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青島電網(wǎng)供電安全標(biāo)準(zhǔn)

文檔作者：徐群劉中勝時(shí)艷麗穆曉東文檔來源： 1．山東電力集團(tuán)公司青島供電公司 2．天津天大求實(shí)電力新技術(shù)股份有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年07月26日
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第24卷第5期
2012年lO月
電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)
Proceedings of the CSU-EPSA
Vo1．24 NO．5
0ct． 2O12
青島電網(wǎng)供電安全標(biāo)準(zhǔn)
徐群 ，劉中勝 ，時(shí)艷麗 ，穆曉東。
(1．山東電力集團(tuán)公司青島供電公司，青島266002；
2．天津天大求實(shí)電力新技術(shù)股份有限公司，天津300384)
摘要：針對(duì)我國電力可靠性標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷級(jí)別劃分相對(duì)模糊，標(biāo)準(zhǔn)要求不直觀量化的問題，制定了一套量化的基
于負(fù)荷組概念的青島城市電網(wǎng)供電安全標(biāo)準(zhǔn)。引入青島城市電網(wǎng)國際咨詢的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，采用故障模式影響分
析法對(duì)青島供電模型進(jìn)行計(jì)算，分析了不同電壓層級(jí)故障后負(fù)荷的轉(zhuǎn)供能力及恢復(fù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了不同負(fù)荷級(jí)
別供電安全標(biāo)準(zhǔn)的精確量化。另外，還從負(fù)荷級(jí)別的劃分、故障后負(fù)荷恢復(fù)時(shí)間以及負(fù)荷恢復(fù)情況三方面與
英國供電安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)比。受我國電網(wǎng)建設(shè)管理模式及所處發(fā)展階段的影響，目前青島電網(wǎng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)
要求并不低于英國，部分要求甚至高于英國。
關(guān)鍵詞：供電安全工程建議；可量化；負(fù)荷組；可靠性管理
中圖分類號(hào)：TM715；TM734 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1003—8930(2012)05—01。0一O8
Power Supply Security Standard of Qingdao
XU Oun ，LIU Zhong—sheng。，SHI Yah—li ，MU Xiao—dong
(1．Shandong Electric Power Company Qingdao Power Supply Company，
Qingdao 266002，China；
2．Tianjin Tianda Qiushi Electric Power High Technology Company Limited，
Tianjin 300384，China)
Abstract：According tO the issue that the division of load levels for reliability standards is fuzzy without quanti—
tative standards，a set of quantized standards of Qingdao city power supply security based on the load group
concept is given in this paper．The paper introduces the advanced experience of the international consultation
for Qingdao city power grid by using the fault mode and the effect analysis method tO calculate the power sup—
ply model of Qingdao，and analyzes the load transfer capability and the recovery time after fault in different
voltage level，which leads tO the accurate quantification of power supply security standards in different load
leve1．Furthermore，the comparisons from the division of load level，the recovery time and the load recovery
degree after fault are made between Britain and Qingdao．Owing tO the effect of power grid construction man—
agement mode and the stage of development，the present construction standards of Qingdao network are not
lower than the standards in Britain，some of the standards are even higher than those in Britain．
Key words：engineering recommendation of power supply security；quantification；load group；reliability man—
agem ent
電力可靠性標(biāo)準(zhǔn)是電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行
的指導(dǎo)性準(zhǔn)則 ，電力系統(tǒng)可靠性準(zhǔn)則可分為技
術(shù)性準(zhǔn)則和經(jīng)濟(jì)性準(zhǔn)則，又可分為確定性準(zhǔn)則和概
率性準(zhǔn)則，習(xí)慣上往往將“技術(shù)性”與“確定性”相
收稿日期：2012 01—26；修回日期：2012 07—12
聯(lián)系、“經(jīng)濟(jì)性”與“概率性”相聯(lián)系。從俄羅斯、北
美電力可靠性協(xié)會(huì)、美國九大電力系統(tǒng)、北歐、挪
威、芬蘭、西歐、比利時(shí)、法國、意大利、荷蘭、英國等
20多個(gè)國家和地區(qū)的可靠性準(zhǔn)則來看，現(xiàn)行電網(wǎng)
第5期 徐 群等：青島電網(wǎng)供電安全標(biāo)準(zhǔn) · 101 ·
規(guī)劃準(zhǔn)則基本上還是以技術(shù)性和確定性準(zhǔn)則為
主 ?！癩。其中，英國供電安全標(biāo)準(zhǔn)比較具有代表性，
其內(nèi)涵豐富。ER P2／6是英國電網(wǎng)規(guī)劃的指導(dǎo)性文
件，針對(duì)不同負(fù)荷組 的大小明確量化了供電恢
復(fù)時(shí)間和負(fù)荷轉(zhuǎn)帶的最低要求，易于在電網(wǎng)規(guī)劃和
項(xiàng)目評(píng)估中直接應(yīng)用，考核指標(biāo)更直觀、易操作。
2006年，由國家電網(wǎng)公司、山東電力集團(tuán)公
司、青島供電公司等單位技術(shù)專家組成的項(xiàng)目組會(huì)
同國外咨詢方BPI的專家組圓滿完成了青島城市
電網(wǎng)規(guī)劃國際咨詢項(xiàng)目，BPI專家組在咨詢中提出
可參照英國ER P2／6并結(jié)合本地實(shí)際需求，制定
完善青島供電安全準(zhǔn)則的建議 ]。青島供電公司在
完成《面向供電可靠性的青島“十二五”配電網(wǎng)規(guī)
劃》后，為更好地將供電可靠性規(guī)劃思路深入到配
電網(wǎng)規(guī)劃中，特成立項(xiàng)目組對(duì)供電安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行
研究。
1 供電安全標(biāo)準(zhǔn)制定要素分析
1．1 負(fù)荷級(jí)別與電壓層級(jí)的關(guān)系
負(fù)荷級(jí)別劃分與電壓等級(jí)序列的選取以及變
電站主變?nèi)萘?、設(shè)備導(dǎo)線型號(hào)的選取均有很大關(guān)
系。借鑒英國P2／6供電安全標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合我國電壓
等級(jí)序列，給出如下負(fù)荷級(jí)別與電壓層級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)
系：
A：低壓配電網(wǎng)
B：中壓配電網(wǎng)
C：高壓配電網(wǎng)
D：高壓輸電網(wǎng)
E：超高壓輸電網(wǎng)
F：超高壓輸電網(wǎng)
我國電壓等級(jí)序列包括500 kV、220 kV的高
壓輸電網(wǎng)，110 kV、35 kV的高壓配電網(wǎng)，10 kV(20
kV、6 kV)中壓配電網(wǎng)，380 V低壓電網(wǎng)。所供負(fù)荷
按照電壓層級(jí)不同主要分以下幾種情況。
(1)單臺(tái)中壓(10／0．4 kV)配變的典型容量為
100 kVA～ 800 kVA。相鄰兩個(gè)分段開關(guān)將多臺(tái)配
變隔離成一個(gè)單元，每個(gè)單元的經(jīng)濟(jì)傳輸功率。
(2)一回中壓線路的熱穩(wěn)定傳輸功率。
(3)一臺(tái)35／10 kV 主變所供負(fù)荷。
(4)一回35 kV線路熱穩(wěn)定傳輸功率。
(5)一臺(tái)110／10 kV主變所供負(fù)荷。
(6)一回l1O kV線路熱穩(wěn)定傳輸功率。
(7)一臺(tái)220／110 kV(220／35 kV)主變所供
負(fù)荷。
(8)一臺(tái)500 kV 主變及以上輸電設(shè)備所供
負(fù)荷。
負(fù)荷級(jí)別的劃分需結(jié)合不同區(qū)域?qū)嶋H典型供
電模式對(duì)負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果
來確定負(fù)荷組級(jí)別。
1．2 恢復(fù)供電操作時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)維修對(duì)象的不同，結(jié)合不同城市電網(wǎng)實(shí)際
維修操作管理水平，確定該城市的恢復(fù)供電時(shí)間的
3種標(biāo)準(zhǔn)。分別是基于人工重構(gòu)電網(wǎng)恢復(fù)供電所需
時(shí)間；基于遙控重構(gòu)電網(wǎng)恢復(fù)供電所需時(shí)間；完成
自動(dòng)切換所需時(shí)間。
1．3 網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷轉(zhuǎn)供容量計(jì)算
在評(píng)估電網(wǎng)改造的必要性時(shí)，始終應(yīng)考慮電網(wǎng)
現(xiàn)有或可能提供的轉(zhuǎn)供容量。當(dāng)線路元件發(fā)生
“N_1”或“N_1—1”故障后，電網(wǎng)恢復(fù)供電能力的評(píng)
估主要考慮三方面內(nèi)容。
一是關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)或線路元件停運(yùn)后，其余的輸
配電系統(tǒng)滿足正常負(fù)荷時(shí)的額定容量；
二是備用電源能夠提供的轉(zhuǎn)供容量；
三是發(fā)電容量在網(wǎng)絡(luò)傳輸容量中所占的比例，
前提是分組負(fù)荷中含有電源。
2 基于負(fù)荷組概念的青島供電安全標(biāo)準(zhǔn)
制定
2．1 青島電壓層級(jí)的劃分
青島規(guī)劃電壓等級(jí)確定為：500 kV、220 kV為
青島高壓輸電網(wǎng)；110 kV、35 kV為青島高壓配電
網(wǎng)；10 kV為青島中壓配電網(wǎng)；380 V為青島低壓配
電網(wǎng)。
2．2 青島恢復(fù)供電操作時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)維修對(duì)象的不同，結(jié)合青島電網(wǎng)實(shí)際維修
操作管理水平，確定青島恢復(fù)供電時(shí)間的3種標(biāo)
準(zhǔn)?；谌斯ぶ貥?gòu)電網(wǎng)恢復(fù)供電時(shí)間為1 h；基于遙
控重構(gòu)電網(wǎng)恢復(fù)供電時(shí)間為2 min；自動(dòng)切換所需
時(shí)間，不超過60 S。
2．3 青島不同電壓層級(jí)轉(zhuǎn)供能力分析
青島不同電壓層級(jí)轉(zhuǎn)供能力分析是采用
“ 1”和“ 1—1”法則作為衡量手段，基于故障模
式影響分析法 ]評(píng)估出各級(jí)電網(wǎng)所應(yīng)達(dá)到的不
同安全和可靠水平。該方法的核心是根據(jù)電網(wǎng)的物
理狀態(tài)，建立相應(yīng)的故障模式影響表，進(jìn)而達(dá)到全
面直觀分析故障后果的目的l】 “]。下面以圖1所示
配電系統(tǒng)典型饋線圖為例，說明故障模式影響分析
法的應(yīng)用。
· 1O2 · 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào) 第24卷
橋 電源
一7 ～
LP2
圖1 配電系統(tǒng)典型饋線示意
Fig．1 Typical feeder diagram of distribution system
表1給出了圖1所示配電系統(tǒng)在不同規(guī)劃方
案下的故障模式影響。配網(wǎng)無分段開關(guān)S2、無備用
電源情形下，當(dāng)饋線4故障時(shí)，負(fù)荷點(diǎn)LP3、LP4、
LP5的停電時(shí)間均為故障修復(fù)時(shí)間；配網(wǎng)有分段開
關(guān)s2、無備用電源情形下，當(dāng)饋線4故障時(shí)，負(fù)荷點(diǎn)
LP4、I P5的停電時(shí)間為故障修復(fù)時(shí)間，而負(fù)荷點(diǎn)
I P3的停電時(shí)間縮短為故障隔離時(shí)間；配網(wǎng)有分段
開關(guān)S2、有備用電源情形下，當(dāng)饋線4故障時(shí)，負(fù)荷
點(diǎn)I P4的停電時(shí)間為故障修復(fù)時(shí)間，而負(fù)荷點(diǎn)
I P3、LP5的停電時(shí)間縮短為故障隔離時(shí)間。通過
上述方式進(jìn)行計(jì)算，可以清晰地分析出不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)
構(gòu)下用戶的轉(zhuǎn)供電能力。
表1 故障模式影響
Tab．1 Influence of fault mode
2．3．1 中低壓配電網(wǎng)
由于青島地理環(huán)境及架空電纜線路混接電網(wǎng)
的獨(dú)特性，電纜的輸送容量應(yīng)和架空線相匹配，并
留有一定裕度。因此，青島1O kV線路允許的安全
載流量均規(guī)定不超過400 A，計(jì)算可得青島一回1O
kV線路的允許傳輸功率為7 Mw?？紤]青島線路
選型標(biāo)準(zhǔn)以及典型接線模式的備用容量，得到線路
滿足“N_1”的安全供電功率，如表2所示。
1)負(fù)荷組范圍
青島單臺(tái)中壓(10／o．4 kV)配變的典型容量
為100～ 800 kVA。規(guī)劃目標(biāo)年線路分段控制在
2～ 3段。相鄰兩個(gè)分段開關(guān)將多臺(tái)配變隔離成一
個(gè)單元，考慮一回lO kV線路的經(jīng)濟(jì)傳輸容量，則
每個(gè)單元的經(jīng)濟(jì)傳輸功率在0～ 1．7 Mw 范圍內(nèi)。
一回1O kV線路允許供電范圍為1．7 MW ～ 5．0
M W 。
表2 典型接線模式下10 kV線路允許的最大負(fù)荷
Tab．2 M aximum load of 10 kV feeder under typical
connection modes
典型接線模式備用容量百分?jǐn)?shù)／ 線路允許最大負(fù)荷／MW
2)負(fù)荷組恢復(fù)供電能力分析
(1)低壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單，主要采用放射式結(jié)
構(gòu)。當(dāng)該段線路或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，其負(fù)荷無法通
過其他線路轉(zhuǎn)移出去，最大損失負(fù)荷為1．7 Mw。
(2)中壓配電網(wǎng)主要采用環(huán)網(wǎng)接線，下面分別
對(duì)不同接線模式線路故障后恢復(fù)負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。
① 對(duì)于架空網(wǎng)分段聯(lián)絡(luò)接線模式，是通過在
干線上加裝分段斷路器將每回線路進(jìn)行分段，并且
每一分段都有聯(lián)絡(luò)線與其他線路相連接，當(dāng)任何一
段出現(xiàn)故障時(shí)，除故障段負(fù)荷無法通過聯(lián)絡(luò)線路轉(zhuǎn)
帶外，非故障段線路均能通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)恢復(fù)供電，
用戶受影響的時(shí)間只是等效的開關(guān)操作時(shí)間(即倒
閘時(shí)間)。變電所母線出現(xiàn)故障時(shí)，由于聯(lián)絡(luò)開關(guān)的
作用，受影響的所有用戶的平均停運(yùn)時(shí)間也只為聯(lián)
絡(luò)開關(guān)的倒閘時(shí)間。
② 對(duì)于電纜網(wǎng)絡(luò)青島主要采用環(huán)網(wǎng)接線，環(huán)
網(wǎng)接線主要有單環(huán)網(wǎng)接線、雙環(huán)網(wǎng)接線。正常情況
下，一般采用開環(huán)運(yùn)行方式，環(huán)網(wǎng)中任何一段干線
電纜故障，整回線路可以劃分為若干部分，通過倒
閘或自動(dòng)裝置恢復(fù)供電。若環(huán)網(wǎng)柜或配變發(fā)生故
障，則除故障段無法轉(zhuǎn)帶外，非故障段通過開關(guān)隔
離后均可正常供電。
③ 對(duì)于重要用戶，主要采用雙電源接線模式，
客戶可以同時(shí)得到兩個(gè)方向的電源，即正常方式
下，雙側(cè)電源同時(shí)為客戶供電，在客戶側(cè)，再配合以
兩臺(tái)(甚至多臺(tái))10 kV變壓器同時(shí)運(yùn)行，就可以滿
足從主干線路到1O kV配電變壓器的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的
“ 1”要求，其主干線路的負(fù)載率控制在5O％ 。
3)結(jié)論
基于以上多種接線模式分析，當(dāng)一回1O kV線
路發(fā)生故障后，要求非故障段負(fù)荷(1．7 Mw ～5．0
MW)在基于人工手動(dòng)倒閘操作重構(gòu)電網(wǎng)所需時(shí)
下上 1m L
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第5期 徐 群等：青島電網(wǎng)供電安全標(biāo)準(zhǔn) · 1O3 ·
問內(nèi)恢復(fù)供電，故障段負(fù)荷(0～ 1．7 MW)則遵從
搶修時(shí)間。
2．3．2 高壓配電網(wǎng)
1)典型供電模型
青島城區(qū)110 kV、35 kV高壓配電系統(tǒng)推薦采
用互為備用的放射結(jié)構(gòu)，分片供電。110 kV和35
kV變電站的進(jìn)線來自于不同的220 kV變電站，或
至少來自于同一變電站的不同母線。青島高壓配電
網(wǎng)采用輻射接線，高壓配電站高壓側(cè)采用線變組接
線。
結(jié)合變電站互聯(lián)座數(shù)、站內(nèi)主變配置、站問聯(lián)
絡(luò)方式和中壓配電網(wǎng)接線模式等維度信息，構(gòu)建站
間互聯(lián)典型供電模型如表3所示。
表3 站間互聯(lián)典型供電模型
Tab．3 Typical power supply model between
substations connection
類型 三座站互聯(lián)
單聯(lián)絡(luò)
兩聯(lián)絡(luò)
三聯(lián)絡(luò)
2)負(fù)荷組范圍
(1)35 kV 高壓配電網(wǎng)
青島一臺(tái)35／J0 kV主變，其單臺(tái)變壓器典型
容量為20、31．5 MVA，考慮負(fù)載率控制在5O ，得
出主變所帶負(fù)荷分別控制在1O Mw 和15 Mw，主
變所供負(fù)荷范圍在5～ 15 Mw。
一回35 kV線路帶接主變負(fù)荷依據(jù)帶接主變
原則確定。一回35 kV線路帶接2O MVA主變，可
帶接3臺(tái)；帶接31．5 MVA主變，可帶接2臺(tái)。故通
過計(jì)算，一回35 kV線路帶接負(fù)荷范圍為15～ 30
M W 。
(2)110 kV高壓配電網(wǎng)
青島一臺(tái)110／10 kV主變，其單臺(tái)變壓器典型
容量為50、63 MVA，考慮負(fù)載率控制在5O ，得出
主變所帶負(fù)荷分別控制在24 Mw 和30 Mw ，主變
所供負(fù)荷范圍在5～ 30 Mw。
一回110 kV線路按照帶接3臺(tái)主變考慮，帶
接負(fù)荷范圍為3O～ 9O Mw 。
3)負(fù)荷組恢復(fù)供電能力分析
考慮到35 kV和110 kV分析方式相同，故在
此僅對(duì)35 kV配網(wǎng)分析過程進(jìn)行詳細(xì)描述。
(1)負(fù)荷組范圍在5～ 15 MW
主變“N一1”停運(yùn)：一臺(tái)主變發(fā)生故障情況。主
變負(fù)載率控制在5O ，如果變電站構(gòu)成為兩臺(tái)主
變，則一臺(tái)故障，另一臺(tái)滿載運(yùn)行；如果變電站由3
臺(tái)主變構(gòu)成，則一臺(tái)故障負(fù)荷由另外兩臺(tái)轉(zhuǎn)供，平
均負(fù)載率在75 。總之，無論是兩臺(tái)主變還是3臺(tái)
主變，負(fù)荷組全部可通過變電站內(nèi)其他主變轉(zhuǎn)供，
負(fù)荷損失時(shí)間僅為自動(dòng)倒閘操作時(shí)間。
主變“N一1 1”停運(yùn)：一臺(tái)主變處于檢修狀態(tài)，
又有一臺(tái)主變發(fā)生故障的情況。
對(duì)于兩臺(tái)主變不在同一變電站中，則可通過變
電站中的另一臺(tái)主變自動(dòng)倒閘轉(zhuǎn)帶負(fù)荷組所有負(fù)
荷；對(duì)于兩主變?cè)谕蛔冸娬局校收县?fù)荷組則無
法通過主變進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)帶，只能通過下一級(jí)10 kV
網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行站間轉(zhuǎn)帶?？紤]接線模式及站間聯(lián)絡(luò)比例
的不同，負(fù)荷組恢復(fù)供電情況也有所差異，具體如
表4所示(基于人工重構(gòu)電網(wǎng)，1 h內(nèi)恢復(fù)相應(yīng)負(fù)
荷)。
表4 10 kV網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷轉(zhuǎn)帶能力分析
Tab．4 Load carrying capacity analysis of 10 kV network
負(fù)荷轉(zhuǎn)帶情況 站間聯(lián)絡(luò)比例／ 單聯(lián)絡(luò) 兩聯(lián)絡(luò) 三聯(lián)絡(luò)
(2)負(fù)荷組范圍15～ 30 MW
高壓線路“N一1”停運(yùn)：由于單回線路帶接主變
臺(tái)數(shù)是考慮線路50 負(fù)載率計(jì)算得到的，故當(dāng)一
回35 kV線路發(fā)生故障時(shí)，所帶接負(fù)荷可通過同一
變電站中的主變基于自動(dòng)倒閘操作恢復(fù)負(fù)荷組。
高壓線路“N一1—1”停運(yùn)：在一回線路已經(jīng)處于
檢修狀態(tài)時(shí)，另一回線路發(fā)生故障的情況。對(duì)于兩
回停運(yùn)線路帶接主變不在同一變電站中，則類似于
“N一1”停運(yùn)情況，基于自動(dòng)倒閘操作可恢復(fù)負(fù)荷
組；而對(duì)于兩回停運(yùn)線路帶接主變?cè)谕蛔冸娬?
中，則轉(zhuǎn)帶情況類似于主變“N一1—1”停運(yùn)，停運(yùn)線
路上帶接的負(fù)荷需通過下級(jí)l0 kV線路轉(zhuǎn)帶，基于
人工倒閘操作后最低可恢復(fù)1／6負(fù)荷組。
4)結(jié)論
通過分析計(jì)算，無論是35 kV還是110 kV 電
～＼ ／ ，
＼、、、＼
廠 ＼＼．／
· 104 · 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào) 第24卷
壓等級(jí)所得結(jié)論相同。對(duì)于主變發(fā)生“N一1”停運(yùn)
時(shí)，損失負(fù)荷均可基于自動(dòng)倒閘操作轉(zhuǎn)帶對(duì)應(yīng)負(fù)荷
組的所有負(fù)荷；對(duì)應(yīng)“N一1—1”停運(yùn)，不同情況負(fù)荷
組恢復(fù)供電的程度各不相同，恢復(fù)供電負(fù)荷的大小
依賴于1O kV 網(wǎng)絡(luò)接線模式及站間聯(lián)絡(luò)比例，故
“N一1—1”停運(yùn)，最低要求故障搶修時(shí)間內(nèi)恢復(fù)所有
組負(fù)荷。
對(duì)于高壓線路，所帶接負(fù)荷在發(fā)生“N一1”停運(yùn)
時(shí)，基于自動(dòng)倒閘操作可快速恢復(fù)所有組負(fù)荷；對(duì)
于“N一1—1”停運(yùn)，負(fù)荷組無法短時(shí)轉(zhuǎn)帶出去，需等
人工到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行手動(dòng)操作轉(zhuǎn)帶小部分負(fù)荷，其余
負(fù)荷需等故障搶修完成后恢復(fù)供電。
2．3．3 高壓輸電網(wǎng)
1)典型供電模型
青島220 kV系統(tǒng)是城網(wǎng)的主要電源，形成架
空線雙環(huán)網(wǎng)或局部單環(huán)網(wǎng)，保證每個(gè)變電站至少兩
個(gè)電源，變電站主接線以雙母線接線為主。
2)負(fù)荷組范圍
青島一臺(tái)220 kV主變，其單臺(tái)變壓器典型容
量為240 MVA，考慮50 負(fù)載率，得出一臺(tái)220
kV主變帶接負(fù)荷上限控制在120 Mw，一座220
kV變電站所帶負(fù)荷控制在360 MW。
3)負(fù)荷組恢復(fù)供電能力分析
(1)220 kV 主變
主變“N一1”停運(yùn)時(shí)，由于主變負(fù)載率控制在
50 ，故220 kV變電站無論是兩臺(tái)主變還是三臺(tái)
主變，負(fù)荷組全部可通過變電站內(nèi)其他主變轉(zhuǎn)供，
負(fù)荷損失時(shí)間僅為自動(dòng)倒閘操作時(shí)間。主變
“N一1—1”停運(yùn)，即一臺(tái)主變處于檢修狀態(tài)，又有一
臺(tái)主變發(fā)生故障的情況。
① 對(duì)于兩臺(tái)主變不在同一變電站中且由不同
220 kV線路供電，則可通過變電站中的另一臺(tái)主
變自動(dòng)倒閘轉(zhuǎn)帶負(fù)荷組所有負(fù)荷；
② 對(duì)于停運(yùn)兩主變?cè)谕蛔冸娬局?，若下?jí)
電網(wǎng)主接線為線變組接線，則只能通過10 kV網(wǎng)絡(luò)
轉(zhuǎn)帶少量負(fù)荷，這種情況要求其滿足“N一1—1”既不
經(jīng)濟(jì)也不合理。若下級(jí)電網(wǎng)主接線為內(nèi)橋接線外擴(kuò)
一臺(tái)線變組接線，則可基于自動(dòng)倒閘操作恢復(fù)受影
響負(fù)荷組；青島電網(wǎng)110(35)kV變電站實(shí)際上大
部分為先上兩臺(tái)主變，到遠(yuǎn)期再上第三臺(tái)主變，同
時(shí)上三臺(tái)的比例較小，故一般情況下可基于自動(dòng)倒
閘操作恢復(fù)全部組負(fù)荷。
(2)220 kV線路
由于220 kV 網(wǎng)絡(luò)為環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，一般與線路一
起形成架空線雙環(huán)網(wǎng)或局部單環(huán)網(wǎng)，保證每個(gè)變電
站至少兩個(gè)電源，故220 kV 線路“N一1”停運(yùn)和
“N一1—1”停運(yùn)均能夠保證所供220 kV變電站負(fù)荷
組不失電。
5)結(jié)論
高壓輸電網(wǎng)即220 kV 網(wǎng)絡(luò)，主變負(fù)荷組上限
為120 Mw，當(dāng)發(fā)生“N一1”停運(yùn)可基于自動(dòng)倒閘操
作轉(zhuǎn)帶所有負(fù)荷；主變“N一1—1”停運(yùn)，若受影響的
110(35)kV主變均采用內(nèi)橋接線，則可基于自動(dòng)
倒閘操作恢復(fù)所有負(fù)荷組；若均為線變組接線，則
只能在故障搶修時(shí)間內(nèi)恢復(fù)全部負(fù)荷組。
220 kV線路在發(fā)生“N一1”停運(yùn)和“N一1—1”停
運(yùn)時(shí)，能夠保證220 kV變電站負(fù)荷組不失電。
2．3．4 超高壓輸電網(wǎng)
1)負(fù)荷組范圍
青島一臺(tái)500／220 kV 主變，其單臺(tái)變壓器典
型容量為750 MVA，考慮50 負(fù)載率，得出一臺(tái)
500 kV主變帶接負(fù)荷上限控制在375 Mw ，一座
500 kV變電站所帶負(fù)荷控制在1 500 Mw 。
2)負(fù)荷組恢復(fù)供電能力分析
500 kV主變所供下級(jí)負(fù)荷組220 kV 網(wǎng)絡(luò)為
環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，至少來自兩個(gè)不同電源點(diǎn)，故對(duì)于主變
“N一1”停運(yùn)和主變“N一1-1”停運(yùn)均可通過主變自動(dòng)
倒閘操作恢復(fù)全部負(fù)荷組，對(duì)于無法通過主變轉(zhuǎn)供
的負(fù)荷也可通過另一電源點(diǎn)進(jìn)行供電。
500 kV網(wǎng)絡(luò)為環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，每個(gè)變電站至少兩
個(gè)電源點(diǎn)，部分為雙回進(jìn)線，無論發(fā)生“N～1”停運(yùn)
還是“N一1—1”停運(yùn)，甚至“N-2”停運(yùn)，均能保證所供
500 kV變電站負(fù)荷組不失電。
2．3．5 基于負(fù)荷組概念的青島供電安全標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)不同電壓層級(jí)負(fù)荷組對(duì)“N一1”停運(yùn)和
“N一1—1”停運(yùn)恢復(fù)供電能力的不同，可將青島負(fù)荷
級(jí)別根據(jù)“N一1”和“N一1一l”停運(yùn)后必須滿足的最低
負(fù)荷要求進(jìn)行匯總，結(jié)果見表5。
對(duì)照該表，電網(wǎng)任何部分都可以根據(jù)其所屬負(fù)
荷組級(jí)別精確地得到其必須滿足的最低負(fù)荷要求。
供電安全水平用電網(wǎng)元件故障后相應(yīng)的用電負(fù)荷
恢復(fù)供電時(shí)間和恢復(fù)供電程度來表示。
基于推薦的青島供電安全標(biāo)準(zhǔn)，圖2給出了青
島輸電網(wǎng)到10 kV 配電網(wǎng)對(duì)應(yīng)各負(fù)荷組的典型網(wǎng)
絡(luò)結(jié)構(gòu)及供電安全標(biāo)準(zhǔn)的圖解說明。
第5期 徐 群等：青島電網(wǎng)供電安全標(biāo)準(zhǔn) · 105 ·
圖2 青島供電安全標(biāo)準(zhǔn)示意
Fig．2 Diagram of power supply security standard in Qingdao
3 青島與英國供電安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比
3．1 負(fù)荷級(jí)別
青島與英國負(fù)荷級(jí)別劃分對(duì)比結(jié)果見表6。負(fù)
荷級(jí)別劃分結(jié)果的不同，一方面是由于電壓等級(jí)序
列選取的差異性造成，另一方面是由于變電站主變
容量選型的不同。這與電網(wǎng)的發(fā)展歷程以及地域的
差異性有很大關(guān)系。
表6 青島與英國負(fù)荷級(jí)別劃分對(duì)比
Tab．6 Comparison of load level division between
Qingdao and Britain
· 1O6 · 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào) 第24卷
3．2 故障后負(fù)荷恢復(fù)時(shí)間
青島與英國電網(wǎng)故障后負(fù)荷恢復(fù)時(shí)間對(duì)比見
表7。通過對(duì)比不難發(fā)現(xiàn)，青島電網(wǎng)在故障后負(fù)荷
恢復(fù)時(shí)間上要優(yōu)于英國，青島電網(wǎng)承諾要在故障后
45 min之內(nèi)到達(dá)故障地點(diǎn)進(jìn)行搶修操作，而且基
于青島城區(qū)規(guī)劃方案，將在2013年全面實(shí)施配電
自動(dòng)化，這樣倒閘時(shí)間將會(huì)大大縮短。目前青島變
電站內(nèi)部均配置備自投裝置，可以立即在一臺(tái)主變
發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)投切，如果備自投未能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切
換，也可通過遙控操作由人工進(jìn)行投切，時(shí)間基本
控制在2 rain以內(nèi)。
表7 故障后青島與英國負(fù)荷恢復(fù)時(shí)間對(duì)比
Tab．7 Comparison of load recovery time after fault
between Qingdao and Britain
恢復(fù)時(shí)間 薯尊言 囂品
3．3 故障后負(fù)荷恢復(fù)情況
下面將對(duì)不同負(fù)荷級(jí)別青島和英國電網(wǎng)的故
障后負(fù)荷恢復(fù)情況進(jìn)行對(duì)比分析。
1)A級(jí)負(fù)荷組
青島和英國雖然對(duì)于A級(jí)負(fù)荷組的范圍定義
不同，但對(duì)供電安全標(biāo)準(zhǔn)要求是一致的，只要在維
修后恢復(fù)供電即可，不需要備用電源，這種系統(tǒng)的
性能依賴于維修完成的速度。
2)B級(jí)負(fù)荷組
青島和英國對(duì)于B級(jí)負(fù)荷組供電安全標(biāo)準(zhǔn)要
求的本質(zhì)是一致的，當(dāng)一段線路發(fā)生故障后，均要
求非故障段負(fù)荷在基于人工手動(dòng)操作重構(gòu)電網(wǎng)所
需時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電，剩余故障段負(fù)荷則為A級(jí)，遵
從搶修時(shí)間。雖然青島人工手動(dòng)操作時(shí)間大大低于
英國，但由于中壓線路分段原則的不同，造成故障
恢復(fù)負(fù)荷的大小存在一定差異，在青島只能手動(dòng)操
作恢復(fù)非故障段負(fù)荷，即負(fù)荷組減去1．7 Mw，而
英國則可恢復(fù)負(fù)荷組減去1 MWl5]。
通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，青島對(duì)線路分段的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與
英國電網(wǎng)存在一定差異，單段線路所帶負(fù)荷不同，
從而導(dǎo)致線路故障段損失負(fù)荷不同。
3)C級(jí)負(fù)荷組
對(duì)于英國電網(wǎng)要求15 min內(nèi)恢復(fù)min(負(fù)荷組
一12 Mw，2／3負(fù)荷組)，3 h內(nèi)恢復(fù)全部負(fù)荷，滿足
該標(biāo)準(zhǔn)則一般要求為雙回路供電或由人工操控點(diǎn)、
自動(dòng)操作方式來提供備用電源l5]。
對(duì)于青島電網(wǎng)c級(jí)負(fù)荷組，發(fā)生“N—l”停運(yùn)均
可基于自動(dòng)倒閘操作在2分鐘內(nèi)恢復(fù)全部負(fù)荷組。
主變“N一1—1”停運(yùn)，故障負(fù)荷組只能通過下一級(jí)10
kV 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行站間轉(zhuǎn)帶?；謴?fù)負(fù)荷情況依賴于接線
模式及站間聯(lián)絡(luò)比例，故不對(duì)恢復(fù)負(fù)荷大小進(jìn)行要
求，只要在搶修完成后恢復(fù)供電即可。
通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，青島電網(wǎng)對(duì)C級(jí)負(fù)荷組供電安
全標(biāo)準(zhǔn)高于英國。
4)D級(jí)負(fù)荷組
負(fù)荷級(jí)別越高，電網(wǎng)停運(yùn)影響范圍則越大，造
成的損失就越大，因此，負(fù)荷級(jí)別越高，對(duì)電網(wǎng)的供
電安全性要求則越高。對(duì)于英國D級(jí)負(fù)荷組，一旦
發(fā)生“N_1”停運(yùn)則要求立即恢復(fù)供電，即要求雙重
供電和備用電源自投。20 Mw 以內(nèi)的允許自動(dòng)斷
連，但須3小時(shí)內(nèi)恢復(fù) ]。loo Mw 以上的需要為
二次故障提供保護(hù)，這種二次故障是在處理第一次
故障時(shí)又發(fā)生的故障。
對(duì)于青島電網(wǎng)D 級(jí)負(fù)荷組，發(fā)生“ 1”停運(yùn)
時(shí)，即刻恢復(fù)全部負(fù)荷組；對(duì)于“N-l一1”停運(yùn)，若受
影響的1l0、35 kV主變均為內(nèi)橋接線，則2 rain可
通過自動(dòng)倒閘操作恢復(fù)負(fù)荷組；若受影響的I10、
35 kV主變均為線變組接線，負(fù)荷組無法短時(shí)轉(zhuǎn)
帶，需在維修完成后恢復(fù)負(fù)荷組?？紤]青島電網(wǎng)實(shí)
際情況，內(nèi)橋接線比例較大，從這方面來看，青島較
英國標(biāo)準(zhǔn)要求要高。
5)E級(jí)負(fù)荷組
對(duì)于英國供電安全標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)荷組超過300
Mw ，出現(xiàn)二次故障后需立即恢復(fù)2／3負(fù)荷組，在
計(jì)劃停電時(shí)間內(nèi)恢復(fù)全部負(fù)荷l5]。
對(duì)于青島電網(wǎng)，E級(jí)負(fù)荷組均能保證雙回線路
供電和至少來自兩電源點(diǎn)。無論發(fā)生“N'1”停運(yùn)或
“N_l—l”停運(yùn)，均可立即恢復(fù)全部負(fù)荷組。
電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)充分考慮實(shí)際運(yùn)行的需要，做到
“有備無患”。這一點(diǎn)在英國ER P2／6標(biāo)準(zhǔn)中主要
體現(xiàn)為“N_1—1”模式、“負(fù)荷轉(zhuǎn)移要求”等內(nèi)容。通
過分析發(fā)現(xiàn)青島電網(wǎng)規(guī)劃中也納入了“ 1_1”、
“事故后電網(wǎng)重構(gòu)”、“負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力”l6 等內(nèi)容，其
實(shí)，相應(yīng)內(nèi)容雖然沒有在供電安全標(biāo)準(zhǔn)中明確提
出，但青島電網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用中，較高需求水平的系
統(tǒng)(220 kV)實(shí)際上是超越了“ 1”標(biāo)準(zhǔn)，很多二
次故障也不會(huì)引起供電損失。在電網(wǎng)實(shí)際規(guī)劃運(yùn)行
中已基本考慮了“N-1—1”模式負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力。
6)F級(jí)負(fù)荷組
對(duì)于英國電網(wǎng)，F(xiàn)級(jí)負(fù)荷組根據(jù)GB SOSS執(zhí)
第5期 徐 群等：青島電網(wǎng)供電安全標(biāo)準(zhǔn) · 1O7 ·
行 引。對(duì)于青島供電安全標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)荷組超過1 500
Mw ，該級(jí)負(fù)荷組根據(jù)省網(wǎng)及國網(wǎng)公司相關(guān)要求執(zhí)
行。 [ ]
4 差異性原因分析
通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，青島與英國供電安全標(biāo)準(zhǔn)直觀
上存在的差異主要體現(xiàn)在恢復(fù)負(fù)荷組的大小及恢 r ]
復(fù)時(shí)間上。通過進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)我國在電網(wǎng)架構(gòu)、
發(fā)展階段、管理模式等方面與英國均存在一定差
異。首先是我國與英國電網(wǎng)建設(shè)模式存在差異。我
國電網(wǎng)正處于大力發(fā)展建設(shè)時(shí)期，負(fù)荷發(fā)展空間很
大，要求設(shè)備的容量裕度較高，對(duì)于青島城區(qū)來說，
電網(wǎng)建設(shè)的最低要求是要滿足“N-1”。而英國電網(wǎng) u J
基本處于負(fù)荷的飽和期，設(shè)備的容量裕度較低，在
進(jìn)行電網(wǎng)建設(shè)改造時(shí)會(huì)反復(fù)對(duì)比建設(shè)投資與停電 ?
損失賠付等經(jīng)濟(jì)問題，在經(jīng)濟(jì)較合理的情況下是允
許部分負(fù)荷的損失。
另外，我國與英國供電可靠性管理模式也存在
很大差異。英國高供電可靠性電價(jià)機(jī)制、賠付機(jī)制、
可靠性目標(biāo)績效管理、激勵(lì)機(jī)制等，均是英國供電
安全標(biāo)準(zhǔn)得以存在的有利環(huán)境。目標(biāo)管理將被動(dòng)管 [9]
理轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)預(yù)防，很大程度上減少了無序檢修停
電[3]。目前，我國供電企業(yè)的可靠性管理模式，更多
以事故后分析統(tǒng)計(jì)匯總的管理模式為主。
5 結(jié)語 [1o]
根據(jù)研究結(jié)果顯示，目前我國電網(wǎng)建設(shè)供電安
全標(biāo)準(zhǔn)要求并不低于英國，但我國可靠性水平與國
外發(fā)達(dá)國家相比仍存在一定差距，這與我國電網(wǎng)建
設(shè)管理模式及所處的發(fā)展階段是密不可分的。英國
采用的供電可靠性安全標(biāo)準(zhǔn)及管理模式具有很強(qiáng)
的代表性，也是各國發(fā)展的方向。隨著我國電力企
業(yè)改革和市場化發(fā)展的深入，明確量化的供電安全
標(biāo)準(zhǔn)和適宜的管理模式對(duì)供電企業(yè)的供電行為進(jìn)
行約束、指導(dǎo)很有必要。
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作者簡介：
徐群(1967-)，男，博士，高級(jí)工程師，主要從事電力系統(tǒng)
調(diào)度自動(dòng)化、城市供電應(yīng)急系統(tǒng)研究、電網(wǎng)規(guī)劃、智能化規(guī)
劃、電動(dòng)汽車智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等工作。Email：XU—
qunxuqun@ sina．corn
劉中勝(1978～)，男，本科，工程師，主要從事電網(wǎng)規(guī)劃與評(píng)
估、系統(tǒng)分析等工作。Email：lzstdqs@163．corn
時(shí)艷麗(1982～)，女，碩士，工程師，主要從事電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
咨詢等工作。Email：second0060@163．corn

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