电力系统可靠性优化

由电力系统扩展规划和电力系统运行规划两部分组成。一般应用预测技术和最优化方法来制订电力系统规划。　电力系统扩展规划在预测未来负荷发展水平的基础上制定电力系统扩展规划，以解决电力系统中发电机组和输配电网络在规划期内的发展和扩充问题。电力系统扩展规划通常分为发电规划和电网规划两个阶段。发电规划主要解决发电厂的扩展，包括在已知厂址的条件下，确定电厂类型、容量、投入年限等。在发电规划的基础上制订电网规划，包括确定输电方式、电压等级、线路回路数和起止点等。一般可用线性规划等单目标的优化方法来制订电力系统扩展规划，即在满足负荷增长需求和电力系统可靠性、技术、能源、环境等约束条件下，使规划期内基建投资与运行费用的总和为最小。近年来也应用多目标规划(见多目标决策)等优化方法来制订电力系统扩展规划。也可应用仿真技术或凭借经验来制订这种规划。一般发电规划周期为20年或更长些，而电网规划周期为5～15年。两者在作出各自的最优扩展决策后，还需要进行财政分析，以验证提出的扩展方案在财政上是否可行(见可行性研究)。上述制订规划的方法和内容均属确定性的战术规划，适用于中、长期发展规划，它在考虑规划中不确定因素（如负荷增长需求、投资可能性和能源资源等）的条件下预测未来发展的趋向。图1为电力系统扩展规划的内容。　电力系统运行规划电力系统运行规划用来寻找系统最优运行方案。即在满足系统可靠性的条件下，使整个系统的运行费用最少。通常按规划周期长短分为中期运行规划和短期运行规划两类。中期运行规划内容包括：①制订发电厂主要设备的停机维修计划。②季节性的水电管理，又称水库经济调度。根据季节性要求确定水库水量的合理调配，使水库运行的经济效益为最好。③火电站的燃料计划和核电站的核燃料更换计划。前者解决满足电站需求的燃料供应和存储问题。后者解决核燃料燃烧策略和燃料更换问题。优化目标都是使运行费用最少。在中期运行规划的基础上制定短期运行规划为运行调度提供依据。图2为中期和短期的运行规划的相互关系。2100433B

分析方法有解析法和模拟法两类。解析法的特点是，首先建立电力系统可靠性数学模型，并通过数值计算求解。在给定的简化假设条件下，一般可得到正确结果，因此应用很广泛。但解法有时过于复杂。模拟法是把系统分成许多元素，这些元素的特性可通过概率分布加以预测，然后将这些元素特性组合起来确定系统的可靠性。模拟法分析比较灵活，但结果不够精确。

电力系统规模庞大，习惯上将电力系统分成若干子系统，根据这些子系统的功能特点分别统计、评估各子系统的可靠性，不同的子系统可以有专门的可靠性指标。

电力系统可靠性发电系统可靠性

统一并网的全部发电机组按可接受标准及期望数量满足电力系统负荷电力和电量需求的能力。

电力系统可靠性发输电系统可靠性

由统一并网运行的发电系统和输电系统组成的发输电系统按可接受标准和期望数量向供电点供应电力和电量的能力。

电力系统可靠性输电系统可靠性

从电源点输送电力到供电点按可接受标准及期望数量满足供电负荷电力和电量需求的能力。

电力系统可靠性配电系统可靠性

供电点到用户，包括配电变电站、高低压配电线路及接户线在内的整个配电系统及设备，按可接受标准及期望数量满足用户电力及电量需求的能力。

电力系统可靠性发电厂/变电站电气主接线可靠性

在组成主接线系统的元件（断路器、变压器、隔离开关、母线等）可靠性的参数已知和可靠性准则给定的条件下，整个主接线系统按可靠性准则满足供电点电力及电量需求的能力。

电力系统可靠性涉及可靠性管理和可靠性评估两个领域。电力可靠性管理主要是对已运行的电力系统及主要设备进行统计与管理，包括拟定电力行业可靠性管理的标准、准则；电力行业各项可靠性信息的采集、统计、分析；电力系统运行可靠性的监督等。

可靠性评估主要是研究电力系统可靠性评价的方法、模型，对电力系统扩展的设计方案进行可靠性与经济性比较分析等。 2100433B

电力系统可靠性研究的主要内容包括发电容量可靠性估计；互联系统可靠性估计；发电和输电组合系统可靠性估计；配电系统可靠性估计；发电厂、变电所主接线可靠性估计及继电保护可靠性估计等。建立基本设备的可靠性数据库也是研究的重要内容。

分析方法有解析法和模拟法两类。解析法的特点是，首先建立电力系统可靠性数学模型，并通过数值计算求解。在给定的简化假设条件下，一般可得到正确结果，因此应用很广泛。但解法有时过于复杂。模拟法是把系统分成许多元素，这些元素的特性可通过概率分布加以预测，然后将这些元素特性组合起来确定系统的可靠性。模拟法分析比较灵活，但结果不够精确。