现代紧凑型变电站的经济性和可靠性分析.docVIP

现代紧凑型变电站的经济性和可靠性分析 作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 174 更新时间：2008-9-26 14:06:52 、摘要： 从介绍寿命周期成本概念出发，讨论变电站技术经济优化准则，指出变电站新技术开发和应用的目标应是使寿命周期成本最小。讨论数字光电量测系统原理和技术，基于此技术的智能集成开关设备系统和控制与保护集成的自动化系统结构。分析由这些新技术和系统构成的现代紧凑型变电站的经济性和可靠性，指出现代紧凑型变电站是技术和经济的最优解决途径。? 关键词： 寿命周期成本；紧凑型变电站；开关设备；集成? 　　 0　引言 　　变电站在电网建设中无论投资，还是运行和维护都是主要部分。它的建设和运行维护在未来电力市场中面临新的挑战，在提高供电可靠性、改善供电质量的同时，必须降低成本，同时满足环境的日益严格要求。　　目前，大多数变电站是户外空气绝缘变电站，变电站内，所有一次设备按照主结线的连接要求各自独立敞开布置，控制和保护装置绝大多数布置在控制室内，因此这种变电站占用土地面积大、环境效果差、可靠性低、运行和维修成本高。　　气体绝缘金属封闭变电站即GIS变电站与户外空气绝缘变电站相比，可靠性高、使用寿命长，但其一次投资成本高。正在研究和开发的一种新型的变电站——现代紧凑型变电站,综合了这2种变电站的优点。　　以下将从技术经济优化出发，讨论现代紧凑型变电站及其基于现代微机、光电、通信技术的一次和二次设备集成技术，并分析这种变电站所产生的技术经济效益。 1　技术经济优化准则 　　新建和更新改造变电站一般要考虑功能、技术、经济和环境4个方面。变电站的功能由它在电力系统中的作用和地位所决定。在今后的电力市场环境下，变电站在功能确定之后，经济性将是主要考虑因素，同时要选择或开发新的技术以达到经济性和环保的要求。1.1　寿命周期成本最小　　对变电站建设或更新改造的经济性，不但要考虑一次投资，而且要考虑运行和维修费用；在电力市场环境下还要考虑对用户中断供电的责任处罚金(通常称为中断供电损失成本)，以这种思维方式测算出的变电站的建设和运行维修的总成本称为寿命周期成本(Life Cycle Cost)，简称LCC。LCC＝IC＋OC＋MC＋FC(1)式中，IC为一次投资成本，OC、MC、FC分别为从变电站系统调试后算起整个经济运行周期内逐年支付的运行、维修和中断供电损失成本的总和。　　在进行经济、技术分析时，通常以系统调试结束时间作为各项成本参考时间。假定一次投资已折算到系统调试时间，并考虑银行利率和通货膨胀率，则寿命周期成本的现值为 　　　　　(2) 式中，i＝0，1，2，3，…，n。n为经济寿命年数，r为现值折现率。　　变电站经济技术优化准则：可靠性优化情况下，寿命周期成本最小。 　　　　　　　　　　　(3) 　　变电站的经济技术优化与主结线结构和变电站各个元件密切相关，低的一次投资成本，不能总会导致寿命周期成本最小，考虑整个寿命周期内成本最小才能在竞争环境中产生最大的经济效益。1.2　可靠性优化　　中断供电成本指的是用户被迫停电，包括事故停电和计划停电所造成的经济损失，是电力系统可靠性的经济计算。它决定电力企业为达到和保持系统足够的可靠性所要的投资水平。电力企业的成本(UC)是可靠性的递增函数，因为增加供电可靠性需要较高投资和维修成本。对于用户来说，中断供电损失成本(FC)随系统可靠性的提高而减少，因为较高的可靠性将减少停电的频率和停电持续的时间。社会为可靠性支付的直接经济成本(SC)是上述两个成本之和，即 SC(R)＝UC(R)＋FC(R)　　　　　(4) 式中：R为可靠性。可靠性优化的目标函数是SC(R)最小，令SC的导数为0，即 则可求出优化条件为 　　　　　　　　　(5) 　　由式(5)可知：最优可靠性指的是电力企业为此可靠性付出的边际成本等于用户在此可靠性下减少中断供电损失的边际成本。最优可靠性直接与停电的经济损失相关，停电造成经济损失大的地区，最优可靠性指标要高，反之则可以低一点。如果在停电造成经济损失较低地区采用高的可靠性指标，对社会来说，经济上是一种浪费。在电力市场环境下，最优可靠性指标应以社会平均停电经济损失考虑，电力企业应采取措施达到和维持这样的可靠性。如果特定用户要求更高的可靠性，电力企业必须采取更多保证措施，因此用户应支付更高的电价水平。 2　新技术开发和应用的目标 　　变电站寿命周期成本概念的显著特点是把整个经济运行寿命期限内的总成本与变电站的性能、相关的电网和用户对变电站的要求、可靠性和新技术开发及应用的目标联系起来。寿命周期成本最小是变电站新技术开发和应用的目标。在电力市场环境下，电力企业将会更注重经济效益，新技术应用于变电站应能促进变电站寿命周期成本的减少。