2 配電網(wǎng)韌性的意義

 

2.1配電網(wǎng)韌性與可靠性的區(qū)分

 

除了韌性,配電網(wǎng)還存在其他相關(guān)性質(zhì),例如魯棒性、靈活性、脆弱性、存活性和適應(yīng)性等。這些概念之間的差別和關(guān)系,有很多文獻(xiàn)對(duì)此進(jìn)行了討論[11,26-30]。這些概念分別描述了系統(tǒng)在不同側(cè)面的特性,并不存在明確的區(qū)分界限。

 

對(duì)配電網(wǎng)而言,最關(guān)鍵的是可靠性與韌性的區(qū)分。可靠性是配電網(wǎng)的重要指標(biāo),也是配電網(wǎng)能否滿足用戶供電需求的直接衡量?，F(xiàn)有配電網(wǎng)的規(guī)劃和調(diào)度策略,大多都以可靠性為優(yōu)化目標(biāo),可靠性指標(biāo)也一直是配電網(wǎng)整體供電質(zhì)量的有效衡量方式。但是,配電網(wǎng)可靠性并不能代替韌性。一個(gè)可靠性很高的配電網(wǎng),其韌性并不一定很高[31]。配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)是通過用戶停電的時(shí)間和頻率來計(jì)算的,最常用的為系統(tǒng)平均停電頻率(SAIFI)和系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間(SAIDI)[32]。如果負(fù)荷的停電時(shí)間很短(一般設(shè)定為小于5min),這些停電事故就不會(huì)被計(jì)入可靠性指標(biāo)中。所以對(duì)于一個(gè)自動(dòng)化程度很高的配電網(wǎng),由于重構(gòu)恢復(fù)可以通過遠(yuǎn)程操作開關(guān)執(zhí)行,它的可靠性指標(biāo)可能很高,換言之,它具有很高的可靠性。但是,此配電網(wǎng)的韌性并不一定高。在極端自然災(zāi)害中,配電網(wǎng)的很多元件可能遭到破壞,遠(yuǎn)程開關(guān)無法正常開斷,甚至配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程調(diào)度和控制也失效。此時(shí)該配電網(wǎng)很難保證關(guān)鍵負(fù)荷的正常供電和斷電恢復(fù),所以其韌性并不高。究其原因,韌性是衡量配電網(wǎng)在低概率、破壞性較大的特殊情況(例如極端自然災(zāi)害)下的響應(yīng)和調(diào)節(jié)情況,而可靠性只關(guān)注經(jīng)常發(fā)生、對(duì)配電網(wǎng)影響較小的典型故障。所以配電網(wǎng)韌性與可靠性的關(guān)注重點(diǎn)并不相同,并不能夠相互替代,它們分別描述了配電網(wǎng)安全性的不同方面。

 

2.2韌性對(duì)配電網(wǎng)的意義

 

引入配電網(wǎng)韌性,是為了從總體上評(píng)估配電網(wǎng)受極端自然災(zāi)害這類低概率事件的影響程度及其應(yīng)對(duì)能力。其對(duì)配電網(wǎng)的意義,類似于連鎖故障脆弱性對(duì)輸電網(wǎng)的價(jià)值,如表1所示?？梢?對(duì)于發(fā)生概率較大的常見故障(例如線路短路、單一設(shè)備損壞),配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)都是用可靠性來衡量:配電網(wǎng)常用的可靠性指標(biāo)包括SAIDI,SAIFI以及供電可靠性是多少個(gè)“9”;輸電網(wǎng)雖然沒有計(jì)算具體指標(biāo),但是采用了N-1校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),用保守的運(yùn)行邊界限制確保輸電網(wǎng)具有足夠高的可靠性。

 

 

對(duì)于發(fā)生概率較小但影響很大的故障而言,輸電網(wǎng)進(jìn)行了連鎖故障相關(guān)研究,在探究其發(fā)生、發(fā)展機(jī)理的基礎(chǔ)上,提出了連鎖故障的阻斷措施并用連鎖故障脆弱性從總體上衡量這類故障對(duì)輸電網(wǎng)的影響大小及后者的應(yīng)對(duì)能力[33];類似地,在配電網(wǎng)中以韌性衡量其對(duì)這類故障的應(yīng)對(duì)水平,進(jìn)而可以研究不同規(guī)劃與調(diào)控措施對(duì)配電網(wǎng)應(yīng)對(duì)極端災(zāi)害能力的提升作用,進(jìn)而給出配電網(wǎng)極端災(zāi)害應(yīng)對(duì)能力的總體評(píng)估。