市场环境下电力系统的安全可靠性

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1、市场环境下电力系统的安全可靠性问题0引言在开放的电力市场中，买卖双方通过互连的电力网络来协商他们的价格、进行电能的交易。在一定的需求水平下，买方希望以较低的价格获取电能，而卖方希望以较高的价格卖出电能。显然对买卖双方而言，其参与市场的目的是为了追求其自身的最大经济利益，而绝非为了系统的安全可靠性。作为电力市场中的另一方，电网公司只有在一个安全运行的电网上才能使得买卖双方的交易成为可能。类似于证券交易所，电网公司对买卖双方收取交易佣金，其收益的大小与交易量的大小成正比，但该收益并非其净收益，因为电网公司不仅要为建设、维护电网付出费用，还要为维持电网的运行支付费用（如辅

2、助服务的购买）。可见，虽然电网公司负责电网的运行，但其维护电网运行的目的仍然是为了追求自身的最大经济利益。其在电网建设、运行上的投入应视可能的收益而定，而非仅仅为了系统的安全可靠性。当然，系统安全可靠性的破坏有可能使得各方的经济指标受到损害，但此时市场参与者为保证系统安全可靠运行的目的仅仅是为了更好的维护自己的经济利益。换言之，在传统的电力系统运行中，可靠性高于经济性；而在电力市场中，可靠性服务于经济性。那么是不是在市场环境下电网运行的安全可靠性就没有保障了呢？不是的，因为一个安全可靠运行的电网对各方来说都是有利可图的。所以可以说，在市场环境下，维持电网安全可靠运行

3、的动力来自市场各参与方对经济利益的追求，而非来自各种安全、可靠类的规程。因此，在电力市场环境下，不论是系统运行还是系统规划都与传统的电力系统有着巨大的区别。系统的安全可靠问题仍是考虑的因素之一，但其目的是为了更好的经济性。1电网运行安全可靠性的考虑1.1N-1安全经济运行的考虑在传统的电力系统中，N-1标准是输电系统静态安全评估的标准之一，即系统中一个发电机组或一个电网设备（线路、电缆、变压器）退出运行时，系统仍应能维持运行[1]。显然，N-1标准的执行将导致系统在正常情况时运行于非最优状态下。而在市场环境下，电网公司的目的是最大的经济效益。所以N-1标准是否执行、

4、执行到什么程度，均应围绕经济效益作文章。即：通过比较N-1安全经济运行与不计N-1安全经济运行（即：正常网络的经济运行）的经济指标可以确定为确保N-1安全经济运行而付出的代价；若不计及N-1安全经济运行，则系统运行可靠性将降低,为此电网公司可能付出如下代价：a.因为负荷预测的不准确性可能导致较计及N-1标准时更大的停电损失；b.因单一线路或设备故障而导致的可能的停电损失。在市场环境下，更可能的情况将是系统能够在部分运行方式下不切机、切负荷的应付部分的设备故障，而在另外一些设备故障或另外一些运行方式下，系统将会以切机或切负荷的方法进行处理，因为此时为保障供电的付出将大

5、于切机、切负荷的赔款。1.2按规程须保证的备用容量对经济指标可能导致的损害系统运行涉及的备用主要有负荷备用和事故备用。在传统的电力系统中，对备用容量的大小是这样要求的[2]：负荷备用容量的大小应根据系统负荷的大小、运行经验并考虑系统中各类用电的比重确定。一般为最大负荷的2%~5%，大系统采用较小数值，小系统采用较大数值；事故备用的容量大小应根据系统容量、发电机台数、单位机组容量、机组的事故概率、系统的可靠性指标等确定，一般约为最大负荷的5%~10%，但不得小于系统中最大机组的容量。而在电力市场环境下，备用容量的考虑应以其是否可以带来经济利益为标准。通过分析备用可能带

6、来的收益，即：因调用备用而避免的损失（若不预留备用容量，则当负荷预报不准或发生故障时均会出现切负荷的情况，此时电网公司将须为不能保障供电而支付赔款）与为备用而支付的代价（所有备用的容量成本与被调用机组的电量成本之和）之差，可以确定是否需要备用及需要多少备用。亦即，只有当某一备用可能带来的收益为正值时，电网公司才会考虑购买该备用。1.3市场环境下合理的静态稳定储备《电力系统安全稳定导则》[3]规定：电力系统在运行中应有足够的静态稳定储备，要求在正常运行方式或正常检修运行方式下，按功角判据计算的静态稳定储备系数KP%≥15%~20%，按无功电压判据计算的静态储备系数KU

7、%≥10%~15%；在事故后运行方式和特殊运行方式下，KP%≥10％，KU%≥8％。但在电力市场环境下，电网公司将会根据静态稳定储备所能带来的经济利益确定储备系数的大小，如果为储备的付出大于其可能带来的利润的话，电网公司将更乐于选择切机、切负荷等措施来保证系统的安全运行，尽管切机、切负荷将导致对电力公司或电力采办公司的赔款。1.4对暂态稳定性的考虑《电力系统安全稳定导则》[3]中将电力系统发生大扰动时的暂态安全标准按电网结构和故障性质不同分为四类。在电力市场环境下，由于电网公司只是根据自身的经济利益来考虑系统暂态稳定性，因此它不会将系统的安全稳定标准分类，不论处