发达国家供电可靠性管理的理念和经验

发达国家供电可靠性管理的理念和经验2发达国家供电可靠性管理的两种理念：追求极高的可靠性，追求社会成本最小化新加坡、日本及欧州供电可靠性管理经验美国供电可靠性管理经验波士顿供电可靠性咨询案例3国际供电企业的使命和愿景：确保安全可靠，优质经济的电力供应（keepthelightson）美国联邦能源管理委员会－－－通过竞争和监管为美国公众提供安全可靠，环保经济的电力供应美国德克萨斯州电网－－－提供安全可靠，优质经济的电力供应PJM愿景－－－在运营可靠的和高效的电力趸售市场，成为今天和明天电力工业的领军者PJM使命－－－确保安全，可靠的电力供应，创造和运行坚强，有竞争力和无歧视的电力市场，理解用户需要，提供经济的，价值增加的服务，通过高知识的员工和创新提高劳动生产率。英国Ofgem－－－为能源客户提供更多的选择、创造更大的价值；客户至上,致力于保护所有的能源客户东京电力－－－致力于美好生活和友好的环境，提供最优化的能源服务；赢得社会的信任，在竞争中生存，培育人才和创新技术。新加坡电力－－－提供可靠、经济的能源服务，创造经济、高效的生活；致力于为客户、员工和股东创造价值，提供世界领先的服务。德国EON－－－成为全球最领先的电力公司4发达国家供电可靠性管理的两种理念：追求极高的可靠性，追求社会成本最小化36101921232533385357626672981061191281381481570.51485新加坡东京香港悉尼首尔墨尔本法兰克福阿姆斯特丹米兰伦敦西雅图巴黎圣地亚哥多伦多台北曼谷罗马纽约芝加哥旧金山吉隆坡都柏林国内某供电企业用户平均停电分钟数（SAIDI2）0.010.050.100.120.480.640.851.211.301.481.592.164.17新加坡东京悉尼香港墨尔本圣地亚哥米兰芝加哥巴黎旧金山多伦多罗马国内某供电企业用户平均停电次数（SAIFI1）xxx1.SAIDI=用户持续停电的总分钟数数被用户总数除，单位是分钟每用户每年2.SAIFI=用户持续停电的总次数被用户总数除，单位是中断次数每用户每年资料来源：某供电企业2004年内部数据；本公司输配电网对标研究数据50246810121416859095100高峰时段发电产能不足的经济成本（美元/千瓦/年）高峰时段的可用性（%）较差的供电可靠性产生较高的直接经济成本高峰负荷情况下例：对某公司分析每年高峰时段减少五个点的可靠性造成高达9400万美元的成本注：假定高峰批发电价是128美元/MWh（1998年55天最高电价的平均值）；876个高峰时数10%)，20,000MW发电产能的边际成本相当于20美元/MWh。假定10%的实际COC资料来源：PowerMarketsWeek；Powerdat；Hoovers;BCG估算和分析示例6用更高成本的产能或者市场现货价格补充损失产能的成本•成本=（市价–损失产能的边际成本）x损失的产能x期限•因季节和时间的不同而大相径庭经济不便利性日益增加•突发的维修、延时、零部件替换、应急措施等，以便恢复工厂发电•清理其他成本（有形和无形成本）•公共关系欠佳、声誉下降•品牌影响•监管要求•管理的时间机会成本•责任较差的供电可靠性所带来的损失规模不等，各个工厂、各个时段也不一直接成本间接成本7对停电所造成的社会成本和提高供电可靠性的成本按经济学原理进行优化经济成本的计算基于由于停电产生的产能损失弥补的市场价格运营和管理成本是实现目标可用性的总成本停电产生的直接经济成本（美元/千瓦/年）运营和管理成本（美元/千瓦/年）总体成本（美元/千瓦/年）最低的总体成本（美元/千瓦/年）（美元/千瓦/年）（美元/千瓦/年）可靠性可靠性可靠性8两种理念产生的主要原因新加坡、欧州、日本供电公司原来是国家经营，现在国家仍然是大股东，政府对供电可靠性有很高要求供电公司投资成本被加成（10％－12％）进入供电成本，由消费者承担城市人口密集，单位供电线路受电量大，单位客户受电量大，有利于降低供电成本，线损率低（新加坡2.7％）大都市具有达到极高供电可靠性的基本条件：•很好的环网结构，基本没有辐射状线路•主网保持N-1、N-2、甚至N-3•配网达到N-1•基本全电缆，不受异常天气影响美国供电公司一直主要是私营，政府对供电可靠性有基本要求供电公司投资要经过政府主管部门批准，然后才能通过成本加成（10％－12％）进入供电成本城市面积大，人口较稀少，单位供电线路受电量相对较小，单位客户受电量大，线损率在6％左右大都市不具有达到极高供电可靠性的基本条件：•较好的环网结构，仍有辐射状线路•主网基本保持N-1、N-2、甚至N-3•配网没有全部达到N-1•不是全电缆，受异常天气影响9培训议程发达国家供电可靠性管理的两种理念：追求极高的可靠性，追求社会成本最小化新加坡、日本及欧州供电可靠性管理经验美国供电可靠性管理经验波士顿供电可靠性咨询案例10新加坡用户可靠率达到99.9997％，用户平均停电时间不到2分钟JurongBukitTimahPasirPanjangTelokBlangahJooChiatMarineParadeSiglapChangiTampinesPunggolNeeSoonSembawangChuaChuKangBoonLayBukitBatokRiverValleyCairnhillThomsonAngMoKioSerangoonGardensTanglinKg.ChaiCheeBedokAlexandraHavelockWhampoaKheBongKolamAyerDeltaTiongBahruAnsonTelokAyerKg.GlamJalanBesarUpperSerangoonBraddellHeightsPotongPasirGeylangSeraiAljuniedGeylangWestKg.KembanganKatongUluPandanPayaLebarBuonaVistaLengKeeBukitHoSweeTanjongPagarRochoreToaPayohBoonTeckMacphersonRadinMasMoulmeinFarrerParkKimKeatKallangGeylangEastMountbattenKuoChuanKg.UbiQueenstownBrickworksBukitMerahHendersonKimSengKretaAyer新加坡用户年平均停电时间不到2分钟可靠性水平高的主要原因电网规划与工程建设水平高、投入大•配网规划组织架构规范，具有管理科学、流程通畅、职责明晰、运作高效的特点•配电工程建设强调电网运行与维护的简洁性、电网拓展的灵活性，坚持电网的可靠性、安全性与成本相符，均采用典型标准配置设计等技术原则运行维护水平较高，专业化分工明确•配网运行维护分区分专业管理•立法保护电缆配网信息化达到较高水准及可靠性•信息系统覆盖了配电设备及电网管理、日常生产管理等领域，运用广泛、实用程度高。•包含数据采集及监控系统SCADA、资产的设备管理系统FMS等供电可靠率99.9997%用户平均停电时间1.57分钟资料来源：新加坡能源电网公司11新加坡电网规划与建设针对可靠性的主要措施电网规划配网规划组织架构规范，具有管理科学、流程通畅、职责明晰、运作高效的特点。工程设计及建设几十年一直沿用典型设计和配置，内外部环境良好网络接线方式接线方式充分考虑N－1原则。22千伏采用环网结构组成花瓣式结构闭环运行，馈线按照50%负荷设计，主干网采用差动保护，至客户或变压器的支路采用过流和接地保护。400伏采用环网接线开环运行，变压器低压出线采用隔离开关不带断路器或保护，分支路出线采用RTO熔断器。几乎没有架空线，全电缆设备选型设备装置选型标准高。配电网采用全电缆、全GIS、全户内维护设备，按30年使用寿命设计，开关设备全部选用国外知名品牌产品。工程管理工程管理流程顺畅。通过线路走向信息系统、电网设计及施工信息系统、物流信息系统等计算机系统，对工程项目的设计、施工、设备安装等进度有效跟踪。用户需通过LEW，即专业工程师并注册电工才可办理接电申请，用户的配电房土建方案需经能源公司确认，并按规范建设完成后移交给能源公司安装质量安装和运行维护人员均经过专门培训，确保安装质量符合工艺标准要求，重要设备由厂方安装调试。各有关部门综合管线定期协调，获许可证方可开始施工，而且施工现场标示规范。直埋电缆施工时，在电缆上方铺设黄色塑料板，在电缆走廊、中间接头及拐角位置均埋入电缆信息标示器，供抢修和维护时查找。12运行维护方面针对可靠性的主要措施维护人员分区、分专业划分配网运行维护部隶属于电网管理部，分5个辖区，负责管辖区域内66千伏及以下配网设备的运行、维护、检修、抢修工作，按专业又分为开关变压器维护组、电缆维护组、土建维护组三个部门开关变压器运行维护巡视人员按专业每3个月巡视一次，根据状态监测情况，由资产管理部门进行风险评估，确定相关设备的检修或改造的必要性电缆网络运行维护由于电缆路径地理图和台账信息准确，电网公司人员每月只对66千伏及以上的高压输电电缆路径进行巡视；22千伏及以下电缆则聘用邮递员提供土地挖掘工程及地下施工作业情况，并做好高危场地的监测，及时提供电缆路径图给有关施工人员，做好技术咨询工作。电缆专业人员每3个月定期利用红外热成像仪对电缆终端接头进行测温，依据运行情况，每隔5-10年停电测试电阻情况，只有出现低阻值或不平衡绝缘值时，才进行电缆高压试验电缆防护从1999年12月开始，新加坡政府对电缆防护实行立法保护，并改由施工承包商举证。对不按规定进行地下作业导致电缆破坏的责任人，将根据情节课以1万至100万元新币的罚款，并将面临1-5年的监禁。因此，虽然所有输配电网络全电缆化且大部分为直埋方式，但通过采取强有力的法律手段、地面开挖行政审批程序、告知服务等管理策略，完全防范了电缆外破故障，取得了显著效果，计及低压网络的所有故障，平均每天不超过三起故障检修客户报修中心内设检修人员调配中心，根据客户来电报修情况调配低压检修班，中压检修另报给5个区域的运行维护部负责。对于工程量大的配网抢修和缺陷维修多采取外包形式。四个检修小组有策略地派驻于不同地点，可以保证在30分钟内到达现场；每辆检修车内均配有12.5千伏安的发电机，确保在三小时以内恢复供电13配网信息化方面针对可靠性的主要措施数据采集及监控系统（SCADA)采用电气接线图为背景平台，实现“三遥”功能：开关远程操作—遥控，开关状态监视—遥信，负荷/电压量数据采集—遥测。运用专家系统，根据报警信息进行电网诊断并提供恢复供电步骤的辅助决策供调度员参考，运用“专家系统+遥控操作”来隔离故障和恢复供电，不实现网络自动重构，防止安全差错专家系统通过分析实时电网信息数据，依据已编写入专家系统的电网运行专家知识，自动对各故障等报警数据及电网的信息进行诊断，分析事故原因，确定故障位置，确诊结论并提供恢复供电的步骤，分析停电范围，估计丢失负荷，发出网络重构详情报告，供调度人员参考，从而加速电网故障分析与重构，设定电网操作准则，减低人为疏忽配网自动化配网自动化建设始于1988年，已在1000座配电站投入使用，共有21万个遥信量、4.5万个遥控量、2.6万个遥测量，总数据量达28.1万个，监控终端年增长150台以上。目前非故障段供电恢复时间已减少到只有几分钟GIS系统地理信息系统包含从400千伏到低压电气设备需要的所有地理信息，包括变电站、地下电缆、电缆接头、管道、地面配电箱等。采用美国GE公司的SmallWorld平台自行二次开发，提供综合信息，包括：地理土地信息、电气设备信息、主接线信息(单线图)等软硬件更新遇到硬件容量不足、性能不符合指标、硬件绝版，无法满足新的操作需求时，能源公司就对硬件进行全面更新，分别发生于1988、1994、2000年。规定终端设备使用15－20年即行更换，每隔5年对软件进行更新。对新建或改建配电站，按照综合自动化的模式，实现同步立项、同步设计、同步施工、同步投产，通信线路与