輸電或配電等方面制定了有關(guān)規(guī)劃、設(shè)計(jì)或運(yùn)行的可靠性準(zhǔn)則，中國(guó)在1981年頒發(fā)的《電力來(lái)統(tǒng)安全德定導(dǎo)則》中也制定了相應(yīng)的準(zhǔn)則 。

按照電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)過(guò)程，電力系統(tǒng)可靠性準(zhǔn)則又可分為暫態(tài)準(zhǔn)刻和靜態(tài)準(zhǔn)則。靜態(tài)準(zhǔn)則又稱充裕度準(zhǔn)則，它僅考慮相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的各種不同的電力系統(tǒng)靜態(tài)情況和系統(tǒng)中無(wú)擾動(dòng)的情況。所有各種可能情況下的可.性指標(biāo)，以其發(fā)生的概率加權(quán)后之和即為其總概率性指標(biāo).暫態(tài)準(zhǔn)則又稱安全性準(zhǔn)則，它僅考慮電力系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)的暫態(tài)過(guò)程，包括運(yùn)行人員的反應(yīng)能力。暫態(tài)過(guò)程的時(shí)間是很短的，例如:

①暫態(tài)穩(wěn)定過(guò)程時(shí)間僅為幾秒或更短；

②機(jī)組的無(wú)功響應(yīng)時(shí)間僅為幾秒;

③機(jī)組帶負(fù)荷能力(腰荷及峰荷機(jī)組、水電機(jī)組)時(shí)間為幾分至幾小時(shí)。

按照準(zhǔn)則求得的方法可以分為兩大類:

①指標(biāo)或參數(shù)準(zhǔn)則。它是以概率法求得的數(shù)字或參量，表示提供或規(guī)定可布度的目標(biāo)水平或不可靠度的上限值，如電力或電量不足期望值或事故次數(shù)期望值，這類準(zhǔn)則構(gòu)成了概率性可靠性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。

②性質(zhì)或性能的檢驗(yàn)準(zhǔn)則。它是采取一組系統(tǒng)應(yīng)能承受的事件為考核條件，如發(fā)電或輸電系統(tǒng)的某些事故情況，這類準(zhǔn)則構(gòu)成了確定性偶發(fā)事件評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，即確定性準(zhǔn)則。

準(zhǔn)則中所采用的考核或校驗(yàn)條件往往選擇運(yùn)行中最嚴(yán)重的情況(如年最大峰荷情況下失去最大發(fā)電機(jī)組），其考慮前提是如果電力系統(tǒng)能承受這些情況并保證可靠運(yùn)行則在其余較不嚴(yán)重情況下也能夠保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。例如發(fā)電系統(tǒng)的準(zhǔn)則考慮年最大峰荷期間失去最大容量機(jī)組時(shí)的備用容量;輸電系統(tǒng)準(zhǔn)則則考慮各種負(fù)荷下最嚴(yán)重停運(yùn)情況(如計(jì)劃?rùn)z修停運(yùn)而同時(shí)電力網(wǎng)其他元件又發(fā)生故障等)。

概率性準(zhǔn)則比確定性準(zhǔn)則考慮的面更為廣泛。它是用概率法求得的。對(duì)每一種事件情況計(jì)算出一個(gè)或幾個(gè)可靠性指標(biāo)，總的可靠性指標(biāo)是各種情況的可.性指標(biāo)值，按照每種情況發(fā)生的概率加權(quán)后的值的總和。用概率法求得的可靠性指標(biāo)可以得出對(duì)事故風(fēng)險(xiǎn)度的較佳估計(jì) 。