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国内外输电网可靠性性能管理对比

北极星智能电网在线  来源:供用电杂志  作者:刘文霞  2018/5/17 8:55:06  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:随着电力系统的变革,电网规模、电网结构、设施种类以及管理需求发生了变化,现有的输电网可靠性性能管理在管理手段、管理范围和领域、管理技术等方面需要进行改进。文章介绍了中国以及北美地区输电网可靠性性能管理的方式体系并进行对比分析,同时指出中国在输电网可靠性性能管理方面所存在的问题以及在电力改革大环境下的未来发展方向,可为中国输电网可靠性性能管理提供参考。

引言

输电网是电力系统的重要组成部分,其主要任务是完成电力的输送,同时要满足安全、可靠性的要求。因此,衡量输电系统性能的重要标志就是在考虑设备随机故障的条件下系统完成输电功能的能力。该能力不仅体现了系统设计、运行和维护水平,还与设备本身质量有密切关系。对于中国这样一个需要大量能源远距离传输的电网,其输电网性能评价显得尤为重要。

世界范围内输电网性能评价都是起步于输变电设施可靠性管理。北美可靠性组织(NERC)把输电网可靠性性能分为:输变电设施可靠性性能和输电网系统可靠性性能两部分,输电网系统可靠性性能进一步分解为输送能力和输电服务能力。我国对输电网可靠性性能管理还处于设施可靠性管理阶段,2010年国家电网公司把输电能力指标整合到国家电网的管理中,并改进了相应的数据采集和评价系统。随着国内新能源发电的快速发展以及电力改革步伐的加快,对输电网可靠性提出了更高的要求,监管部门和电力企业对可靠性的关注和需求都将发生变化,如何在新的形势下开展输电网可靠性性能管理成为一个重要的课题。

国内学者借鉴国外的研究成果开展了相关研究,文献[1]参考北美的输电能力评价指标,结合国内电网特征,改进性地提出了国家电网公司基于回路的输电系统可靠性评价指标体系和计算方法。文献[2]参考北美输电系统输电服务能力评价体系,提出了适应于中国发展现状的连接点评价指标。文献[3]介绍了北美以及英国所使用的输电系统可靠性性能评价指标,并通过对比得到我国与英国、北美评价指标方面的差异。上述研究都是在北美评价体系基础上建立的国内评价系统,虽稍有改进但未跳出总体框架,而且对国内现有管理体系的问题和需求分析不足。

本文在对国内外输电网可靠性性能管理全面调研和分析的基础上,对比了国内外管理体系的差异,提出了国内目前存在的问题,分析了电力改革形势下国内对输电网可靠性性能管理的需求,并论证了未来管理中所需的关键技术。

1 国内外输电网可靠性性能管理现状及对比

1.1 国内输电网可靠性性能管理现状及成效分析

1.1.1 管理现状

中国对输电网可靠性性能管理还处于设施可靠性管理阶段。

1)标准体系。2003年电力可靠性管理中心组织制定的《输变电设施可靠性评价规程》正式签发实施,并于2012年进行修订和完善,用于指导各电网公司输变电设施可靠性工作的开展。2010年,国家电网公司发布了《输电系统可靠性评价实施(试行稿)》,提出了输电系统回路的概念,在此后的可靠性信息管理系统中,13类输变电设施全部被关联到三大回路中。

2)数据采集及评价系统。评价规程出台后,电力可靠性管理中心建立了一系列以输变电设施为对象的可靠性信息管理系统,在全国范围内进行推广应用。2009年,国家电网公司在已有推广系统的基础上建立生产管理系统(PMS),实现了设施及生产运行的全过程管理。

现阶段,国家电网公司所使用的信息系统结合了资产全寿命周期管理研究的课题成果;通过科学的历史数据分析挖掘,准确、及时的当前状态评估,实现了前瞻性的风险评估。信息系统关联关系见图1。

图1 国家电网公司信息系统关联系统

3)评价体系。中国建立了较全面的设施可靠性指标评价体系,该体系主要分为时间类以及次数类两大类。指标体系是对输变电设施是否可用的量化描述,是规划设计、设施制造、安装调试、生产运行、检修维护、生产管理等各个环节综合水平的度量。

1.1.2 工作成效

中国的可靠性管理历经30多年的发展,取得了显著的成效,主要表现在以下几个方面:

1)促进了设施制造质量的提高。

通过对全国可靠性统计数据分析,因产品质量不良造成的非计划停运事件总数呈逐年下降趋势。

2)促进了设施运维管理精益化水平的提高。

为了减少检修带来的停运,各电网公司纷纷尝试开展状态检修,使得110(66)kV及以上输变电设施大修次数和工作量、维修试验次数和工作量逐年减少,输变电设施的计划停运率逐年下降。

3)输变电可靠性指标管理手段和管控水平有效提高。

通过对可靠性指标的管控,促进了电网企业改进管理手段,如科学安排检修和维护,减少重复停运率;排查输变配电设施安全隐患及缺陷,降低故障次数;开展规划、采购、检修、调度多部门协同工作以提高系统可靠性。

1.2 国外输电网可靠性性能管理体系与发展趋势

现阶段,各国针对输电网可靠性性能建立的管理体系具有一定共性,本文选择开展输变电可靠性性能管理较早、管理体系较为完善并且管理成效显著的北美地区作为分析对比对象。

1.2.1 管理机构及评价体系

1)管理体系。NERC对电压等级大于等于200kV的4类输电设施进行管理。作为北美地区输变电系统性能管理的核心机构,NERC的主要职责包括:制定发输电系统可靠性标准,并监督相关企业强制执行;负责发输电系统的可靠性评估工作;对发输电系统进行监测,组织典型事故调查;负责行业内的培训和运行人员认证等工作。管理体系见图2。

图2 北美可靠性管理体系

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