供电可靠性与经济性的协调问题研究

供电可靠性与经济性的协调问题研究

摘要：在开放的电力市场中，电力企业对电力系统安全可靠性因素的考虑与传统电力系统存在巨大的差别，可靠性与经济性不再是两个独立的指标，可靠性将融入经济性。电力企业不仅有社会责任要满足能源需求并保证一定供电可靠性，而且作为独立的经济实体，还要考虑自身经济利益。但是提高可靠性又需要大量投资，这两个方面是相互矛盾的，合理的可靠性水平总要与经济性相联系。本文从供电可靠性与经济性的最优化角度和电力系统因可靠性低造成的期望停电损失的经济评价这两个重要方面结合起来研讨供电可靠性与经济性的协调问题。

关键词：可靠性；经济性；停电损失；停电；协调

1引言

在电力市场环境下，用户在购买电力的同时也购买了电力的一个重要品质属性—供电可靠性。电力系统引入市场竞争机制后，大家所关心的是电网在创造最大效益时的可靠性程度的高低。一方面，要估计提高可靠性所带来的经济效益，另一方面，要估计提高可靠性所花费的费用。在电网建设与改造工作中，不同的设计方案，其可靠性水平不同，投入的费用也不同，因而很有必要对不同方案的可靠性与经济性的协调进行分析。

2 成本/效益分析方法

随着可靠性水平的提高，需要更多的备用容量和更加稳固的电网支持，因此也就需要更多的投资、运行成本和维护成本。可靠性成本与可靠性水平成正比例增长。如图1所示。可靠性收益也就使用户的停电损失与可靠性水平成反比例增长。当可靠性水平提高，用户停电次数减少、停电持续时间缩短，用户的停电损失降低。

最佳的可靠性水平应该是社会总效益最大，从图1可以看出最佳的可靠性水平在总成本最小时达到，也就是Rm 点。在Rm点满住？

值相等点。此时，电力供电方生产的最后一度电的边际生产成本等于这一度电带来的边际效益（或缺少这一度电带来的边际损失）。

再用边际成本的理论进行说明，意义将更加明确。如图2所示，SMC和PMC 分别代表停电边际成本曲线和电源开发边际曲线，其交点E为边际总成本曲线（TMC）的最低点，所对应的可靠性为最佳可靠性靠性水平Rm，据此可得最佳电源开发水平。

积。在可靠性低于Rm时，增加供电的可靠性需要的投资和成本小于它所带来的收益（减少的用户的停电成本）。为了达到社会效益最大化的目的，应当提

高系统的可靠性。让C点沿着TMC曲线向右移动，△ABE的面积逐渐缩小，也就是造成的社会损失逐渐减小。当移动到Cm时，△ABE的面积为零，也就是实现了社会效益的最大化。反过来说，如果电源开发过多，使系统供电可靠性水平大于Rm，边际总成本T2高于均衡值Tm，造成社会损失。社会本）。为了达到社会效益最大化的目的，应当降低系统的可靠性。让C1点沿着TMC曲线向左移动，△A1B1E的面积逐渐缩小，也就是造成的社会损失逐渐减小。当移动到Cm时，△ABE的面积为零，也就是实现了社会效益的最大化。

通过以上的分析可以发现，当可靠性为Rm时，实现社会效益的最大化。

3期望停电损失估算方法

直接对可靠性效益进行估计比较困难，供电可靠性给用户带来的效益不易量化，但我们可以估计电力中断给用户造成的损失（停电损失）。从经济学的角度讲，期望停电损失费用的降低，至少与期望可靠性提高所带来的经济效益相等。因此我们在分析提高可靠性所带来的效益时，可简化为估算提高可靠性后停电损失费用的降低。

具体的求解步骤如下：（1）把用户按不同的分类标准（行业、产业或电费等）分类；（2）假定用户最大停电损失发生在峰荷时，并且停电损失程度与负荷量成正比。调查每类用户中单个用户的峰荷以及在峰荷时不同停电持续时间（例如闪变、1分钟、30分钟、1小时等）下的停电损失，然后计算每类用户的总峰荷和在峰荷时不同停电持续时间下的总停电损失。（3）用峰荷时不同停电持续时间下的总停电损失除以总峰荷，就建立了平均用户停电损失模型，即各类用户停电损失函数（Sectoral Customer Damage Function），来表示峰荷时各类用户停电损失和停电持续时间的关系，计量单位是元/kWpeak。（4）根据建立的及各类用户的用电量比例和负荷率，求出用户的综合停电损失函数（Composite Customer Damage Function），以说明综合用户停电损失和停电时间的关系；

（5）最后，根据实际停电次数统计和获得的平均综合用户停电损失函数CCDF，计算一定的研究时期内（一般为一年）所有用户的停电损失OC （Outage Cost）。

使用获得的平均综合用户停电损失函数CCDF和实际停电次数统计来评价用户停电损失。评价指标可以分为两类：停电损失评价率（Interrupted Energy Assessment Rate，单位是元/kWh）和每次事故的停电损失（Interruption Cost Per Event，单位是元/event）。

⑷、⑸式中，表示平均综合用户停电损失函数；表示第次停电事故的停电持续时间；表示第次停电事故损失的负荷；是停电次数。

和值使得估算系统或任意用户在任何一种停电事故下的经济损失变得方便有效。

4 结论

通过估算电力系统不可靠时对用户造成的经济损失这一方法，来对供电应急系统中各种应对措施进行经济性评价以及估算不同可靠性水平下的供配电成本和可靠度效益问题，是很奏效的。我们了解了各类用户停电损失与各个影响因素的关系，这样有助于我们估计在不同供电可靠性下用户的停电损失，也就得到了可靠性效益的估计值。然后，再根据工程预算和运行、维护费用曲线估计可靠性成本。在取得了各种不同可靠性水平下的成本和效益值之后，我们就可以利用成本/效益分析法确定最优的可靠性水平。

参考文献

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