電網事故及異常影響負荷計算方法探討

何劍軍++李建斌

摘 要：通過解釋電網發生事故或異常后影響負荷的相關術語定義，探討分析了每個分量的精確計算方法，并結合電力系統的運行特點，綜合考慮備自投等安全自動裝置、低壓脫扣裝置、用戶等因素，提出了每個分量的計算公式，綜合影響計算精度的管理和技術條件，給出了相應的建議。

關鍵詞：電網故障；減供負荷；備自投；低壓脫扣裝置

中圖分類號：TM711.2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.078

2011-09-01，國務院《電力安全事故應急處置和調查處理條例》（以下簡稱“條例”）正式施行。條例規定，電力安全事故（以下簡稱“事故”）的等級劃分，減供負荷和造成城市供電用戶停電的比例，被作為電力安全事故事件等級劃分的標準。然而，受電力系統運行特點的影響，電網故障（異常）影響的負荷計算較為復雜。

1 術語和定義

電網負荷：相應區域或行政區域內公司、地方供電企業管轄電網的所有負荷和用戶自備電源的負荷。

電網減供負荷：?。ㄗ灾螀^）、省會城市、地級市（州）、縣級市、縣等相應行政區域內的電網在事故發生期間的實際負荷最大減少量。此過程不含因備自投或重合閘成功后恢復的負荷量、低壓脫扣減少的負荷量。

備自投恢復負荷：電網發生故障后，利用備用電源自投裝置恢復供電的負荷。

低壓脫扣損失負荷：因為用戶側低壓釋放裝置動作等用戶自身的原因而脫離電網對應的實際減少負荷。

電網損失負荷：電網發生故障后，線路重合閘和備用電源自投裝置動作完成后系統未恢復的負荷，包括電網減供負荷和低壓脫扣負荷。

用戶主動停用負荷：受臺風、降雨等影響電力用戶主動停產、停工、停業、停課等減少負荷。

臺風影響負荷：臺風期間，用戶主動停用負荷與電網減供負荷之和。

電網應有負荷：如果電網當天未發生故障（異常）應有的負荷，用于評估故障（異常）對電網負荷的影響，可用最近兩周內、最相近同一時段負荷曲線替代。

2 計算方法探討

2.1 故障（異常）影響負荷計算

2.1.1 電網損失負荷

電網損失負荷可以利用調度自動化系統負荷曲線計算，并在故障（異常）發生后快速完成。計算公式為：

P電網損失負荷=P起始時刻負荷-P30秒后負荷-P轉移負荷. （1）

式（1）中：P起始時刻負荷為故障（異常）發生時刻電網負荷；P30秒后負荷為故障（異常）發生30 s后的電網負荷；P轉移負荷為故障（異常）發生30 s后轉移至相鄰電網的負荷。

在式（1）中，P起始時刻負荷、P30秒后負荷取自調度自動化系統電網負荷曲線相應應數值，P轉移負荷是根據各電壓等級備自投裝置動作情況完成相關計算的。

2.1.2 電網減供負荷

以計算單一受影響變電站減供負荷的數值為基礎，通過分站累加得到地（縣）電網減供負荷，分區總加地（縣）電網減

供負荷可以得到省區電網、區域電網減供負荷。

2.1.2.1 變電站減供負荷計算（單一變電站計算）

電網發生故障（異常）后，滿足以下任一條件的變電站（不包括用戶站，下同）都需進行減供負荷計算：①發生10 kV配電線路失壓；②發生35 kV及以上直供用戶（包括專線用戶，下同）線路失壓。

對于某一個變電站供電區域，其負荷和發電出力一般由以下4部分組成：①10 kV線路有功功率；②10 kV并網電廠（包括用戶自備電廠，下同）發電出力；③35 kV及以上直供用戶供電負荷；④35 kV及以上直供用戶自備電廠發電出力。

因此，受影響單一變電站減供負荷計算公式為：

.（2）

式（2）中：P10 kV線路（i）為10 kV線路失壓前的有功功率（取變電站側數值）；P10 kV井網發電出力（j）為通過10 kV線路并網電廠失壓前發電有功功率（取發電機出口側數值）；P35 kV及以上直供用戶自備發電出力（m）為35 kV及以上直供用戶失壓前自備發電廠的有功功率（取發電機出口側數值）；P35 kV及以上直供用戶供電負荷（n）為35 kV及以上直供用戶失壓前的供電負荷（取變電站側數值）。

在此需要注意的是，某變電站同時向多個行政區域供電時，應分別計算該變電站對各行政區域減供負荷情況。

2.1.2.2 地區、縣電網減供負荷（對單一變電站的累加）

按照2.1.2.1中所述的方法，在計算得到單一變電站減供負荷的基礎上，累加行政區域范圍內所有受影響變電站的減供負荷，可以得到地區、縣區電網減供負荷。具體計算公式為：

. （3）

式（3）中：X為行政區域范圍內受影響的變電站總數。

2.1.2.3 省區電網及區域電網減供負荷（分區總加）

省區電網減供負荷由所轄地區電網減供負荷總加得出，具體計算公式為：

. （4）

式（4）中：Y為該省范圍內受影響地區個數。

區域電網減供負荷由各省區電網減供負荷總加得出，具體計算公式為：

. （5）

式（5）中：Z為區域電網范圍內受影響省區個數。

2.1.3 備自投負荷

當故障或異常發生后，通過備自投裝置動作并成功恢復的負荷計算公式為：

. （6）

式（6）中：P備自投恢復負荷（i）為備投動作成功后恢復的負荷數值；W為成功動作的備自投裝置套數。

2.1.4 低壓脫扣負荷

對于某一行政區域的低壓脫扣損失負荷，可以采用以下2種方法計算。根據這2種方法計算出的低壓脫扣損失負荷數值相互校驗（其中計算公式（7）為主算法）。

通過該行政區域的電網損失負荷和電網減供負荷計算得出低壓脫扣負荷，計算公式為：

P低壓脫扣損失負荷=P電網損失負荷-P電網減供負荷. （7）

通過計算故障區域各未失壓廠站故障前后負荷變化量得出低壓脫扣負荷，計算公式為：

P低壓脫扣損失負荷=P備自投成功動作的廠站故障前后負荷差+P相鄰未失壓廠站故障前后負荷差.（8）

2.2 臺風影響負荷計算

為了進一步分析臺風期間電網故障和用戶自身行為對電網負荷的影響，特將臺風影響負荷分為用戶主動停用負荷和電網減供負荷2類。

在臺風影響期間，電網應有負荷曲線、實際負荷曲線、用戶主動停用負荷曲線和電網減供負荷曲線，如圖1所示。

電網應有負荷曲線取自自動化系統歷史數據，實際負荷曲線由自動化系統直接采集得到，臺風影響負荷可由公式（9）計算：

P臺風影響負荷=P應有負荷-P實際負荷. （9）

電網減供負荷由1.1節中的電網減供負荷計算方法計算得到。對于自動化程度較好的單位，可以連續計算各時刻電網減供負荷數值，在自動化系統中顯示該負荷曲線。

用戶主動停用負荷可利用臺風影響負荷、電網減供負荷計算得到。計算公式為：

P用戶主動停用負荷=P臺風影響負荷-P電網減供負荷. （10）

當發生事故或出現異常時，電網調度機構的調度員需要將大部分精力投放到事故處理操作中。因此，上述影響負荷計算宜在調度自動化系統中建立相應的模塊，逐步實現故障（異常）情況下各類負荷的自動計算、報送和發布等。

3 結論

電網發生事故或出現異常后，往往會導致用戶供電的暫時中止，并產生一定的減供負荷。條例的頒布實施明確了減供負荷作為評判事故（事件）等級的依據之一，因此，精確計算電網事故或異常影響負荷非常重要，然而受備自投、低壓脫扣裝置、用戶主動停用負荷等因素的影響，減供負荷計算非常復雜。本文深入分析了事故或異常影響負荷的構成，并探討了每一個分量的計算方法，給出了比較精確的計算公式。在分析過程中，可以在調度自動化系統中增加相應的計算模塊或計算公式進行自動統計，這樣，一方面可以大大減輕調度員的工作量，在出現事故或異常后快速獲得減供負荷情況；另一方面，還可通過數據接口關聯用戶信息自動計算事故或異常減供用戶情況。為了提高計算的準確性，需要采取相應的措施提高數據采集的完備性和采樣精度，以實現精確計算。

〔編輯：白潔〕

Discussion on Calculation Method of Power Network Accident and Abnormal Influence Load

He Jianjun， Li Jianbin

Abstract： In this paper， the explanation power network accidents or abnormal impact load of related terms and definitions， focuses on the analysis of the accurate calculation of each component， and combined with the operating characteristics of the power system， considering the automatic throw in equipment such as automatic safety device， under voltage tripping device， users， and other factors， and puts forward the calculation formula of each component， the combined effects of calculation accuracy of management and technical conditions and gives the corresponding suggestions.

Key words： power network fault； for reducing load； prepared from the cast； low voltage tripping device

文章編號：2095-6835（2015）19-0080-01