配电网供电能力评价的研究现状

配电网供电能力评价的研究现状

目前，国内在供电能力的评价方法和评价指标方面所做工作不多，主要采取了三种思路对供电能力进行评价：一是评价城市电网供电能力的常用方法，包括容载比法错误!未找到引用源。、尝试法、最大最小负荷倍数法错误!未找到引用源。和网络最大流法错误!未找到引用源。

以及采用基于直流潮流的线性规划(1inear programming ，LP)模型错误!未找到引用源。和基于交流潮流的模型错误!未找到引用源。来求解城市电网最大供电能力指标；二是通过选取影响电网供电能力的主要影响因素，并引入模糊评估算法，对城网供电能力的各项指标和整体进行模糊评估；三是以主变互联关系为基础进行电网供电能力计算。本节将对上述三种思路分别进行分析与介绍，为后续章节对供电能力计算方法及评价体系研究提供背景资料。

2.1 常用评价方法

2.1.1容载比法

容载比法采用反映城市电网宏观供电能力的变电容载比来表示电网的供电能力，该方法主要从网络的变电能力角度来评价网络的供电能力错误!未找到引用源。。根据《城市电力网规划设计导则》中的定义，容载比是某一供电区域变电设备总容量（kV A ）与对应的总负荷（kW ）的比值，在工程中通常采用如下方法估算容载比：

max P S R ei

S ∑= （2-1）

式中：R S ——容载比，kV A/kW ；

P max ——该电压等级的全网最大预测负荷；

S ei ——该电压等级变电站i 的主变容量。

变电容载比在计算过程中没有考虑到配电网的网架结构，当网络的配电能力不足时该方法的准确性较差。并且该方法仅仅给出了变电设备容量适应负荷的能力，并没有提出配电网供电能力的计算方法，更不能给出配电网供电能力的大小。因此，容载比可以作为评价电网供电能力的一个重要指标，在一定程度上能够反

映电网的供电能力，但不能全面准确的评价供电能力。

2.1.2尝试法

尝试法是通过给定某系统负荷，并按照一定的负荷分配系数将负荷分配到各个负荷点，再对其进行潮流计算，如果没有支路发生功率越线，则增加系统负荷进行潮流计算，直到增加很小的负荷就会导致支路发生功率越限为止。该方法评价结果的准确性取决于负荷分配系数的合理性，由于计算过程比较繁琐，并且系统各变量相互影响制约，在系统情况比较复杂的条件下，尝试法很难得到准确的结果。

2.1.3最大最小负荷倍数法

最大最小负荷倍数法以网络现有负荷为基础，通过计算网络所能达到的最大负荷倍数与最小负荷倍数来评价网络供电能力和对负荷变化的适应性错误!未找到引用源。。该方法的数学模型为一个目标函数为网络最大供电负荷的线性规划模型，以满足网络潮流方程、电源出力不越限以及线路不过载的为约束条件。该方法的评价结果很大程度上受到网络现有负荷分布状况的影响。

2.1.4网络最大流法

网络最大流法采用了网络规划的方法来计算供电能力错误!未找到引用源。，首先将供电网络进行化简，将其转化为等效网络，即系统状态流程图，然后建立求解最大流问题的数学模型，再根据支路的容量约束和等效网络的最小割集容量来确定网络的最大供电能力。该方法易于处理复杂的约束条件，适用于求解局部网络的最大供电能力。

2.1.5基于直流潮流模型和交流潮流模型的计算方法

这种方法将求解城市电网供电能力的问题表示为以网络功率平衡（直流潮流或交流潮流）、各支路（线路、变压器）的额定容量、电源点和负荷点的功率约束为基本约束条件，在上述条件下使网络中所有负荷点的有功负荷之和最大。文献错误!未找到引用源。提出用最初作为一种可靠性指标的LSC（load supplying capability）指标来评价网络的最大供电能力，使用基于直流潮流的线性规划模型

来求解上述问题，该方法只需通过1次优化计算即可求得网络的最大供电能力，因此可以避免算法的复杂性，但也使算法不能考虑无功与电压的影响，与传统的潮流计算方法的结果相比有一定的偏差，并且这种模型只适用于轻负荷、低阻抗的网络。针对上述问题文献错误!未找到引用源。则提出了一个基于严格的交流潮流模型的评价算法，并且把对节点电压及无功功率的约束包含到约束条件中。

2.2 模糊评估方法

此方法通过对现有配网进行深入分析，根据专家经验和导则要求，合理考虑并确定评估因素，对供电能力进行定性和定量地评估和分析错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。。在应用模糊评估方法进行供电能力评估的过程中，主要有三个问题需要解决：（1）从反映供电能力状况的各个因素出发，找到配电网供电能力分析的各类指标，一般包括：线路负载率、变压器负载率、电压合格率、线损率、设备运行年限以及“N-1”校验通过率等。（2）由于对选取的各个因素不能给出严格的界限来评定其优劣，因此引入模糊处理方法，建立科学的隶属函数评估模型，对各类指标进行定量模糊评估。（3）考虑各因素对配网供电能力的影响，确定各个因素对应的权值，利用层次分析法进行模糊综合评估。

2.3 基于主变互联关系的供电能力计算方法

《城市电力网规划设计导则》规定，城网规划需满足N-1供电安全准则，文献错误!未找到引用源。提出的供电能力计算方法正是基于N-1安全准则。该文献指出电网供电能力是指一定供电区域内或以某一变电站为单位，电网供电设备满足N-1条件下最大能满足用户用电的能力，电网供电能力的大小取决于变电站站内供电能力和电网供电转移能力。以上述供电能力的定义为基础，文献错误!未找到引用源。提出的供电能力计算分析的思路是基于配电系统各台主变之间的互联关系的，即若某台主变所带负荷在N-1情况下可以通过联络开关动作转移到另一台主变，即可以说这两台主变之间存在联络关系。这种计算方法首先将配电系统简化为一系列以各主变为中心的联络单元；然后对各个联络单元逐一进行N-1分析，计算得到与该中心主变联络的各台主变的最大负载率；最后综合各个联络单元的主变负载率计算结果得到各台主变的最大容许负载率，从而计算得到

整个配电系统的最大供电能力。

文献错误!未找到引用源。提出的基于主变互联关系的供电能力计算方法主要是从变电站容量满足用户负荷的角度对配电网供电能力进行了计算，主要存在以下一些不足：

1）仅仅考虑了在一定的联络关系下和满足N-1安全准则的条件下主变的最大容许负载率，没有考虑中压馈线和联络开关等设备的容量约束。

2）没有考虑配电网的网络结构，即主变之间的联络关系是在理想的情况下进行分析的，即某主变与相邻主变之间存在馈线联络即表示该主变的负荷能通过线路顺利转移至与之联络的各台主变，并没有考虑联络线路和联络开关的数目。

2.4 小结

配电网供电能力的常用评价方法大多通过配电网的潮流计算来校核网络所能负载负荷的能力，这种评价方法以正常供电情况下电网中任意设备均不过负荷为条件，虽然可以从整体上考察配电网的最大供电能力水平，但没有考虑N-1安全准则，并且难以根据评价结果得到电网的薄弱环节以及供电“瓶颈”；模糊评估方法虽然可以从某些侧面反映配电网的综合供电能力，但是仍然没有给出一种适合的供电能力计算方法；基于主变互联关系的供电能力计算方法是在N-1准则下提出的，该方法提出的将电网供电能力划分为变电站站内供电能力和电网供电转移能力是一种比较实用有效的供电能力计算思路，但是文中的计算方法是在假定配电网络负荷转移通畅和设备容量充足的前提下进行的，计算过程过于理想化。