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电网可靠性和经济效益的运营与规划 （中美智能电网标准与技术研讨会） 卜若柏 (Robert Blohm) 成员 北美电力可靠性委员会 (NERC) 高级顾问 国电美国 (中国国家电网公司) 规划模式。竞争市场时间范围：不超过5年。两种模式通常会混为一体。 经济性。计划内电力。 基于经济预测模式和有目标可控制的LOLP（电力不足概率） 批评： 对超额供应有偏见 忽略价格配给 试图以与LOLP无明确关联的未表述低价作为目标 规划模式。竞争市场时间范围：不超过5年。两种模式通常会混为一体。（接上页） 可靠性。电力输送。非计划内电力。 批评：通常基于或有事件的稳健性（故障或元件缺失），而不顾及其发生的概率。 概率应以历史数据为根据。美国方面的数据库尚不完善。 NERC拥有发电中断数据库，其软件与20世纪80年代由中国方面进行编译。 DOE拥有输电中断数据库，但缺乏负载损失数据库。 2个事件发生的概率比1个事件单独发生的概率要更高。 规划模式。竞争市场时间范围：不超过5年。两种模式通常会混为一体。（接上页） 可靠性。电力输送。非计划内电力（接上页） 用于确定TRM（输电可靠性裕度），从TTC（传输容量总合）中扣除，从而得出ATC（可用传输容量）。 TRM 的设计目的旨在满足下列事件的NERC性能要求： 单一的非控制性或有事件，以及 为避免非控制性或有事件而发生的第二控制性或有事件，。 可靠性被严格定义为避免非控制性中断。 运营模式 电力传输 经济性。出现过剩时，通过以下方式重新调度获得ATC（可用输电容量）配给： 从价值出发– 发电订单调度 （见下一页），亦或是 FTR的市场配置（固定输电权） 可靠性。通过TLR（输电负荷切除）调用为或有事件条件下的电力输送重新设计路线/重新调度。美国方面基于IDC（互换配电计算器），某识别发送和接收电流并每小时更新的直流电流模式（亦可以分钟为频率更新） 发电 经济性。价值订单; 非市场成本最低（“系统lambda” ）或 市场LMP最低（“节点边际电价”） 运营模式 （接上页） 发电（接上页） 频率控制。通过发电调度实现“可靠性备用” 定义。非计划内供应（发电）与需求（负载）的平衡，根据其与计划内频率的相近性来衡量（美国为60赫兹，中国为50赫兹）。 向上偏移 高频意味着供应不足 极度高频意味着电流在整个系统震荡（见下一页）。 向下偏移 低频意味着负载不足 过度高频意味着发电机震动和发生爆炸。 运营模式（接上页） 发电（接上页） 频率控制。通过发电调度实现“可靠性备用” （接上页） 方法。可靠性备用配置。费计划内变化管理。 瞬时管理人员反应（若干秒内）：为了保持一定频率，所有在运转的发电机均可对频率变化做出反应，从而实现责任社会化。 最昂贵 最难衡量并提出要求 通过速度更慢的可配置备用（10分钟内）实现规范和AGC（自动发电控制）。旨在放松管理人员反应，从而对下一次频率变化做出反应。 运营模式（接上页） 发电（接上页） 频率控制。通过发电调度实现“可靠性备用” （接上页） 美国衡量/标准： 瞬间反应： 基于反应性的自我衡量 纳入非瞬间性反应衡量义务 效果： --价格更低廉，非瞬间反被用来满足非瞬间反应义务北美的频率反应 退化（见下文） -- 2003东北大停电的原因在于瞬间反应义务未能得到严格履行 -- 随着更多风力和太阳能发电的引入，进一步破坏了频率稳定性目前 正在开发一种新的衡量办法，但正式推行尚需2年时间。 运营模式（接上页） 发电（接上页） 频率控制。通过发电调度实现“可靠性备用” （接上页） 美国衡量/标准： （接上页） 非瞬时反应： CPS1 控制性能标准（见示意图） 衡量办法： -- 数据历时平衡 -- 系统频率偏移与个体便宜相结合（相互之间的协方差） ---- 当系统偏差过大时，个体成员的偏差应该很小 ---- 当系统发生微小偏差时，允许个体成员有比较大的偏差幅度 可对偏差限度从数据上加以限制（见示意图） -- 主要停电时间每10年一次概率的美国标准（在过去的这个世纪里， 各国经济也经历了相应幅度的衰退）。 -- 以扫描频率和连接线路失误的相关数据库为依据。 运营模式（接上页） 发电（接上页） 频率控制。通过发电调度实现“可靠性备用” （接上页） 北美频率反应性能的退化 尤其体现为 频率上浮至控制限额附近（见下一页） 系统参与者持续不平衡累计 由于非计划内电力未经定价 未对不平衡制造者（他人可靠性备用的使用者）进行成本或罚金评估 未对不平衡补救人员（可靠性备用持有者）给予奖励 后果： 成本通过消费者支付的固定输电费用由社会承担 由于生产或消费实体可无偿获得此部分电力，不平衡情况进一步恶化 电网结构与