一、電力系統可靠性基本概念

電力系統的可靠性是對電力系統按可接受的質量標準和所需數量不間斷地向電力用戶供應電力和電能能力的度量，電力系統的可靠性包括兩個方面：充裕度和安全性。
充裕度：電力系統維持連續供給用戶總的電力需求和總的電能的能力，同時考慮系統元件的計劃停運及合理的期望非計劃停運。又稱靜態可靠性，也就是靜態條件下，電力系統滿足用戶對電力和電能的能力。
安全性：電力系統承受突然發生的擾動，如未預料的短路、丟失系統元件現象的能力，也稱動態可靠性，即在動態條件下電力系統經受住突然擾動，并不間斷的相用戶提供電力和電能的能力。

二、烯烴項目供電系統簡介

（一）供電系統

烯烴項目電力系統由兩條來自徐家莊的110kV線路（單條線路可提供130MW的負荷）、4臺自備發電機（容量共18MW），為整個項目（負荷共230MW）提供電能，110kV雙回線路采用并列運行方式，35kV系統I、II段和III、IV段為合環運行，6kV、0.4kV系統分列運行，集發電、輸電為一體的電力系統。

（二）存在的缺陷

烯烴項目就現階段的運行方式存在以下2個問題：
第一、預計烯烴項目正常運行時，用電總負荷可達150MW，單回線將無法正常滿足負荷所需的電能，故只能雙回線并列運行，并且至少保證一臺發電機正常運行，這樣才能保證供電系統的充裕度達到要求。
第二、此系統在最大運行方式下，6kV側短路電流過大，當發生短路故障時，由于電流互感器容易發生深度飽和而導致本級繼電保護拒動而影響系統的穩定運行，無法保證烯烴項目供電系統的安全性，從而導致系統的可靠性降低。

三、烯烴項目電力系統的充裕性分析

（一）充裕性

1、概念

充裕性是指發、輸、變電設備額定容量和電壓波動允許限度內，考慮元件的計劃和非計劃停車及運行約束條件下連續提供電力和電能的能力。其反應在研究時間段內發輸電系統在靜態條件下系統容量滿足負荷電力和電能量需求的程度。

2、分析原理

發輸電系統的充裕度研究的目的是從元件的可靠性數據來計算系統的可靠性指標。首先選定可靠性準則，再將系統狀態劃分為完好和故障兩大狀態類型，這種檢驗方法稱為事故模式和影響分析，其包括定義選用事件、確定研究事件、計算潮流、確定系統故障事件、計算事件概率、計算可靠性指標等步驟。一般考慮兩類故障事件：1、輸電線故障與發電設備故障重疊；2、輸電線路同時故障停運。事故影響分析方法與系統規模有關，主要采用解析法和蒙特卡洛法，兩種方法各有特點，有機的結合兩種方法，可以提高計算的精度、減小計算的工作量。

3、表示充裕度的可靠性指標

充裕度指標一般用年值標識，分為負荷點指標和系統指標兩類：
第一類：負荷點指標是對系統的每一個負荷點而言，表明事故的局部影響，并可作為分析下一級系統充裕度的依據。分為基本值、最大值、平均值三種，分別反映系統故障時供電點基本可靠性特征量、故障嚴重程度和充裕度平均水平。
第二類：系統充裕度指標反映系統的嚴重程度和充裕度平均水平，反映系統事故對整個發輸電系統的影響，表明事故的全局影響。包括系統停電指標、系統削減電量指標、嚴重性指標、每次擾動造成的平均削減負荷量、每個負荷點平均值、事故時的削減負荷與供電量的最大值共六個指標。

（二）烯烴項目提高充裕度的方法

1、轉移部分裝置負荷至烯烴二套

為便于各裝置電氣系統獨立運行、檢修管理，可將部分裝置的電源移至烯烴二套，當出現至少有一臺發電機組運行及110kV徐烴線單回運行（單回線路帶負荷能力為130MW）運行情況下，任然能滿足其他裝置區正常運行的電量需求，提高整個供電系統的充裕度。

2、保證發電機組穩定運行

烯烴項目動力站采用“以氣定電”的供電模式，很多時候無法保證四臺發電機同時運行，能保證發電機組的穩定運行，將外線路的供電依靠程度降為最低，可以很大程度上提高烯烴項目供電的充裕度。

四、烯烴項目電力系統的安全性分析

（一）安全性

1、概念

安全性評估總是與電力系統的穩定計算是密不可分的，何為電力系統穩定：
①靜態穩定是指電力系統受到小的干擾后，不發生非周期失步，自動回復到起始運行狀態的能力；②暫態穩定是指電力系統受到大的干擾后，各同步發電機保持同步運行并過渡到新的或恢復到原來穩定運行方式的能力。通常指第一或第二震蕩周期不失步；③動態穩定是指電力系統受到大的干擾后，不發生振幅不斷增大的震蕩而失步。以上所述的電力系統穩定均以電力系統中任一發電機是否失步為依據，在電力系統可靠性的安全性估計中所指經受突然擾動的能力，主要指元件（線路、母線、發電機）發生突然相間短路，電力系統是否能保持暫態穩定。

2、烯烴項目電力系統突發短路時的故障電流

最大運行方式下運行時（110kV線路雙回并列運行，35kV系統I、II段和III、IV段為合環運行，四臺發電機正常運行），則35kV母線發生短路時的短路電流I/II母線14.29kA、II段母線23.76kA（發電機與總變35kV母線連接）。
最小運行方式下運行時（110kV線路最小方式運行，35kV系統I、II段和III、IV段為分列運行，四臺發電機正常運行）則35kV母線發生短路時的短路電流I/II段7.35kA、III/IV段12.03kA（發電機與總變35kV母線連接）。
從以上數據可以看出，當運行方式適當調整時，將大大改善系統在發生故障時所受到故障電流的沖擊，從而大大提高供電系統安全性。

（二）安全性提高方案

1、提高110kV線路的安全性

烯烴項目供電電源引自徐家莊330kV變電站，設計為LGJ-400m2同塔雙回架設110kV線路供電，同時徐家莊去烯烴項目的兩條饋線位于同一段110kV母線上，這樣供電方式存在著很大的不安全因素。故將電源多重化將很大程度上提高供電的安全性。在即將籌建的甲醇制烯烴（烯烴二套）項目中，其將使用來自蔣家南變電站的兩回110kV供電線路，可將現烯烴項目的徐烴甲乙線中的一條引致烯烴二套，將烯烴二套的一條來自蔣家南變電站的110kV線路供至烯烴項目,電源將多重化，很大程度上提高供電的安全性。

2、改變電力系統運行方式

隨著烯烴項目生產逐漸穩定，適時將35kV線路分列運行，這樣就會很大程度上提高整個烯烴項目的短路阻抗，從而在發生突發短路時的短路電流將大大降低。通過表4.2與4.3對比，就可以很明顯的看出，系統方式的改變，短路電流明顯降低。最大程度上保證供電的可靠性。

3、提高部分變壓器容量

烯烴項目部分裝置區初期設計負荷較小，在后期新增設備后，變壓器雖然能滿足負荷要求，但是長期處于近90%負荷的運行狀態下，運行溫度明顯提升，為穩定運行埋下隱患，故可適當提高部分變壓器容量，減小運行風險，提高了此類設備供電的可靠性。

五、結束語

對于化工企業，電力系統的穩定、可靠運行是尤為重要的，本文探討了保證烯烴項目電力系統的穩定、可靠運行的方法，提高項目供電的可靠性，為保證項目工藝穩定生產打下基礎。

參考文獻
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