欧美电网规划准则比较研究

胡蔚 胡卫利 张天 苏伟 龚雁峰

摘 要：当前中国电网飞速发展，保证电网安全稳定运行成为了重中之重，制订具有全国效力的标准规划准则可以有效保障电力系统可靠发展。本文主要将中国目前的《电力系统安全稳定导则》同西方国家电网规划准则相比较，分析中外电网规划准则方面的不同，为中国未来电网规划准则的修订提供借鉴内容。在学习西方发达国家规划准则的同时，需要结合中国自身的电网规划现状才能更好地制订与完善。中国电网规划应注重可靠性和经济性的结合，使电网结构更加趋于合理，并对电网设备老化程度进行分析，加强电网对环境和社会的影响方面的分析评估。

关键词：电网规划准则；安全；可靠；侧重点比较

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）08-0171-02

1 美国电网规划准则

北美的安全稳定标准体系是一个四级体系。在FERC（federal energy regulatory commission，联邦能源管理委员会）的监管下，NERC（North American Electric Reliability Corporation，北美电力可靠性公司）制定并使全国执行电网规划标准。区域输电组织（RTO/ISO）在满足全国标准的前提下，会根据自身情况制定更高要求的规划准则；由ISO管理的输电运营商通常根据自身系统的实际需要来制定更为具体的规划准则。而各输电运营商也都在NERC及ISO的可靠性标准上制定了适合本公司的可靠性标准，总的来说，这些公司的标准更为严格，通常侧重于电压和热稳定性考核指标的进一步细化。

1.1 NERC规划准则

NERC规划准则主要是从风险管理的方面，基于“可预想事故及可靠性能”的理念来制定的规划标准。

NERC规划准则的主要目的是在规划周期内建立起输电系统规划运行要求，保证系统的稳定性及设备的安全性。总的来说，NERC制定的全国性标准与中国的《电力系统安全稳定导则》类似。但是，我国电网规划准则在很多方面仍需完善和细化。

1.2 AEP规划准则

AEP（American Electric Power，美国电力公司）是美国最大的发电集团，以发输电为主。AEP规划准则主要针对其输电网提出。

1.2.1 电压运行等级

AEP中大部分新建输电网络和主干电网普遍适用的标准电压等级为765kV、500kV、345kV和138kV。

1.2.2 电压与温升限制

AEP规划准则中，输电网电压在发生故障时既不能超过标准电压的105%，也不能低于标准电压的92%。发电机组的电压应当小于每个机组允许的最小电压等级。

而对于发热等级，AEP规划准则中正常等级一般处于不使设备寿命缩短和设备损害的水平。事故等级则是基于超过了额定负载水平下的工作规定时间导致设备老化与功能减退的水平。

1.2.3 N-1准则

美国以最终用户的供电可靠性为规划目标，按照负荷大小划分级别，以N-1和N-1-1法则作为衡量手段，给出各级电网所应达到的安全性和可靠性水平。

2 英国电网规划准则

2.1 SQSS简介

《国家电力输电系统安全与供电质量标准》是全英输电网统一执行的可靠性准则，主要由英国煤气与电力市场监管办公室负责组织修订并在其监管下强制实施，该监管机构有明确的监管机制且违规代价大。

NETS SQSS标准规定了电厂接入、负荷接入和主网规划等三个部分的规划设计要求，还提供了成本效益及输电容量分析等规划方法。

2.2 ER P2/6概况

《供电安全工程建议ER P2/6》是英国电网规划的指导性文件。

ER P2/6主要侧重于配电网应用，并以此为基础兼顾输电网规划。

ER P2/6涵盖三个重要概念：

（1）负荷组级别。随着负荷组别增加，相应地提高了安全供电要求。（2）N-1和N-1-1故障工况。（3）发生故障后负荷恢复时间的定义。与英国相比，国内对负荷恢复时间等有明确的规定。

2.3 SQSS负荷损失考核标准

针对电力系统的变电站接入，SQSS提出了“负荷组（Group Demand）”的概念，即是一个变电站或一组变电站。根据负荷组电能需求量，提出了具有差异化的最小供电容量需求。图1为相应图解，横、纵坐标均表示负荷组大小，区域面积代表不同恢复时间的负荷，同一区域的供电恢复时间要求相同。针对电力系统的主网规划，SQSS针对最小输电容量提出了相关要求。

3 德国电网规划准则

德国输电网联盟组织（VDN）是由输电网调度成员及德国电力协会中电网分会共同组成的电力行业协会。依据德国的相关法律，VDN制定了德国输电准则，其中主要规定了输配电网协调配合、电厂接入、电网运行规划及电力系统运营管理等方面的要求。德国输电准则由德国联邦电网署监管执行，无明确的监管机制，但会对违反者予以处罚。

德国输电准则要求输电网规划必须满足N-1准则，主要包括以下3个方面的内涵：

（1）在承担规划预测的最大输供电任务时，输电网应满足N-1；（2）在失去对安全供电影响最大的机组后，输电网仍应满足N-1；（3）N-1所指的故障元件包括架空线路、电缆以及主变压器，对母线故障及同塔多回故障不作要求。

VDN在输电准则中对220、380kV和110kV输电网分別做出了明确的规定。

4 比对分析总结

经过对欧美国家现行电网规划准则的总结，结合我国电力系统规划原则进行比较分析。

4.1 技术方面

（1）在供电安全理念方面，其中一些国家，例如中国、北美都体现了一定的风险管理理念。（2）清晰的定义运行方式和进行有效量化系统的性能指标，更有利于电网规划标准的可实施性，我国在这一点上应当借鉴北美及欧洲各国的先进经验，清楚地划分不同的运行方式以促进提高国内输电系统的可靠性、安全性。（3）各个国家根据自身情况选择不同的安全水平，如英国因电网架构加强成本的问题，选择了N-2准则；德国为了保证电力传输的持续性，选择了N-1准则。（4）英国、北美对不同电压等级的电网均实施一致的电网规划准则，而我国和德国针对不同电压等级采用的标准有一定差异。（5）规划标准和运行标准在部分国家是一样的，但也有特殊情况。有些国家电网规划及其运行采取两种不同的可靠性标准，并且电网规划标准的要求更苛刻。（6）与英国《国家电力输电系统安全与供电质量标准》对负荷损失详尽的规定相比，我国只重视负荷损失这一结果，却并没有严格区分造成这一结果的具体发生背景及事件原因，这显然与国际通行的做法有所不同。与各国规划标准相比，英国更加关心负荷损失，第一个提出了针对负荷损失的详细考核机制，目前只对N-1和N-1-1进行考核，还明确规定暂不考核发生在电能用户及发电厂的故障。

4.2 监管方面

（1）我国与英国、北美一样，电网规划准则均有政府部门出台。因规划标准属于公共政策范畴，由政府相关部门出台的做法相对合理。（2）我国电网规划标准的履行方面还没有相对明确的监管机构，监管力度不够，直接影响电网建设质量及安全稳定性。为全面体现电网规划标准协调监管机构、电网企业等各方面关系的功能，应严格区分标准执行方和监管方，并建立有法可依、透明较高的监管机制。这方面可以向英国借鉴经验，英国监管机构一旦确定投资运营成本水平，输配电公司将重新审视电网发展规划，进行统筹安排，充分体现了实际操作的灵活性。（3）与欧洲各国相比，我国电网企业可根据自身情况统筹制定更高要求的行业标准，有利于电网的可持续发展，提高电力系统的可靠性、安全性、稳定性。

5 结语

本文研究对比了各国电网规划准则，分析其与中国的异同。欧美各国电网发展较早，相对来说也更加成熟。在电压与温升限制、稳定性准则等方面，欧美各国在中国制订新的安全标准是参考借鉴。但是机械地套用别国标准是不可取的，需要结合自身国情。美国电网建设年代比较早，在后期对电网进行改造时又相对薄弱，所以美国规划标准更注重于系统的可靠性和安全性。而且国外的电网准则也是在不断发展和进步。对此，中国在电网大力发展的当下，需要将规划准则重视起来，为未来电力系统的发展打下坚实的基础。建议：（1）量化电网结构规划原则，提高电网规划可靠性标准；（2）区分负荷损失事故原因，提出合理的故障考核机制；（3）引入政府监管机制，企业可结合自身制定合理量化的更高要求的行业标准。

参考文献

[1]DL 755-2001电力系统安全稳定导则[S].2001.

[2]郑秀波，林勇.中外输电网规划标准对比[J].电网技术，2013，37（8）：2355-2361.