唐 能，肖 康

(国网湖北省电力公司襄阳供电公司经济技术研究所，湖北 襄阳 441002)

0 引言

在电网规划领域，通常采用“N-1安全供电准则”作为评估配电网供电安全的标准。“N-1安全供电准则”是指在正常运行方式下，电力系统中任意一元件(如线路、发电机、变压器等)无故障或因故障断开后，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，其他元件不过负荷，电压和频率均在允许范围内。由于“N-1安全供电准则”并未考虑故障损失负荷的大小对系统的影响，存在一定的片面性，不利于电网规划的科学决策，因此根据国家电网公司发布的《配电网规划设计技术导则》中对供电安全标准的定义，提出了一种全新的供电安全性评估方法。

1 配电网供电安全标准

《配电网规划设计技术导则》对供电安全标准规定了不同电压等级配电网单一元件故障停运后允许损失负荷的大小及恢复供电的时间。配电网供电安全标准的一般原则为：接入的负荷规模越大、停电损失越大，其供电可靠性要求越高、恢复供电时间要求越短。

根据组负荷规模的大小，配电网的供电安全水平可分为3级，如表1所示。根据供电区域的供电重要程度，供电分区的供电安全水平目标分为6类，如表2所示。

表1 配电网的供电安全水平

2 供电安全性评估步骤

采用配电网供电安全性评估方法对变电站进行供电安全性评估，分为以下4个步骤：

表2 供电分区的供电安全水平目标

(1) 计算变电站“N-1”容量；

(2) 根据供电安全标准计算变电站供电能力；

(3) 根据实际负荷计算变电站缺供电力；

(4) 根据实际负荷计算变电站供电裕度。

3 实例分析

下面以图1的变电站为例进行评估步骤和算例说明。

图1 安全性评估变电站示意

如图1所示，被评估的110 kV变电站位于B类供区，有2台主变，容量构成为(50+40)MVA，主变的电压变比均为110/10 kV；电源进线2条，为单链结构，进线1型号为LGJ-240/30，进线2型号为LGJ-300/25。变电站高压侧一次主接线为内桥接线，低压侧主接线为单母分段，母联开关状态为常开。典型日变电站最大负荷时刻，1号主变负荷为40 MW，2号主变负荷为23 MW，下级电网可转供负荷为30 MW。

3.1 计算变电站“N-1”容量

首先计算主变“N-1”容量，再计算进线“N-1”容量，取2者较小值作为变电站“N-1”容量。

(1) 主变“N-1”容量SCN-1，S。不考虑主变过载能力，最大容量主变停运后变电站所供的最大负荷为变电站“N-1”容量SCN-1。

算例：扣除最大主变容量50 MVA，剩余的变电容量之和为40 MVA，因此主变“N-1”容量为40×0.95(功率因数)=38 MW。

(2) 进线“N-1”容量SCN-1，L。扣除变电站供电能力最大的进线后，剩余进线的供电能力之和。

算例：根据调度提供的安全电流值，LGJ-240/30的安全电流为610 A，LGJ-300/25的安全电流为700 A；则LGJ-240/30的最大供电能力为116 MW，LGJ-300/25的最大供电能力为133 MW。扣除最大进线供电能力133 MW，剩余的进线的供电能力之和为116 MW，因此进线“N-1”容量为116 MW。

(3) 变电站“N-1”容量SCN-1。变电站“N-1”容量为该变电站主变“N-1”容量和进线“N-1”容量的最小值。计算公式为：

算例：主变“N-1”容量相对进线“N-1”容量较小，因此变电站“N-1”容量等于主变“N-1”容量，即38 MW。

3.2 计算变电站供电能力

首先计算变电站“N-1”后15 m in内的供电能力，再计算3 h内的供电能力，取2者的较小值作为变电站的供电能力。

(1) 15 m in内变电站供电能力SC1。15 m in内允许损失负荷PS：A+和A类是0，B和C类是max(12，组负荷/3)，D类允许全部损失。

15 m in内变电站的供电能力为变电站“N-1”容量与15 m in内允许损失负荷之和。计算公式为：

算例：该变电站组负荷为63 MW，位于B类供区；则15 m in内允许损失负荷为63/3=21 MW。15 m in内变电站供电能力为38+21=59 MW。

(2) 3 h内变电站供电能力SC2。下级电网转供能力PZ：∑m in(有站间联络的线路负荷，其对侧联络线路裕度)。

通常情况下，3 h内通过人工倒合闸操作能够完成下级电网的重构。因此，下级电网转供能在3 h内完成。3 h后，A+，A，B，C，D供区内的变电站均不允许损失负荷。3 h内变电站供电能力为变电站“N-1”容量与下级电网转供能力之和。计算公式为：

算例：3 h内变电站供电能力为38+30=68 MW。

(3) 变电站供电能力SC。变电站供电能力取该变电站15 m in内变电站供电能力和3h内变电站供电能力的最小值。计算公式为：

算例：15 m in内变电站供电能力相对3 h内变电站供电能力较小，因此变电站供电能力等于15 m in内变电站供电能力，即59 MW。

3.3 计算变电站缺供电力

变电站缺供电力=运行负荷－供电能力。计算公式为：

算例：该变电站缺供电力为63-59=4 MW。

3.4 计算变电站供电裕度

变电站供电裕度=供电能力－运行负荷。计算公式为：

算例：该变电站的供电裕度为59-63=-4 MW，已经没有供电裕度。

4 结论

通过上述分析可知，该变电站在“N-1”条件下，保留有38 MW的供电容量，变电站供电能力为59 MW，供电裕度为-4 MW，已经没有供电裕度。

根据以上结论，建议该变电站应尽快安排增容扩建项目，主变容量增加值应不小于4 MVA。根据市场中已有的主变容量选型，建议将其中的40 MVA主变更换为50 MVA。完成上述项目后，经计算可知，该变电站在“N-1”条件下，保留有47.5 MW的供电容量，变电站供电能力63 MW，供电裕度为5.5 MW，可以满足供电安全要求。

该评估方法能够通过定量分析，准确清晰地找出变电站运行中存在的供电安全性风险，给出明确的解决方案，对电网规划有一定的指导意义，较之“N-1安全供电准则”实用性更高。