电力系统电源规划可靠性研究

电力系统电源规划可靠性研讨1.1义务根据电力部于1998年6月1日起公布试行的<电力开展规划编制原那么>后续任务的要求电力可靠性管理中心赴美进展电力可靠性管理调查的建议由国家电力公司方案投资部，电力可靠性管理中心和电力规划设计总院研讨决议，共同开展我国电源规划(发电系统)可靠性研讨任务1前言1.2组织方式此项任务由国家电力公司方案投资部、电力可靠性管理中心、电力规划设计总院共同组织开展，由电力规划设计总院担任课题组的详细任务课题组以规划院、西安交通大学、西北院的专家为主开展任务，各设计院参与阶段性任务。1.3研讨目的我国电力系统规划不断采用确定性分析方法来确定装机规模本课题旨在结合国内各主要电网的详细情况，开展用概率性方法评价发电可靠性的研讨，并与传统的备用裕度法进展校核。目的是为尽早提出顺应我国国情的电源规划可靠性准那么，修正有关的规程、规定，指点和规范电源规划任务奠定根底。从而使电源规划更为科学、合理，更好地顺应市场经济条件下电力建立的需求。2根本原理及计算软件

2.1发电系统可靠性评价方法国外采用的可靠性规划准那么根本分两大类：确定性准那么和概率性准那么确定性目的－通常有两种表示方法：百分备用目的和最大机组备用目的，该目的是从运转阅历中总结出的一种定性量度。确定性准那么没有思索机组容量大小和强迫停运率大小等不同对可靠性有显著影响的差别。概率性目的是思索到发电机组缺点的随机性，经过概率统计的方法确定的目的。在国外最为常用的目的有：(1)电力缺乏期望值LOLE，该目的又可分为LOLE(D)或LOLE(H)，(2)电量缺乏期望值EENS(3)系统分钟数SM(SystemMinute)(4)还有F&D目的，即缺点频率及继续时间目的这其中以电力缺乏期望值LOLE目的运用最为广泛，普通多数国家采用的规范为LOLE＝0.1-1天范围内表2－1国外电力公司发电可靠性规范2.2计算软件采用西安交通大学开发的发电系统可靠性评价软件包REGEN进展计算。3根本数据3.2强迫停运率机组等效强迫停运率EFOR目的由电力可靠性管理中心提供，本次计算按以下原那么思索:采用等效强迫停运率EFOR，它思索了机组非方案降出力部分EFOR统计范围为机组形状1－5类，而公布EFOR统计范围为1－3类统计时段选择，1997年为实践值，2000年为五年统计加权平均值经过分析比较，可得以下规律：(1)水电机组的EFOR值比火电机组低(2) 大容量火电机组〔30、50和60万kW机组〕的EFOR值比低容量〔10、12.5、20万kW机组〕的为高。(3) 国内5年统计平均值比1997年平均值高。(4) 北美5年统计平均值比我国高。(5)北美大机组与小机组EFOR目的的差别远小于我国相对应机组的差别。注：详细数值见表3.3~3.53.3各网等效强迫停运率我国电网的EFOR目的普遍偏小，而且各网差别较大,下表给出了各网EFOR加权平均值。

2000年福建、东北电网在4%以下； 山东、华中、川渝、华东电网的在4%~5%之间；西北、华北电网在7%~8.1%之间。3.3各网等效强迫停运率由于目前各网均有一定比例的小机组，随着小机组的逐渐退役，及大容量机组的不断投入，我国电网的EFOR将有进一步增大的趋势4.1可靠性计算根本结果1997年可靠性目的计算结果4.1可靠性计算根本结果2000年预测可靠性目的计算结果由上表可看出：八大网除1997年川渝、2000年山东、川渝LOLE(H)大于0.2(h/a)和LOLE(D)>1(d/a)，其他各网目的都比较好。主要缘由：(1)、电力需求趋于缓和，电网装机裕度偏大(2)、各网EFOR偏低。4.2各网LOLE灵敏度分析

八大网2000年不同LOLE时的备用率(%)计算结果4.3计算结果分析(1)、EFOR对可靠性的影响EFOR对各网的装机备用影响很大。为了进一步分析LOLE、EFOR及备用三者之间的相互关系，我们以LOLD为2d/a，绘出2000年EFOR～备用率关系曲线，见图4－1：(1)、EFOR对可靠性的影响由图可看出：当加权EFOR每添加一个百分点，对应东北、华北、华东、华中、西北电网装机备用大约需增长1.7～1.9个百分点；山东、福建、川渝装机备用大约需增长2.3～3.0个百分点。当加权EFOR值取4%~8%时： 华东电网的装机备用，在15%以下；华北、西北、东北、电网的装机备用在15%～25%之间；山东电网的装机备用在20%～30%之间。华中、川渝电网的装机备用在25%～35%之间；福建电网的装机备用在40～50%之间。(2)、系统规模对可靠性的影响 在一样LOLE、一样EFOR程度下，系统规模大小，对可靠性有显著影响，规模大，备用小。以EFOR＝7％，LOLE(D)为2d/a为例：华东、华北、东北、华中四网，装机容量>3000万kW，相应备用率范围为13.53～30.36％；西北、山东、川渝三网装机容量在1000～2000万kW间，相应备用率范围在20.67～33.81%；福建电网装机容量<1000万kW，相应的备用率为33.81%(3)、电源构造对可靠性的影响 水电比重对备用率影响非常敏感，特别是对水电调理性能不好的系统，系统所需的备用较大，主要缘由是水电系统在枯期能够有空闲容量，使其可用装机降低。福建、川渝两网水电比重>50%，对应EFOR为7%、LOLE为2d/a的程度，所需备用相对很高31.06%、33.81%；华中、西北两网水电比重30～40％，对应EFOR为7%、LOLE为2d/a的程度，所需备用为30.36％、20.67%。(3)、电源构造对可靠性的影响西北水电调理性能好，故其枯季空闲容量小，备用相对小；以火电系统为主的系统，相应程度下的备用均比火电系统小，备用最大的山东系统为27％，其它电网在13.53％～23.69之间。(4)、负荷曲线对可靠性程度的影响

由于本程序采用等备用原那么进展消费模拟，负荷曲线的外形将直接影响机组最大负荷月的检修安排，进而影响其可靠性程度。表4－42000年检修安排根本结果

单位：万kW％(4)、负荷曲线对可靠性程度的影响从表4－4中可看出：各网的平均月检修容量除华中外均在8%－12%范围内；华东、东北季不平衡系数最小，故两电网最大负荷月的检修装机为零；山东电网的季不平衡系数较大，故最大负荷月检修装机较大。机组的检修情况直接影响系统的可靠性程度，华东电网由于最大负荷月机组检修容量为零，故其在满足一定的可靠性程度下，系统备用小。(4)、负荷曲线对可靠性程度的影响 将华东电网2000年负荷特性曲线用1997年替代，比较负荷曲线变化对可靠性目的的影响。 由于1997年的负荷曲线较2000年平缓，两负荷曲线下，最大负荷月的检修装机相差130万kW，从而对系统可靠性带来了显著影响。(5)、检修程度对可靠性程度的影响5我国发电可靠性目的的讨论我国目前概率型可靠性研讨正处于起步阶段，结合我国电网目前的现状及运转程度，我们以为我国的可靠性规范首先应参照国际规范，并思索我国国情制定。由于LOLE(D)是一个偏保守的目的，容易平稳过渡。而且做为世界上最大的电力系统北美系统也普遍采用以天为规范的LOLE(D)目的，本文以为采用LOLE(D)目的是适宜的。5我国发电可靠性目的的讨论参照国外规范，12个国家里有8个国家LOLE(D)在0.1～0.4d/a范围内，有3个国家在1.5～2.5d/a范围内，一个国家为6d/a的统计。做为开展中国家，我们以为我国设定的规范应适中，在1～2d/a内比较适宜。另外从表4－2可看出，当LOLE(D)为1～2d/a时，EFOR取各网根本方案时，除福建网外，各网的装机备用根本在10.68%～30％之间，当EFOR为7%时，各网的装机备用大都在13.53%～36.15%之间。5我国发电可靠性目的的讨论思索到我国技术规程规定：系统的总备用容量不得低于系统最大发电负荷的20％，我们以为目前由于各网的装机备用未扣除机组受阻及空闲容量，因此各LOLE(D)等于1d/a及2d/a时装机备用程度与规程规定的装机备用有可比性。经过以上分析，引荐我国LOLE(D)的规范取1d/a～2d/a。6主要研讨结论和建议如下：6.1结论(1)、采用概率性可靠性分析方法，对具有一样可靠性程度〔LOLE(D)＝2d/a〕的不同电网，对装机备用容量的要求能够从10%～48.9%，差距在四倍以上。可见传统的20～30%确定装机备用方法显然太过于粗放了。6.1结论(2)、目前，我国8个电网1997年现状及2000年的规划装机备用程度，反响出水电比艰苦的系统，装机备用根本均在30％～45％之间，以火电为主的系统装机备用根本均在20％～30％之间。与其对应的可靠性目的LOLE(H)普通小于1h/a，LOLE(D)大多小于1d/a,这阐明各网装机普遍有裕度，有些网的裕度偏大。6.1结论(3)、参照国际上的可靠性规范，结合我国目前电网的运转现状程度，本报告引荐我国的可靠性规范为LOLE(D)为1d/a～2d/a，与此对应各网所需求的备用程度如下：6.1结论(4)、对8个电网的分析中可以看出，以下要素都对发电系统可靠性有直接影响：发电机组EFOR值是影响发电系统可靠性程度的一个非常重要的目的，从灵敏度分析结果看，EFOR每添加一个百分点，将要求系统的装机备用率添加2～3个百分点左右，对一个3000万kW的电网而言，就意味着添加60～90万kW装机，约30～45亿投资。因此提高基建、消费管理程度，降低EFOR值，具有十清楚显的经济效益。6.1结论根据各网的负荷特性曲线合理安排机组的检修方案是提高发电系统可靠性的重要措施。而且提高机组的方案检修程度，缩短机组大小修时间，适当提高检修间隔，逐渐开展采用形状检修的方法，也是提高可靠性的重要措施之一。6.1结论电源构造的不同对系统的强迫停运综合程度有显著影响。对于有能源限制的电厂如水电、油机，由于水量及油源的限制，使得这种类型的机组在一定情况会出现一定的空闲容量，因此，在同一备用程度下，不同的电源构造，系统的可靠性程度不一样。在同一备用程度下，系统规模不同，可靠性程度不同。6.2下一步任务建议(1)、可靠性目的确实定与相关目的的准确性亲密相关，必需求进一步加强各网的根底数据统计、预测和管理任务。(2)、我国公布的EFOR目的在统计时段上与北美电网的定义有所不同，我国将机组非方案停运按其紧迫程度划分为五类。第一、二、三类分别是指立刻停运、在六小时内停运和在72小时必需停运者；第四类为可延迟至72小时后，但需在下次方案停运前停运者；第五类为因故超越方案停运时间的延伸停运。目前我国的强迫停运率定义为前三类的总和。而北美将强迫停运分为3类，分别对应为立刻

停运、在六小时停运、及在下个周末前立刻停 运的机组。因此北美的强迫停运率统计时段有能够包含在168小时前必需停运机组，与我国相比，其统计的时段长。虽然本次报告中各网强迫停运率取五类统计目的，而末取各网公布的3类目的，但各电网EFOR值普遍远小于北美电网的EFOR，这与目前我国整体管理程度、设备制造程度、检修程度等不如北美电网的情况不相符，因此迫切要分析其中的缘由。我国的EFOR要尽快与国际接轨，EFOR的