2 配電網韌性的意義

 

2.1配電網韌性與可靠性的區分

 

除了韌性,配電網還存在其他相關性質,例如魯棒性、靈活性、脆弱性、存活性和適應性等。這些概念之間的差別和關系,有很多文獻對此進行了討論[11,26-30]。這些概念分別描述了系統在不同側面的特性,并不存在明確的區分界限。

 

對配電網而言,最關鍵的是可靠性與韌性的區分。可靠性是配電網的重要指標,也是配電網能否滿足用戶供電需求的直接衡量。現有配電網的規劃和調度策略,大多都以可靠性為優化目標,可靠性指標也一直是配電網整體供電質量的有效衡量方式。但是,配電網可靠性并不能代替韌性。一個可靠性很高的配電網,其韌性并不一定很高[31]。配電網可靠性指標是通過用戶停電的時間和頻率來計算的,最常用的為系統平均停電頻率(SAIFI)和系統平均停電持續時間(SAIDI)[32]。如果負荷的停電時間很短(一般設定為小于5min),這些停電事故就不會被計入可靠性指標中。所以對于一個自動化程度很高的配電網,由于重構恢復可以通過遠程操作開關執行,它的可靠性指標可能很高,換言之,它具有很高的可靠性。但是,此配電網的韌性并不一定高。在極端自然災害中,配電網的很多元件可能遭到破壞,遠程開關無法正常開斷,甚至配電網的遠程調度和控制也失效。此時該配電網很難保證關鍵負荷的正常供電和斷電恢復,所以其韌性并不高。究其原因,韌性是衡量配電網在低概率、破壞性較大的特殊情況(例如極端自然災害)下的響應和調節情況,而可靠性只關注經常發生、對配電網影響較小的典型故障。所以配電網韌性與可靠性的關注重點并不相同,并不能夠相互替代,它們分別描述了配電網安全性的不同方面。

 

2.2韌性對配電網的意義

 

引入配電網韌性,是為了從總體上評估配電網受極端自然災害這類低概率事件的影響程度及其應對能力。其對配電網的意義,類似于連鎖故障脆弱性對輸電網的價值,如表1所示。可見,對于發生概率較大的常見故障(例如線路短路、單一設備損壞),配電網和輸電網都是用可靠性來衡量:配電網常用的可靠性指標包括SAIDI,SAIFI以及供電可靠性是多少個“9”;輸電網雖然沒有計算具體指標,但是采用了N-1校驗標準,用保守的運行邊界限制確保輸電網具有足夠高的可靠性。

 

 

對于發生概率較小但影響很大的故障而言,輸電網進行了連鎖故障相關研究,在探究其發生、發展機理的基礎上,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輸電網的影響大小及后者的應對能力[33];類似地,在配電網中以韌性衡量其對這類故障的應對水平,進而可以研究不同規劃與調控措施對配電網應對極端災害能力的提升作用,進而給出配電網極端災害應對能力的總體評估。