[科普中国]-日本电力系统可靠性分析

简介

第二次世界大战后，日本随着国民经济的恢复和发展，电力需求大幅度地增长，相继新建了大容量机组和275kV及400kv电力网，分属各电力公司的电力系统通过超高压线路相连，形成了大规模的、复杂的系统。

由于系统出现了稳定问题，1961/1962年，日本先后开展了电源设备和输变电可靠性的研究，1965年日本御母衣事故和美国东北部的大停电事故后，有关可靠性的讨论更为活跃。1965/1967年，日本电力调查委员会确立了以出力不足预计天数计算备用容量的方法和供求度法。1968年，电气事业联合会又确立了以平均可靠性和个别可靠性相结合来表示供电可靠性的方法。一部分电力公司则开始对预想事故进行简易的潮流计算和监测。

1971、1972年，日本电气学会有关专业委员会又先后发表了《关于工厂供电可靠性文献调查》和《从系统运行和可靠性的观点出发研究配电设备的最佳组成方法》，分别阐述了工厂配电系统和高压配电系统供电可靠性宏观的平均值管理方法。

1989年，配电系统调查专业委员会又发布了《配电系统供电可靠性评价方法和缩短停电时间技术》，在原有可靠性宏观平均值管理的基础上，实行了对消费者个别可靠性微观的极限值管理。

此外，近10年来，还开展了电力系统可靠性控制和设备诊断研究，建立了大容量机组和供电网运行情报收集、分析处理系统，对电力网实行分层控制等，不断在设备和系统两方面谋求提高效率和保证运行的可靠性。目前，可靠性管理已贯穿了电力系统的各个方面1。

电力系统可靠性的表示方法电力系统可靠性的表示方法一般按供电可靠性和系统可靠性两方面来表示。

供电可靠性以停电程度量度表示，系统可靠性取决于系统的设备状况和运行状况。一般又按设备分成电源可靠性和输配电可靠性。

(1)电源可靠性。按备用容量的多少来评估。有时也用供求度表示。

(2)输配电可靠性。又分为输电可靠性和配电可靠性。

电力系统可靠性的统计分析日本本土9个电力公司和电源开发公司对供电可靠性数据指标均有统计。统计范围包括水电、火电和输配电，统计结果一般由通商产业省资源能源厅和电气事业联合会分别按电气故障统计和电气事业统计加以公布。而且，在日本电气学会、电气事业联合会和日本电气协会下均设置有若干专业(调查)委员会，不断对各项专业技术及其可靠性进行系统的调查、研究和分析。仅电气学会供电专业委员会1968-1989年就发表了12个专题报告。

1966--1985年20年间用户平均故障停电时间与欧美各国的比较示于1984-1998年5年间发生的供电故障事件数1984-1988年5年间发生供电故障功率在50×106kw以上，且持续时间在10rnin以上。日本由于长期以来不断在加强设备和对故障迅速修复等方面采取有效措施，电力系统可靠性从20世纪60年代至今已有大幅度的提高。与欧美相比已达到了相当高的水平。

电力系统可靠性管理标准日本从保持和提高供电可靠性出发，对电力系统设备及其运行分别规定了设备定型标准和运行标准。

(1)定型标准。它是系统设备定型应该确保的系统可靠性水平。各公司虽因对系统的重要性和投资效益考虑方法的不同而有少许差异，但基本上是一致的。即:

①对主系统、要求发生单一故障不会产生供电障碍;

②对下级系统，发生单一故障虽容许短时间供电障碍，但一般应可通过系统切换或配电线路切换来处理。

(2)运行标准。对各种供需断面和系统状态应确保的系统可靠性水平。其考虑方法为：

①对主系统，要求发生单一故障不会产生供电障碍，且应调整潮流，使完好设备不超过

负荷的限度。

②对下级系统，虽然考虑方法与主系统大体相同，但对单一故障允许短时间停电。

为达到定型标准和运行标准，还规定了正常潮流极限值、设备作业时的运行方式及采取的措施、系统基本结构模式等。对联网系统的运营，则采取以自主为本，经济运行指标在广泛区域内统一经营的管理方式。

高压配电系统可靠性1972年日本电气学会配电专业委员会，公布了《从系统运行和可靠性的观点出发，研究配电设备的最佳组成方法》的技术报告，具体阐述了高压配电系统供电网络以可靠性平均值指标为基础的可靠性管理方法。其主要内容包括:配电系统可靠性的定义，可靠性指标，可靠性预测，各种因素对可靠性的影响及提高可靠性措施的效率分配等。1989年，配电系统调查专业委员会又发表了《配电系统供电可靠性评价方法和缩短停电时间技术》的技术报告。在总结平均值管理方法的基础上,建立了对电力用户的个别可靠性微观极限值管理及立足于电力用户方面的可靠性的评价和预测方法。

工厂配电系统供电可靠性1971年，日本电气学会工厂配电专业委员会编制了《关于工厂配电供电可靠性的调查文献》的技术报告，作为工厂配电系统可靠性管理的依据。其主要内容包括:可靠性常用名词术语解释，供电可靠性计算方法，提高工厂配电可靠性的措施，电能质量，可靠性保险及故障统计数据等6个部分2。