黃俊輝，謝珍建，祁萬春，葛毅

(江蘇省電力公司電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，南京市 210008)

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基于時(shí)序運(yùn)行模擬的電網(wǎng)運(yùn)營效率評(píng)估方法

黃俊輝，謝珍建，祁萬春，葛毅

(江蘇省電力公司電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，南京市 210008)

電網(wǎng)運(yùn)營效率體現(xiàn)了電網(wǎng)運(yùn)營的精益化水平，對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)營效益具有重要影響。對(duì)面向未來電網(wǎng)規(guī)劃方案的電網(wǎng)運(yùn)營效率進(jìn)行科學(xué)評(píng)估對(duì)電網(wǎng)建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義。該文從發(fā)電側(cè)與輸電側(cè)2個(gè)角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了電網(wǎng)運(yùn)營效率評(píng)價(jià)指標(biāo)集?；陔娏ο到y(tǒng)時(shí)序運(yùn)行模擬技術(shù)，提出了電網(wǎng)運(yùn)營效率評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算方法，能夠充分考慮電力系統(tǒng)運(yùn)行的復(fù)雜邊界條件以及多種運(yùn)行場(chǎng)景，全面準(zhǔn)確地反映電力系統(tǒng)的運(yùn)營效率。采用江蘇電網(wǎng)2018年的規(guī)劃方案實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)證分析，研究了晉北——南京特高壓直流工程以及江蘇千萬kW級(jí)風(fēng)電基地對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營效率的影響。結(jié)果表明，晉北直流的建設(shè)會(huì)在一定程度上增加系統(tǒng)網(wǎng)損和輸電阻塞，對(duì)運(yùn)營效率有一定負(fù)面影響，風(fēng)電間歇性也會(huì)增加與風(fēng)電距離較近的線路阻塞進(jìn)而降低電網(wǎng)運(yùn)營效率。

時(shí)序運(yùn)行模擬；運(yùn)營效率；電網(wǎng)規(guī)劃；線損率；利用率

0 引 言

近年來，我國電網(wǎng)跨入了大規(guī)模、大容量、高電壓、高參數(shù)的現(xiàn)代化互聯(lián)電網(wǎng)時(shí)代。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)劃的難度不斷增加：一方面，電網(wǎng)規(guī)劃需要考慮的電源、負(fù)荷、外來電等外部因素不斷增加，使電網(wǎng)規(guī)劃問題日益復(fù)雜，這些因素客觀上要求電網(wǎng)適應(yīng)性更強(qiáng)、安全裕度更大；另一方面，電網(wǎng)建設(shè)又涉及巨額的投資，直接影響到電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理、冗余度過高都會(huì)降低電網(wǎng)的運(yùn)營效率。以往我國在電網(wǎng)規(guī)劃中注重對(duì)安全性的考察，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的分析與論證并不充分，導(dǎo)致國內(nèi)的輸電網(wǎng)利用率較國外的低[1]。電網(wǎng)的運(yùn)行效率體現(xiàn)了電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行的精益化水平，對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)營效益具有重要影響。如何在保證電網(wǎng)規(guī)劃安全可靠的同時(shí)提高未來電網(wǎng)在運(yùn)行層面的效率，成為電網(wǎng)規(guī)劃工作需要關(guān)注的內(nèi)容。在電網(wǎng)規(guī)劃層面深入分析未來電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效率，對(duì)于電力企業(yè)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前電網(wǎng)運(yùn)營效率并沒有公認(rèn)的定義以及統(tǒng)一的評(píng)價(jià)方法，電網(wǎng)運(yùn)營效率受到電源、電網(wǎng)、負(fù)荷等多方面因素的影響，多種因素作用的機(jī)理比較復(fù)雜。從空間角度來看，電源布局、負(fù)荷的分布將影響電力系統(tǒng)潮流的分布，電網(wǎng)的阻塞將會(huì)影響系統(tǒng)的發(fā)電成本以及線損；從時(shí)間角度來看，負(fù)荷的波動(dòng)、間歇性能源將影響機(jī)組開機(jī)方式進(jìn)而影響系統(tǒng)成本；此外，電網(wǎng)的運(yùn)營中并非單純追求經(jīng)濟(jì)性，對(duì)系統(tǒng)安全性、設(shè)備利用率、新能源的消納、外來電的接納都反映了電網(wǎng)運(yùn)行精益化水平?？梢?，電網(wǎng)運(yùn)營效率并非單純的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)，而是多維度的評(píng)價(jià)問題。

現(xiàn)有的電網(wǎng)運(yùn)營效率評(píng)估方法通常從電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行、電網(wǎng)安全性、電網(wǎng)可靠性、電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性4個(gè)方面進(jìn)行考慮[2-4]，主要評(píng)估手段包括系統(tǒng)安全性校核[5-6]、可靠性評(píng)估[7-8]、隨機(jī)生產(chǎn)模擬[9]以及時(shí)序運(yùn)行模擬[10]等。傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法只需對(duì)若干個(gè)典型運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行校核，針對(duì)典型運(yùn)行狀態(tài)的校核基本能夠框定全年的各種運(yùn)行場(chǎng)景。對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效率的評(píng)估并不充分，特別是在對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效率進(jìn)行評(píng)估時(shí)，往往需要進(jìn)行長時(shí)間的時(shí)序運(yùn)行模擬。

時(shí)序運(yùn)行模擬技術(shù)能夠彌補(bǔ)典型運(yùn)行方式刻畫電網(wǎng)的缺陷，其本質(zhì)上是大規(guī)模多時(shí)段機(jī)組組合技術(shù)。它能夠根據(jù)電力系統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃方案及電源裝機(jī)規(guī)劃，結(jié)合系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)、一次能源情況形成電力系統(tǒng)運(yùn)行邊界條件，選擇一定的調(diào)度目標(biāo)，在一系列運(yùn)行約束下模擬系統(tǒng)一段時(shí)間的運(yùn)行過程。

本文從發(fā)電側(cè)與輸電側(cè)2個(gè)角度，設(shè)計(jì)了電網(wǎng)規(guī)劃方案運(yùn)營效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)集，基于電力系統(tǒng)時(shí)序運(yùn)行模擬技術(shù)，提出了電網(wǎng)運(yùn)營效率評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算方法。運(yùn)行模擬方法能夠充分考慮電力系統(tǒng)運(yùn)行的復(fù)雜邊界條件以及多種運(yùn)行場(chǎng)景，能夠較為全面準(zhǔn)確地刻畫電網(wǎng)運(yùn)行狀況，提高了電網(wǎng)運(yùn)營效率評(píng)價(jià)的科學(xué)性。

本文第1節(jié)描述建立的指標(biāo)體系，第2節(jié)提出了運(yùn)行效率指標(biāo)體系的評(píng)分方法，第3節(jié)針對(duì)江蘇電網(wǎng)2018年的規(guī)劃方案進(jìn)行實(shí)證分析，并給出晉北—南京特高壓直流工程(簡(jiǎn)稱晉北直流)以及江蘇千萬kW級(jí)風(fēng)電基地(簡(jiǎn)稱風(fēng)電)對(duì)江蘇電網(wǎng)運(yùn)營效率的影響分析。

1 電網(wǎng)規(guī)劃方案運(yùn)營效率評(píng)估指標(biāo)集

1.1 指標(biāo)集的建立

根據(jù)系統(tǒng)性、全面性原則，本文從發(fā)電側(cè)、輸電側(cè)分別建立運(yùn)營效率評(píng)估指標(biāo)，全面直觀地刻畫電力系統(tǒng)的運(yùn)營效率。在指標(biāo)集建立過程中，充分考慮電網(wǎng)未來發(fā)展的若干特點(diǎn)，包括大規(guī)模新能源并網(wǎng)、大規(guī)模強(qiáng)交強(qiáng)直外來電、大規(guī)模潮流轉(zhuǎn)移等。評(píng)價(jià)維度上，全面包含系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、安全性以及高效性等多個(gè)方面，建立指標(biāo)集如表1所示。

表1 電網(wǎng)規(guī)劃方案運(yùn)營效率評(píng)估指標(biāo)集

Table 1 Evaluation index set for operation efficiency of power grid planning scheme

1.2 各指標(biāo)的具體含義

(1)新能源消納率。

由于風(fēng)電等新能源的波動(dòng)性和間歇性，以及電網(wǎng)建設(shè)的滯后，新能源的發(fā)電量可能并不能完全被電網(wǎng)消納。新能源消納率定義為新能源消納電量占總電量的比率，即新能源的發(fā)電上網(wǎng)比例，反映了系統(tǒng)對(duì)新能源的消納能力。

(1)

式中：η為新能源消納率；Enet為新能源的上網(wǎng)電量；Egen為新能源的發(fā)電量。

(2)外來電消納率。

我國未來電網(wǎng)將呈強(qiáng)交強(qiáng)直特高壓互聯(lián)的格局，部分地區(qū)將大量受入外來電，因此，是否能夠充分消納外來電也是電網(wǎng)規(guī)劃中需要考慮的重要問題，因此

定義外來電消納率指標(biāo)，該指標(biāo)反映了在滿足安全約束下的消納量占額定消納量的比重。

(2)

式中：ξ為外來電消納率；Es為滿足電網(wǎng)安全約束的外來電送電量；En為外來電額定送電量。

(3)阻塞成本增長率。

電網(wǎng)阻塞會(huì)迫使高發(fā)電成本發(fā)電廠發(fā)電，進(jìn)而提高系統(tǒng)運(yùn)行成本。該指標(biāo)反映了有系統(tǒng)線路/斷面潮流安全約束運(yùn)行模擬結(jié)果相比無約束下運(yùn)行模擬結(jié)果對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)發(fā)電成本的相對(duì)增長，即

(3)

式中：ζ為發(fā)電成本增長率；Cgrid為有考慮系統(tǒng)線路/斷面潮流安全約束的系統(tǒng)發(fā)電成本；Cpure為無網(wǎng)絡(luò)約束的系統(tǒng)發(fā)電成本。

(4)輸電線損率。

該項(xiàng)指標(biāo)是系統(tǒng)輸電網(wǎng)線損電量與全社會(huì)用電量的比值，表征線路損耗的能量占用電量的比重：

(4)

式中：α為輸電線損率；Eloss為損耗電量；Euse為用電量。

(5)線路(變壓器)利用率。

對(duì)于各電壓等級(jí)線路，其利用率為線路實(shí)際傳輸電量絕對(duì)值與線路經(jīng)濟(jì)電流對(duì)應(yīng)5 000h的傳輸電量的比值：

(5)

式中：ft為線路t時(shí)刻潮流；Cline為線路經(jīng)濟(jì)電流密度對(duì)應(yīng)的輸電容量，由線路電壓等級(jí)、導(dǎo)線橫截面積以及經(jīng)濟(jì)電流密度確定：

(6)

式中：λ為經(jīng)濟(jì)電流密度，本報(bào)告中，經(jīng)濟(jì)電流密度取為1.15A/mm2；A為導(dǎo)線橫截面積；U為導(dǎo)線電壓等級(jí)。

對(duì)于各級(jí)變壓器，其利用率按變壓器下送電量與變壓器額定容量對(duì)應(yīng)的8 760h傳輸電量的比值計(jì)算：

(7)

式中：ft為變壓器t時(shí)刻潮流；Ctrans為變壓器額定容量。

(6)重過載線路(變壓器)比率。

該項(xiàng)指標(biāo)指重載與過載線路(變壓器)的數(shù)目比上線路(變壓器)的總數(shù)，表征線路(變壓器)系統(tǒng)運(yùn)行安全裕度的大小，即

(8)

式中：γ為重過載線路(變壓器)比率；nheavy為重過載線路(變壓器)數(shù)量；nall為線路(變壓器)總數(shù)。

判斷重過載的準(zhǔn)則設(shè)計(jì)如下：

(9)

式中：Pmax為線路(變壓器)時(shí)序運(yùn)行模擬結(jié)果的最大潮流值；Pup為線路(變壓器)潮流容量；I為表征是否重過載的布爾量。

1.3 指標(biāo)評(píng)分體系

由于指標(biāo)的量綱不同，取值范圍不同，不同指標(biāo)之間往往無法直接比較。此外，不同指標(biāo)的價(jià)值取向不同，有些指標(biāo)越大越好，而有些指標(biāo)則越小越好，導(dǎo)致多個(gè)指標(biāo)的綜合優(yōu)劣難以直接判斷。為此，本文提出了一系列指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化與歸一化方法。

綜合評(píng)分法是指標(biāo)綜合中的常用方法，評(píng)價(jià)時(shí)，先分別按不同指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，然后采用加權(quán)相加求得總分。該方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠在制定指標(biāo)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中融入人工經(jīng)驗(yàn)，為每個(gè)指標(biāo)制定合理的指標(biāo)值——分?jǐn)?shù)的映射，科學(xué)掌握每個(gè)指標(biāo)對(duì)整體結(jié)果的相對(duì)影響力，避免某個(gè)指標(biāo)掩蓋其他指標(biāo)的作用。

本文將運(yùn)營效率評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果評(píng)為0～5分，分?jǐn)?shù)越高表明該項(xiàng)運(yùn)營效率指標(biāo)越優(yōu)。各指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)如下。

新能源消納率：根據(jù)能源局的統(tǒng)計(jì)，我國2014年平均棄風(fēng)率為8%，棄風(fēng)率最高的省份棄風(fēng)率為15%，最低省份為0%[10]，因此，將新能源平均消納率92%計(jì)為3分，平均消納率85%為0計(jì)分，100%計(jì)為滿分5分進(jìn)行設(shè)計(jì)，以3%為一個(gè)計(jì)分階梯。

外來電消納率：主要考察直流外來電的接納能力，直流的設(shè)計(jì)利用小時(shí)數(shù)均在6 500h以上，外來電的消納率要達(dá)到75%以上，以75%為0分，100%為5分，5%為一個(gè)記分階梯。

阻塞成本增長率：按照4%為1分，0%為5分進(jìn)行評(píng)價(jià)系統(tǒng)阻塞成本，1%為一個(gè)記分階梯。

輸電線損率：參考山東電網(wǎng)輸電線損率的評(píng)價(jià)結(jié)果(1.69%)[11]，本報(bào)告中線損0.9%記為滿分，線損1.7%以上記為0分，0.2%為一個(gè)記分階梯。

線路平均利用率：以小于20%為0分，大于60%記為5分，以10%為一個(gè)記分階梯。

重過載線路比率：以大于10%為0分，小于2%記為5分，以2%為一個(gè)記分階梯。

綜上，設(shè)計(jì)6個(gè)指標(biāo)的打分區(qū)間如表2所示。

表2 電網(wǎng)規(guī)劃方案運(yùn)營效率評(píng)估指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

Table 2 Evaluation index scoring criteria for operation efficiency of power grid planning

2 基于運(yùn)行模擬的運(yùn)營效率評(píng)價(jià)方法

本文提出的運(yùn)營效率指標(biāo)中涉及線路年容量因子、系統(tǒng)年運(yùn)行成本、年棄風(fēng)/棄光電量等參數(shù)，需要掌握系統(tǒng)全年的運(yùn)行情況。現(xiàn)有電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法中，往往只采用典型運(yùn)行方式分析，對(duì)這些量的估計(jì)準(zhǔn)確性較差，因此，本文采用電力系統(tǒng)運(yùn)行模擬的方法計(jì)算電網(wǎng)運(yùn)營效率評(píng)價(jià)的各指標(biāo)。

電力系統(tǒng)運(yùn)行模擬是根據(jù)電源的出力特性、電網(wǎng)的拓?fù)涮匦?、?fù)荷分布特性等邊界條件，以經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)為目標(biāo)，以安全運(yùn)行為約束的模擬實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行的機(jī)組組合與經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型。

運(yùn)行模擬中，分別建立火電、燃機(jī)、水電、抽蓄、風(fēng)電、核電、熱電等多種電源的運(yùn)行約束，使運(yùn)行模擬中能夠充分考慮不同機(jī)組的運(yùn)行特性，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃建立輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使運(yùn)行模擬中能夠充分考慮線路與斷面的輸電約束。整體運(yùn)行模擬模型組成了一個(gè)大規(guī)?；旌险麛?shù)規(guī)劃問題，本文采用嚴(yán)格數(shù)學(xué)優(yōu)化方法求解。

時(shí)間尺度上，本文采用逐日電力系統(tǒng)運(yùn)行模擬實(shí)現(xiàn)全年8 760 h的計(jì)算，再現(xiàn)規(guī)劃方案中的電力系統(tǒng)在未來的運(yùn)行狀況，包括各個(gè)小時(shí)的電源出力，線路和變壓器上的潮流等重要信息。這些重要信息可以用來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)所需要的指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化評(píng)價(jià)電力系統(tǒng)運(yùn)營效率。

本文采用的運(yùn)行模擬詳細(xì)數(shù)學(xué)模型參見文獻(xiàn)[9]。

3 江蘇電網(wǎng)2018年規(guī)劃方案實(shí)證分析

3.1 基準(zhǔn)方案分析

根據(jù)江蘇電網(wǎng)2018年運(yùn)行模擬結(jié)果，計(jì)算了2018年規(guī)劃方案的運(yùn)營效率指標(biāo)，并根據(jù)本章提出的運(yùn)營效率指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行打分，結(jié)果如表3所示。

表3 江蘇電網(wǎng)2018年規(guī)劃方案運(yùn)營效率指標(biāo)得分

Table 3 Operation efficiency index scoring of Jiangsu power grid planning scheme in 2018

根據(jù)運(yùn)行模擬結(jié)果，其中新能源消納率為98.06%，得5分；外來電吸納率為92.88%，得5分；阻塞成本增長率為1.01%，得4分；輸電線損率為0.95%，得4分；線路利用率為33.57%，得2分；重過載線路比率為2.42%，得4分。將其畫成雷達(dá)圖如圖1所示。

圖1 江蘇2018年電網(wǎng)規(guī)劃方案運(yùn)營效率指標(biāo)評(píng)分雷達(dá)圖Fig.1 Radar map of operation efficiency index scoring of Jiangsu power grid planning scheme in 2018

根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，江蘇電網(wǎng)2018年運(yùn)營效率的綜合得分為4分。從圖1可以直觀地看出江蘇電網(wǎng)2018年規(guī)劃方案在新能源消納率和外來電吸納率上獲得滿分，說明江蘇電網(wǎng)對(duì)新能源和外來電適應(yīng)性較強(qiáng)；在重過載線路比率、阻塞成本增長率和網(wǎng)損率上表現(xiàn)良好，獲得了4分，說明江蘇電網(wǎng)局部還存在不合理的地方，部分線路還存在重載及阻塞的情況，一方面阻塞引起系統(tǒng)運(yùn)行成本上升，另一方面增加了線路損耗；在線路利用率上表現(xiàn)較差，只獲得了2分，主要原因包括：(1)特高壓電網(wǎng)建設(shè)初期利用率較低；(2)部分500 kV線路及220 kV線路的利用率較低。綜上所述，江蘇電網(wǎng)在未來面對(duì)大規(guī)模外來電后，電網(wǎng)運(yùn)行方式的改變較大，部分線路利用率降低、部分線路將產(chǎn)生阻塞，因此需要針對(duì)外來電規(guī)劃，優(yōu)化省內(nèi)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以適應(yīng)新的運(yùn)行方式。

3.2 晉北直流的建設(shè)對(duì)運(yùn)營效率的影響分析

晉北直流是起點(diǎn)山西北部、落點(diǎn)江蘇南京江北的直流輸電工程，根據(jù)國家電網(wǎng)規(guī)劃，自2018年其向江蘇電網(wǎng)輸送電力8 000 MW。為分析其對(duì)江蘇電網(wǎng)的運(yùn)營效率的影響，構(gòu)造了去除晉北直流的電網(wǎng)規(guī)劃方案，并進(jìn)行時(shí)序運(yùn)行模擬，將其結(jié)果整理如表4。

表4 去除與保留晉北直流運(yùn)營效率指標(biāo)得分

Table 4 Operation efficiency index scoring of removing and keeping Jinbei HVDC

由表4可知，去除晉北直流之后，綜合得分為4.5分，比基準(zhǔn)方案高0.5。將其整理成雷達(dá)圖如圖2所示。

圖2 去除與保留晉北直流運(yùn)營效率指標(biāo)評(píng)分雷達(dá)圖Fig.2 Radar graph of operation efficiency index scoring of removing and keeping Jinbei HVDC

由圖2可知，去除晉北直流之后重過載線路比率、阻塞成本增長率、輸電線損率均表現(xiàn)更佳，只有線路利用率還是保持低位。表明晉北直流帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也一定程度上降低了電網(wǎng)運(yùn)營效率。

3.3 風(fēng)電間歇性對(duì)運(yùn)營效率的影響分析

江蘇擁有國家千萬kW級(jí)風(fēng)電基地，裝機(jī)容量占總裝機(jī)的7%。而風(fēng)電具有間歇性和波動(dòng)性，為分析風(fēng)電間歇性對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營效率的影響，構(gòu)造了去除風(fēng)電間歇性的方案，即把風(fēng)電機(jī)組按照平均利用小時(shí)數(shù)全年水平出力。進(jìn)行時(shí)序運(yùn)行模擬，將結(jié)果整理如表5所示。

表5 去除與保留風(fēng)電間歇性運(yùn)營效率指標(biāo)得分

Table 5 Operation efficiency index scoring of removing and keeping wind power intermittent

由表5可知，去除風(fēng)電間歇性之后，綜合得分為4.3分，比基準(zhǔn)方案高0.3分。將其整理為雷達(dá)圖如圖3所示。

圖3 去除與保留風(fēng)電間歇性指標(biāo)評(píng)分雷達(dá)圖Fig.3 Radar graph of operation efficiency index scoring of removing and keeping wind power intermittent

由圖3可以直觀地看出，去除風(fēng)電間歇性和波動(dòng)性之后，重過載線路比率、阻塞成本增長率有所改善，而新能源消納率、外來電吸納率、線路利用率變化不大。由此可見，風(fēng)電本身出力特性(波動(dòng)性和間歇性)會(huì)降低電網(wǎng)的部分運(yùn)營效率，尤其是線路的阻塞、過載有比較大的影響。

4 結(jié) 論

本文提出了一種電網(wǎng)規(guī)劃方案運(yùn)營效率評(píng)估方法，從發(fā)電側(cè)與輸電側(cè)2個(gè)角度，設(shè)計(jì)了電網(wǎng)規(guī)劃方案的運(yùn)營效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)集。該評(píng)估方法所采用的時(shí)序運(yùn)行模擬技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)典型方式計(jì)算法的不足。

本文針對(duì)江蘇電網(wǎng)2018年規(guī)劃方案進(jìn)行了實(shí)證分析，分析結(jié)果表明江蘇電網(wǎng)2018年規(guī)劃方案整體表現(xiàn)良好，尤其是新能源和外來電接納方面，電網(wǎng)在局部有阻塞，且線路利用率較低的情況下。晉北直流的建設(shè)會(huì)降低一定的運(yùn)營效率，主要表現(xiàn)在網(wǎng)損和阻塞方面。風(fēng)電間歇性也會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營效率有所影響，主要表現(xiàn)為增加了與風(fēng)電距離較近的線路阻塞。

[1]唐姍姍. 輸電網(wǎng)運(yùn)營效率評(píng)價(jià)研究[D].北京：華北電力大學(xué), 2013 Tang Shanshan. Evaluation survey on the operational efficiency of transmission network[D]. Beijing: North China Electric Power University, 2013.

[2]高賜威,吳茜,陳曦寒,等. 輸電網(wǎng)運(yùn)營效率評(píng)價(jià)方法研究[J]. 華東電力,2013,41(3):485-490. Gao Ciwei, Wu Qian, Chen Xihan, et al. Assessment method of operational efficiency in the transmission network[J]. East China Electric Power,2013,41(3): 485-490.

[3]高賜威,吳茜,陳曦寒. 國內(nèi)外輸電網(wǎng)利用率比較分析[J]. 華東電力,2013,41(6):1180-1187. Gao Ciwei, Wu Qian, Chen Xihan. Comparative analysis of the power grid utilization rate between China and abroad[J]. East China Electric Power, 2013,41(6):1180-1187.

[4]陳紹君,楊桂鐘,黃道姍,等. 層次分析法在電網(wǎng)運(yùn)營效率評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]. 華東電力,2012,40(11)：1891-1894. Chen Shaojun, Yang Guizhong, Huang Daoshan, et al. AHP application to power grid operation efficiency evaluation[J]. East China Electric Power, 2012,40(11)：1891-1894.

[5]周明, 冉瑞江, 李庚銀. 風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)可用輸電能力的評(píng)估[J]. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2010, 30(22): 14-21 Zhou Ming, Ran Ruijiang, Li Gengyin. Assessment on available transfer capability of wind farm incorporated system[J]. Proceedings of CSEE, 2010, 30(22): 14-21.

[6]Ciupuliga A R, Gibescu M, Pelgrum E, et al. Round-the-year security analysis with large-scale wind power integration[J]. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2012, 3(1): 85-93.

[7]吳義純, 丁明, 李生虎. 風(fēng)電場(chǎng)對(duì)發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性影響的評(píng)估[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2004, 19(11): 72-76 Wu Yichun, Ding Ming, Li Shenghu. Reliability assessment of wind farms in generation and transmission systems[J]. Transactions of China Electro technical Society，2004，19(11)：72-76.

[8]曲翀, 王秀麗, 謝紹宇, 等. 含風(fēng)電電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬的改進(jìn)算法[J]. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 46(6): 1-7 Qu Chong, Wang Xiuli, Xie Shaoyu, et al. An improved algorithm for probabilistic production simulation of power systems with wind power[J]. Journal of Xi’An Jiaotong University，2012，46(6)：1-7.

[9]Zhang Ning, Kang Chongqing, Kirschen D S, et al. Planning pumped storage capacity for wind power integration[J]. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2013, 4(2): 393-401.

[10]Zhang Ning,Kang Chongqing, Xia Qing, et al. A convex model of risk-based unit commitment for day-ahead market clearing considering wind power uncertainty[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2015, 30(3): 1582-1592.

[11]徐天昊. 輸電系統(tǒng)理論線損的快速計(jì)算方法[D]. 濟(jì)南：山東大學(xué)，2007. Xu Tianhao. The fast calculation method of transmission loss of power system[D]. Jinan：Shandong University，2007.

(編輯：張媛媛)

Operation Efficiency Assessment Approach for Power Grid Based on Sequential Operation Simulation

HUANG Junhui, XIE Zhenjian，QI Wanchun, GE Yi

(Jiangsu Electric Power Company Economic Research Institute, Nanjing 210008, China)

The operation efficiency of power grid reflects the fine level of power system operation, which has significant influence on the revenue of power grid enterprises. The scientific evaluation on the operation efficiency of future-proofed power grid planning scheme provides significant guidance for the construction of power grid. The evaluation index set of power grid operation efficiency was designed from two aspects: generation and transmission. The calculation method for the evaluation index of power grid operation efficiency was proposed based on the sequential operation simulation technology of power system, which could fully consider the complex boundary conditions and various operating scenarios of power system operation, and comprehensively accurately reflect the operation efficiency of power system. The empirical analysis was carried out on the actual data of Jiangsu power grid planning scheme in 2018, and the impacts of Jinbei-Nanjing UHVDC project and 10 GW wind power base in Jiangsu province on the operation efficiency of power grid were studied. The results show that the construction of Jinbei-Nanjing DC project will increase the network loss and transmission congestion of the power system to some extent, and have a negative effect on the operation efficiency. The integration of wind power will increase the line blocking near the wind farm and thus reduce the operation efficiency of power grid.

sequential operation simulation; operation efficiency; power grid planning; line loss rate; utilization ratio

國家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目(GHJS1500009)。

TM 715

A

1000-7229(2015)10-0123-06

10.3969/j.issn.1000-7229.2015.10.019

2015-07-06

2015-08-17

黃俊輝(1964)，男，本科，高級(jí)工程師，主要從事電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方面研究工作；

謝珍建(1980),男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事電力系統(tǒng)能源電力規(guī)劃方面研究工作；

祁萬春(1979)，男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方面研究工作；

葛毅(1987)，男，博士，工程師，主要從事電力系統(tǒng)規(guī)劃及能源經(jīng)濟(jì)方面研究工作。