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【摘 要】如果单从理论意义上来看,电网的稳定性越高则越有利,在完全的市场经济环境下,电力企业的终极目的从维护电网安全稳定运行转变为获得高额利润。因此,只要电力公司能够获得高额利润,则可以忽略发生几率及其微小的小故障。除非有政府行政行为的干预,否则电力企业很难非常全面的考虑电网运行的安全性和稳定性问题。目前,我国建立市场机制的时间不长,而具有国有企业背景的电力公司想要很好地适应市场经济环境,并在此过程当中切实维护好电网运行的安全稳定性需要做很多功课。本文将电力市场环境下的电网安全稳定性问题作为研究重点,提出了若干见解和建议。笔者首先了探讨了市场环境下电网安全稳定的校核问题,其次对市场环境下电网运行保护和紧急控制的经济分担问题进行简略地分析,最后从电网日常管理的角度阐述了维持电网安全稳定性的三点措施。
【关键词】电力市场环境;电网运行;安全性;稳定性
1.市场环境下电网安全稳定的校核问题
1.1暂态稳定校核方面
在衡量电网系统安全稳定性的若干因素中,暂态稳定校核是其中的关键性因素之一。暂态稳定的含义为,如果电力系统在某些因素的影响下出现了较大扰动问题时,电力系统下的同步电机能够恢复到原来的稳定状态或者过渡到新的稳定状态的能力水平便是暂态稳定。暂态稳定一般情况是指维持第一个扰动周期或者第二个扰动周期不失步的功角稳定。对于电力系统而言,它对故障以及由此导致的其他问题的承受能力决定了该电力系统的安全水平和稳定能力。
之所以要进行暂态稳定校核,主要是希望通过对处于故障状态下的电力系统的计算和分析,明确电力自动保护装置、继电设备的安全性和稳定能力进行校核,并据此来制定相应的预防方案和保护措施。但是在完全的市场经济环境下,电力企业的终极目的从维护电网安全稳定运行转变为获得高额利润。因此,只要电力公司能够获得高额利润,则可以忽略发生几率及其微小的小故障。除非有政府行政行为的干预,否则电力企业很难非常全面的考虑电网运行的安全性和稳定性问题。在市场环境下,我们可以进行如下假设,即如果电力公司认为自己的电力系统发生故障的几率趋近于零,则在进行电网建设的过程中是不会进行电力系统的暂态校核的。然后,电力工业是国家的能源命脉,并且电网在运行过程中存在着若干的不确定性因素,一旦发生事故则不仅会给电力公司造成经济损失和信誉损失,还会对国民经济的发展造成不利影响。所以,不管是出于对公司利益的考虑,还是对国家经济利益的考虑,电力公司均考虑暂态稳定校核问题,力求电网运行的安全性和稳定性;同时,政府部门也应该进行有力的监督,确保电网安全稳定运行的万无一失。
1.2 N-1原则指导下的静态校核方面
N-1静态校核也是有效维持电力系统运行安全稳定的重要因素。在N-1原则指导下的静态校核的主要目的是明确电网的运行方式以及电网结构强度是否符合设计要求、是否满足运行标准。具体方法就是逐个模拟断开各个系统元件(例如变压器、线路等),并对断开之后的电网低电压或者过负荷情况进行检测。
通常而言,电网静态校核应该满足N-1标准以提高电网的整体安全稳定水平。但是,N-1标准的执行会导致系统在正常情况下非优化运行。然而,在电力市场环境下,电网公司的最终目的是获取最大的经济效益[1]。N-1标准的实施与否,实施到什么程度,关键还是要看是否获得最大的经济效益。如果不计及N-1标准所获取的经济效益较计及N-1标准要大[2],电网公司有可能会选择不计及N-1标准的方案。在这种情况下,电网的安全运行将失去保障,一旦发生异常情况,出现单一线路或设备故障,将导致连锁反应,扩大停电损失,对电力部门的社会效益造成严重影响[3]。
2.市场环境下电网运行保护和紧急控制的经济分担问题
在采取暂态稳定校核和N-1原则指导下的静态校核两种技术措施之后,还需要更加合理的经济体制来为市场环境下电网的安全稳定运行提供有力的保证。如果单从理论意义上来看,电网的稳定性越高则越有利,在完全的市场经济环境下,电力企业的终极目的从维护电网安全稳定运行转变为获得高额利润。所以,对于各种电力事故如果还是采用事故责任分担以及电网运行利益共享、成本分摊的方式,则显然有悖于市场经济体制的基本精神。有鉴于此,探讨市场环境下电网运行保护和紧急控制的经济分担问题,并制定有效策略则具有重大的现实意义。具体而言,主要包括以下两个方面:
第一,电力市场条件下后备保护的配置原则与经济责任的承担。现有的后备保护有远后备保护和近后备附加断路器失灵保护2种配置方式[4]。无论哪种后备保护方式,当其动作时都会造成非故障元件被切除,进而影响到非故障元件所属公司的利益并有可能造成因对第三方供电的中断而需赔偿损失。为此应首先研究现有后备保护动作产生的损失当量及应该由谁承担损失,并提出科学可行的承担方式,研究损失更小、各公司更乐于采用的新型保护配置方式和保护的配合原则[5]。
第二,紧急控制的成本、效益及其承担。对于为维持全系统的安全而采取的紧急控制措施,应研究其造成的局部损失和换取的全局效益经济当量,计算决定是否安装这些控制措施、安装多少、装在什么地方等,提出赢得的效益和造成的损失科学分摊的方式[6]。
3.市场环境下加强电网日常管理的三点措施
3.1强化对电网运行方式的管理
第一,实现电网运行管理的规范化和制度化。制定各种管理制度和管理细节,利用制度的约束力实现电网运行管理的规范化和制度化;同时,根据上一年的电网运行情况来编制今天的运行方式。
第二,利用各种技术优势分析不同电网运行方式的优点和不足,进而实现电网运行方式的最优化,在提高电网运行的经济性的同时,保证其安全稳定性。
第三,构建完善的数据资源库。利用该数据资源库,对基于潮流控制策略的电网特殊运行方式进行分析,及时发现问题,并提出改进策略。
3.2强化对各种装置和设备的管理力度
强化对各种装置和设备的管理力度需要做好继电保护运行管理,使继电保护装置处于良好的运行状态,才能确保其正确动作,有效提高电网运行的安全稳定性。
总之,确保电力市场环境下的电网安全稳定性需要从技术措施、经济体制、和日常管理三个方面来努力。
【参考文献】
[1]李留文.浅谈市场环境下,强化调度管理提高地区电网安全稳定运行的可行性办法[J].华章,2007(11):159-161.
[2]栾凤奎,赵永亮,杨素萍,单葆国,童明光,曾鸣.山东与华北电网联网中输电阻塞调度管理方法研究[J]. 现代电力,2005,(04):99-101.
[3]P.Li,B.-H.Wang,H.Sun,P.Gao,T.Zhou.A limited resource model of fault-tolerant capability against cascading failure of complex network[J].The European Physical Journ
al B,2008,62(01)):146-148.
[4]杨松.电力市场对地区电网能量管理系统的影响[A].高效 清洁 安全 电力发展与和谐社会建设——吉林省电机工程学会2008年学术年会论文集[C],2008:225-226.
[5]姜吉平.市场竞争环境下地区电网规划的思考[A].山东电机工程学会第五届供电专业学术交流会论文集[C],2008:188-189.
[6]张维,杨建华,唐学军,韩文长,叶永松.华中电网电能交易撮合规则与算法研究[A].中南七省(区)电力系统专业委员会第二十二届联合学术年会论文集[C],2007:203-204.
【关键词】电力市场环境;电网运行;安全性;稳定性
1.市场环境下电网安全稳定的校核问题
1.1暂态稳定校核方面
在衡量电网系统安全稳定性的若干因素中,暂态稳定校核是其中的关键性因素之一。暂态稳定的含义为,如果电力系统在某些因素的影响下出现了较大扰动问题时,电力系统下的同步电机能够恢复到原来的稳定状态或者过渡到新的稳定状态的能力水平便是暂态稳定。暂态稳定一般情况是指维持第一个扰动周期或者第二个扰动周期不失步的功角稳定。对于电力系统而言,它对故障以及由此导致的其他问题的承受能力决定了该电力系统的安全水平和稳定能力。
之所以要进行暂态稳定校核,主要是希望通过对处于故障状态下的电力系统的计算和分析,明确电力自动保护装置、继电设备的安全性和稳定能力进行校核,并据此来制定相应的预防方案和保护措施。但是在完全的市场经济环境下,电力企业的终极目的从维护电网安全稳定运行转变为获得高额利润。因此,只要电力公司能够获得高额利润,则可以忽略发生几率及其微小的小故障。除非有政府行政行为的干预,否则电力企业很难非常全面的考虑电网运行的安全性和稳定性问题。在市场环境下,我们可以进行如下假设,即如果电力公司认为自己的电力系统发生故障的几率趋近于零,则在进行电网建设的过程中是不会进行电力系统的暂态校核的。然后,电力工业是国家的能源命脉,并且电网在运行过程中存在着若干的不确定性因素,一旦发生事故则不仅会给电力公司造成经济损失和信誉损失,还会对国民经济的发展造成不利影响。所以,不管是出于对公司利益的考虑,还是对国家经济利益的考虑,电力公司均考虑暂态稳定校核问题,力求电网运行的安全性和稳定性;同时,政府部门也应该进行有力的监督,确保电网安全稳定运行的万无一失。
1.2 N-1原则指导下的静态校核方面
N-1静态校核也是有效维持电力系统运行安全稳定的重要因素。在N-1原则指导下的静态校核的主要目的是明确电网的运行方式以及电网结构强度是否符合设计要求、是否满足运行标准。具体方法就是逐个模拟断开各个系统元件(例如变压器、线路等),并对断开之后的电网低电压或者过负荷情况进行检测。
通常而言,电网静态校核应该满足N-1标准以提高电网的整体安全稳定水平。但是,N-1标准的执行会导致系统在正常情况下非优化运行。然而,在电力市场环境下,电网公司的最终目的是获取最大的经济效益[1]。N-1标准的实施与否,实施到什么程度,关键还是要看是否获得最大的经济效益。如果不计及N-1标准所获取的经济效益较计及N-1标准要大[2],电网公司有可能会选择不计及N-1标准的方案。在这种情况下,电网的安全运行将失去保障,一旦发生异常情况,出现单一线路或设备故障,将导致连锁反应,扩大停电损失,对电力部门的社会效益造成严重影响[3]。
2.市场环境下电网运行保护和紧急控制的经济分担问题
在采取暂态稳定校核和N-1原则指导下的静态校核两种技术措施之后,还需要更加合理的经济体制来为市场环境下电网的安全稳定运行提供有力的保证。如果单从理论意义上来看,电网的稳定性越高则越有利,在完全的市场经济环境下,电力企业的终极目的从维护电网安全稳定运行转变为获得高额利润。所以,对于各种电力事故如果还是采用事故责任分担以及电网运行利益共享、成本分摊的方式,则显然有悖于市场经济体制的基本精神。有鉴于此,探讨市场环境下电网运行保护和紧急控制的经济分担问题,并制定有效策略则具有重大的现实意义。具体而言,主要包括以下两个方面:
第一,电力市场条件下后备保护的配置原则与经济责任的承担。现有的后备保护有远后备保护和近后备附加断路器失灵保护2种配置方式[4]。无论哪种后备保护方式,当其动作时都会造成非故障元件被切除,进而影响到非故障元件所属公司的利益并有可能造成因对第三方供电的中断而需赔偿损失。为此应首先研究现有后备保护动作产生的损失当量及应该由谁承担损失,并提出科学可行的承担方式,研究损失更小、各公司更乐于采用的新型保护配置方式和保护的配合原则[5]。
第二,紧急控制的成本、效益及其承担。对于为维持全系统的安全而采取的紧急控制措施,应研究其造成的局部损失和换取的全局效益经济当量,计算决定是否安装这些控制措施、安装多少、装在什么地方等,提出赢得的效益和造成的损失科学分摊的方式[6]。
3.市场环境下加强电网日常管理的三点措施
3.1强化对电网运行方式的管理
第一,实现电网运行管理的规范化和制度化。制定各种管理制度和管理细节,利用制度的约束力实现电网运行管理的规范化和制度化;同时,根据上一年的电网运行情况来编制今天的运行方式。
第二,利用各种技术优势分析不同电网运行方式的优点和不足,进而实现电网运行方式的最优化,在提高电网运行的经济性的同时,保证其安全稳定性。
第三,构建完善的数据资源库。利用该数据资源库,对基于潮流控制策略的电网特殊运行方式进行分析,及时发现问题,并提出改进策略。
3.2强化对各种装置和设备的管理力度
强化对各种装置和设备的管理力度需要做好继电保护运行管理,使继电保护装置处于良好的运行状态,才能确保其正确动作,有效提高电网运行的安全稳定性。
总之,确保电力市场环境下的电网安全稳定性需要从技术措施、经济体制、和日常管理三个方面来努力。
【参考文献】
[1]李留文.浅谈市场环境下,强化调度管理提高地区电网安全稳定运行的可行性办法[J].华章,2007(11):159-161.
[2]栾凤奎,赵永亮,杨素萍,单葆国,童明光,曾鸣.山东与华北电网联网中输电阻塞调度管理方法研究[J]. 现代电力,2005,(04):99-101.
[3]P.Li,B.-H.Wang,H.Sun,P.Gao,T.Zhou.A limited resource model of fault-tolerant capability against cascading failure of complex network[J].The European Physical Journ
al B,2008,62(01)):146-148.
[4]杨松.电力市场对地区电网能量管理系统的影响[A].高效 清洁 安全 电力发展与和谐社会建设——吉林省电机工程学会2008年学术年会论文集[C],2008:225-226.
[5]姜吉平.市场竞争环境下地区电网规划的思考[A].山东电机工程学会第五届供电专业学术交流会论文集[C],2008:188-189.
[6]张维,杨建华,唐学军,韩文长,叶永松.华中电网电能交易撮合规则与算法研究[A].中南七省(区)电力系统专业委员会第二十二届联合学术年会论文集[C],2007:203-204.