城市电网规划自然灾害风险评价研究

城市电网规划自然灾害风险评价研究

刘凯，王栋

国网淮南供电公司，江苏淮南232007

摘要:科学技术的进步的突飞猛进的发展造就了历史里程碑事件的层出不穷，例如我国进行全面小康社会的建设过程中，电力运营建设的不断地创新和发展成果。随着我国人民的生活水平不断提高，无论是经济建设、城市化建设，都需要大量的电力能源的供应，并且需要电力企业实行稳定正常运营的管理模式。本文探究了对城市电网运行过程中所存在的自然灾害风险评价进行科学规划的策略，降低电网的风险因素，使城市电网能够安全稳定的运行。

关键词:城市电网；自然灾害；风险评价

1城市电网规划进行风险评估的重要性

目前，我国实行城市电网规划主要目的是为了确保电网能够稳定运行，使城市电网能够满足城市人民的日常所需，在电网的线路结构以及位置规划上，需要根据实际的经济性来进行考虑与规划，同时，对城市中每个区域与地段的电网维修状况需要进行系统式的规划，对每个区域电网易发生的故障现象以及可能出现的故障现象[1]进行详细分析。

2.关于城市电网规划自然灾害风险评价分析

自然灾害的风险与可能出现的机率可用Rr=PrIr式子来表示，Rr是自然灾害r存在的风险，Pr是自然灾害r可能出现的机率，Ir是自然灾害r发生后所带来的损失[2]。从我国多年电网所出现的自然灾害状况来说，自然灾害中的风险评价后果难以估计，较为传统的估量方式是根据电网设备中的一些设备运行状况来估计电网出现故障的具体状况，但是，随着我国电力产业的迅速发展，在这个行业领域中所参与的成员越来越多，人群的复杂导致市场出现了很大变动，人们更加关注的不再是电网的运行状况，而是自己的市场经济状况，对于不同领域的人群来说，电网的故障现象其所带来的影响力也不同。

电网企业在运行过程中，若在城市某片区域发生了自然灾害所导致的电网故障现象时，则会导致城市中大片区域出现停电现象，当出现停电状况给电网企业所带来经济损失时可以用电网企业的售电利润来进行弥补，电网企业的经济损失可以用Igd来表示，单位电量利润可用p表示，停电量可用Q1来表示，具体公式为:

Igd=pQ1。

除此之外，城市电力用户的损失是分为多种类型所导致的，其不仅与电网的自然灾害所导致的损失有关，与被停电形式、停电的时间长短、停电的次数、停电前是否有相关通知等因素有着密切关联，在城市电力用户的损失上具体可用停电的时间长短来进行统计，通过停电时间来计算出电力用户的损失状况。在电力企业的电网设备经济损失上，需要根据每个城市的地区发展以及电网的受损状况来定夺。根据我国近几年电网受自然灾害的破坏状况来看，电网最易受到自然灾害侵袭的区域有电网的线路、电网铁塔、配电设备、电线杆等区域，因此，当城市电网出现因自然灾害所导致的设备损毁现象时其所需费用除了设备的维修费用外还包括线路的安装费用与人工费等费用，具体可用

Cr=Cs+Cg+C1

公式进行表示，Cr表示城市电网受自然灾害损毁所需要的费用，Cs表示为电网受损设备维修所用费用，Cg表示为线路的安装费用，C1表示为人工费用[3]。在城市电网受自然灾害风险所带来的经济损失上具体还需依据电网的实际受损状况来定，对城市电网的项目投资与自然灾害的影响机率上做好详细规划，选择最适合该城市经济状况与受自然灾害影响最低的电网规划方案，确保城市的电网规划能够科学合理的规划，降低电网受自然灾害影响的风险机率，使其控制在预期范围之内。

3适应灾害下概率及损失变化特征的风险控制策略

3.1自然灾害下控制代价计算特征及变化特征

按照各类控制措施应对场景的演化过程，可以把控制代价分为：事前对于预想不安全采取的预防控制、快速隔离故障的继电保护、按照既定策略执行的紧急控制、稳定被破坏后的就地安自装置紧急控制等。第一个称为预防控制代价，后3种合称为紧急控制代价。再换一个维度来看这个过程，紧急控制代价可以划分为原发故障损失和相继故障损失。原发故障损失包括原发故障直接诱发的继电保护装置动作所导致的损失、因原发故障诱发安控动作导致的损失以及故障后动态过程所引起的安自装置动作所造成的损失。相继故障损失包括故障后动态过程中继电保护动作损失及后续安自装置动作损失。其特征是：前2类可以在事前可得，仅与运行方式及故障集有关，不需要详细的时域仿真；后3类跟动态过程相关，需要完整计及保护及安自装置模型进行时域仿真计算，

预防控制代价与紧急控制代价随故障数目变化特征如图1所示。图中红线是单独采取紧急控制的代价曲线，绿线是单独采取预防控制代价曲线，其变化特征包括：(1)随着预想故障集中故障数目的增加，单独采取预防控制或者单独采取紧急控制，其控制代价均不断增加；(2)在预想故障集中故障数目较小时，单独采取紧急控制代价增加的速度大于单独采取预防控制的调整代价增加的速度；(3)随着故障数目的增多，预防控制需要协调的矛盾增多，损失的代价会急剧增加，从而出现单独采取紧急控制代价增加的速度小于单独采取预防控制的调整代价增加的速度。如果同时实施预防控制与紧急控制措施，实施预防控制后系统运行点朝着安稳裕度增加的方向移动，从而一定程度上降低紧急控制代价。

3.2自然灾害下在线预防控制风险优化流程

该风险控制策略流程包括预想故障集排序、预想故障集分段处理、预防控制代价优化等几个关键点)预想故障集排序排序的目的是降低遗漏应重点关注故障的可能性，因此需要将故障概率大的故障排序靠前，对于概率相同的故障，可根据灾害引起的原发故障直接触发的继电保护及安控系统控制代价对应的事前预估风险值排序。该风险值不需进行安稳时域仿真，可按式(1)计算。

rcr.c.f.0()1，2，，.iiiiRLLpin

1)其中：n0为概率大于设定门槛值的预想故障全集F0中预想故障的数目；Lr.i和Lc.i分别为第i个预想故障发生后直接触发的保护装置动作所导致的损失代价、安自装置动作所导致的损失代价；pf.i为第i个预想故障发生的概率；Rrc.i为第i个预想故障发生后因预想故障直接触发的保护装置和安自装置动作所导致的风险[3]。2)预想故障集分群分群的目的是提升计算效率。首先根据并行计算平台CPU的总核数确定每轮计算新增加的故障数目，形成当前轮待计算的故障子集Fc。然后根据是否存在原发性继电保护动作代价之外的紧急控制代价将Fc划分为2组，满足Lf>Lr的集合记为Fp，其余的记为Fs[2]，其中，Lf表示全部紧急控制代价，Lr表示预想故障直接触发的保护装置动作所导致的损失代价。

结束语

我国社会因经济的发展迅猛，对电力能源的需求以后将越来越大，需要电力企业单位不断地扩展，变大产业规模，这样做的同时使带来了巨大的运营风险，因此在进行电力网络科学合理扩大的同时，应对电网结构越来越复杂的情况，应结合形势，合理科学规范的展开电网设计规划，改革供电形式，做好电网风险评估。相关部门要在此基础上加大对电网设计规划的重视程度，从而保证电力网络才能安全稳定的运行。

参考文献

[1]李胤.电网规划设计中的风险评估应用[J].通讯世界，2016（11）：188~189.

[2]万方林.电网规划设计中的风险评估应用[J].低碳世界，2016（29）：58~59.