重要的電力系統(tǒng)“四性”
1 電力系統(tǒng)的“四性”概念
電力系統(tǒng)的“四性”對(duì)系統(tǒng)至關(guān)重要，GB／T 2900.87—2011／IEC 60050—617：2009《電工術(shù)語 電力市場(chǎng)》給出具體定義，詳見表1所示。
表1電力系統(tǒng)的“四性”概念
| 名稱 | 定義 | 說明 | |
| 中文 | 英文 | ||
| 可靠性 | reliability | 在給定條件下和給定時(shí)間間隔內(nèi)，電力系統(tǒng)能夠完成所要求的功能的概率。 |
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| 安全性 | security |
電力系統(tǒng)在運(yùn)行中發(fā)生異常的情況下，不致引起損失負(fù)荷、系統(tǒng)元件所受應(yīng)力超過額定值、母線電壓或系統(tǒng)頻率超出允許范圍、失穩(wěn)、電壓崩潰或相繼跳閘等后果的能力 |
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| 穩(wěn)定性 | stability |
電力系統(tǒng)受擾動(dòng)(例如功率或阻抗變化)后恢復(fù)或維持穩(wěn)態(tài)的能力，具體表現(xiàn)為各發(fā)電機(jī)同步運(yùn)行且電力供應(yīng)的質(zhì)量保持在可接受的水平 |
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| 充裕性 | adequacy |
考慮到系統(tǒng)元件的各種計(jì)劃和非計(jì)劃停運(yùn)情況，電力系統(tǒng)仍能保持系統(tǒng)元件運(yùn)行在額定值內(nèi)，母線電壓和系統(tǒng)頻率在允許范圍的穩(wěn)態(tài)工況下向客戶提供全部所需的電力和電量的能力 |
這種能力可以用一種或幾種適合的指標(biāo)來度量。 |
2 可靠性
由于建筑電氣處于電力系統(tǒng)的末端，我們只對(duì)“四性”中的可靠性和充裕性還算熟悉，談不上非常熟悉。下面先討論可靠性問題。
圖1 一路10kV電源系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
圖2 二路10kV電源系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
圖1為一路10kV電源進(jìn)線的系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，用于三級(jí)負(fù)荷的項(xiàng)目；圖2為二路10kV電源進(jìn)線的系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，用于二級(jí)及以上等級(jí)負(fù)荷的項(xiàng)目。這兩個(gè)方案均為民用建筑中常用的系統(tǒng)方案。根據(jù)中電聯(lián)公布的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得出北京地區(qū)兩個(gè)方案的可靠性參數(shù)，如表2所示。
表2北京地區(qū)可靠性數(shù)據(jù)
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系統(tǒng)方案編號(hào) |
圖1、單路10kV供電 |
圖2、雙路10kV供電 |
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北京地區(qū)1.82hr/y,0.2036f/y |
供電可靠性指標(biāo)ASAI |
99.9531% |
99.9830% |
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用戶每年平均停電次數(shù) SAIFI( f/y) |
0.2967 |
0.0795 |
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用戶每年平均停電時(shí)間 SAIDI(hr / customer.yr) |
4.1049 |
1.4921 |
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對(duì)于低壓終端負(fù)荷而言，從表中可以得出：
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雙路10kV電源可靠性比單路10kV電源略高；
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年平均停電次數(shù)，雙路10kV電源比單路10kV電源的系統(tǒng)減少73%；
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用戶每年平均停電時(shí)間，雙路10kV電源比單路10kV電源的系統(tǒng)減少64%。
由此可見，一級(jí)負(fù)荷的用戶采用雙路電源供電可以有效地提高供電可靠性，減少停電時(shí)間和停電次數(shù)。
請(qǐng)參閱相關(guān)文章：
系統(tǒng)的可靠性與經(jīng)濟(jì)性要平衡；
可靠性，有數(shù)字說話。
3 充裕性
充裕性就是我們所說的冗余，電力系統(tǒng)中經(jīng)常講的N-1、N-2，下面通過示例進(jìn)行說明。
N-1系指電力系統(tǒng)的N 個(gè)元件中的任一獨(dú)立元件發(fā)生故障而被切除后，應(yīng)不造成因其他線路過負(fù)荷跳閘而導(dǎo)致用戶停電，不破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不出現(xiàn)電壓崩潰等事故。
N-1要求比較高，圖2方案滿足N-1的要求，圖1方案則不滿足N-1要求。
圖3 國家體育場(chǎng)“鳥巢”供電系統(tǒng)方案
國家體育場(chǎng)采用4路10kV電源供電，兩兩一組，組內(nèi)設(shè)母聯(lián)，站間設(shè)站聯(lián)，滿足N-2原則，可靠性進(jìn)一步提高。類似的，國家大劇院也滿足N-2原則。
請(qǐng)參閱：
4 總結(jié)
在電力系統(tǒng)中，可靠性、安全性、穩(wěn)定性、充裕性是非常重要的特性，而民用建筑對(duì)可靠性、充裕性更加關(guān)注！