运行阶段评估

运行阶段评估（精选四篇）

运行阶段评估 篇1

电网运行方式的编制对电网安全、经济、优质运行起着重要作用。电网运行方式的编制包括正常方式和检修方式编制。编制的过程是在预测的负荷分布条件下,对设备检修计划和工作计划反复调整、反复计算的过程[1]。在传统的运行方式编制工作中,通常是由电力调度机构的专职人员借助经验知识初步制定出一个电网运行方式计划,然后通过电网潮流验算判断该运行方式是否可行,缺少全面系统的量化评价手段。随着地区电网规模的不断扩大,运行方式及其编制工作的复杂程度大大增加,往往会有多种可能的运行方式待选,迫切需要建立一整套能够科学评价地区电网运行方式的指标体系和计算方法。

目前,对电网运行方面的评估处于起步阶段,文献[2~4]从运行风险评估的角度做了一些工作,文献[5,6]则从运行可靠性评估方面入手,但都不够全面,将运行方式作为一个整体进行系统化评估的研究工作还较少见。本文在考虑电网安全性、可靠性、电能质量和经济性的基础上,建立了地区电网运行方式的评估指标体系,并提出了具体计算方法。

1 运行方式评估指标体系

1.1 基本原则

根据《电网调度管理条例》,调度机构对电网运行的组织、指挥和协调是以保障电网安全、优质、经济运行为目的。电网运行方式的编制是以保持尽可能高的电网安全性和供电可靠性、向用户提供最优质的电能,同时产生尽可能小的电能损耗为基本原则。因此,对于电网运行方式的评估也应从这几方面进行。

1.2 指标体系

基于上述考虑,本文建立的指标体系包括电网安全性、供电可靠性、电能质量、经济性、操作复杂度以及检修方式合理性等六个方面,每个方面具体包含1~4个成分指标。通过对这六个方面的评价指标的综合可以得到电网运行方式综合评价指标。由此构建的包含三个层次的指标体系如图1所示。

第三层为成分指标,如系统平均停电频率指标(SAIFI)等;第二层为分类指标,如可靠性综合指标(RI)等;第一层为运行方式综合指标(OMCI)。

在计算过程中,按照自底向上的顺序,首先计算底层的成分指标,通过对成分指标的归一化和加权平均得到上层的分类指标,再通过对分类指标的归一化和加权平均得出顶层的运行方式综合指标。这样得出的综合指标全面地反映了预定时间区间内电网运行中涉及到的各种影响因素,综合评价指标的大小直接对应着调度方案的优劣,指标最大值所对应的运行方式就是最优的运行方式。

底层成分指标的计算方法将在第3节详细给出。

2 主要算法

在评估指标的计算过程中,除了常规的电网潮流分析、短路电流计算,以及可靠性评估等方法外,本文还提出了等值概率评估算法,用以对单一设备的运行属性值(如线路负载率裕度、主变容载比、母线电压偏移率等)进行统计和概率分析,进而量化全网的属性值;采用理想点逼近技术对各成分指标进行归一化处理;应用层次分析法自底向上地逐层求得上层综合指标;利用拓扑变换算法求取不同接线方式下的负荷转移路径,将其影响计入到各成分指标的计算中。

2.1 等值概率评估算法

电网的整体运行属性是单一设备运行属性的综合。这些运行属性包括线路负载率裕度、主变容载比、母线电压偏移率等。以线路负载率裕度为例,对电网负载率裕度水平的评价应综合考虑所有线路负载率裕度的平均值μ和标准差σ两个统计学特征。前者反映了线路平均负载率裕度,后者反映了各线路负载率裕度的不均匀程度。为了将这两个统计学特征综合起来,本文提出了等值概率评估算法,其基本思想是用服从正态分布N(μ,σ)的随机数x大于(或小于)某阈值x0的概率(如图2所示)与μ的乘积来表征同样具有(μ,σ)这两个统计学特征的电网整体属性。仍以线路负载率裕度为例,负载率裕度小于零表示线路过载,因此以服从正态分布N(μ,σ)的随机数x大于0的概率与μ的乘积来表征电网负载率裕度水平。

根据正态分布的概率计算公式

可以导出本算法的具体计算公式为:

2.2 理想点逼近技术(TOPSIS)

在图1所示的第三层中的每个成分指标的取值区间不相同,因此其评价标准也不相同,这导致在求取综合指标时不能简单地将每个成分指标加权平均。本文采用理想点逼近技术[7]将各成分指标归一化,使其取值区间统一为[0,1],满足综合计算的需要。

理想点逼近技术的基本思想是,首先求取某个指标的理想解A+和负理想解A-(往往A+和A-都是不可行解),然后用某个可行解A与A+和A-的相对距离作为评价该可行解的标准,即:

2.3 层次分析法AHP

根据指标体系的三层次结构,采用层次分析法[8]自底向上地逐层求得上层综合指标,其步骤如下:

1)建立层次矩阵

本层属性Ai相对于Aj的重要程度为aij。在实际应用中,综合电力系统专家和电力部门调度人员对各项指标相对重要性程度的判断意见,在{1,2,3,…,9}的整数集内选取aij的值,aij取值越大表明Ai的重要程度比Aj越大。

2)计算本层各属性权重

3)计算上层指标

以此类推,直到求出顶层综合指标。

2.4 网络拓扑变换算法

地区电网具有闭环设计、开环运行的特点,存在常开的联络开关,网络具有鲜明的变结构特性。当网络发生故障或需要检修时,可以通过对联络开关的有效操作来改变供电路径,最大限度地保证对负荷点的正常供电。本文通过网络拓扑变换算法来反映这一影响,并计入指标计算中。

拓扑变换算法由网络层拓扑分析和变电站层拓扑变换两个层次构成。网络层拓扑变换分析以变电站为最小单元,用以确定故障影响范围;变电站层拓扑变换通过对设备状态进行0-1编码(用0表示停运状态,用1表示投用状态)形成站内拓扑结构的数学表示,将传统的连通性搜索过程用二进制数的运算过程代替,简化了可行拓扑集的表示方式,大大减少了链表遍历算法的运算量。其具体流程如图3所示。

3 评估指标的计算方法

3.1 静态安全综合指标SSI(Static SecurityIndex)

地区电网安全性评估主要侧重于静态安全方面。

3.1.1 N-1切负荷指标LCNI(Load Cut for N-1 Index)

地区电网的N-1校验中,在支路模拟开断后,应充分考虑自动装置(如备自投)动作或调度操作对非故障失电负荷点的恢复供电作用。以所有供电恢复方案中最小的负荷切除量作为N-1切负荷指标。

其中:集合CUT_j表示对设备j做N-1校验时所需要切负荷的节点集,Si表示第i个节点所切除的负荷量,Scut_j则表示切负荷量占全网总负荷的比例。显然,该指标越大,对应的运行方式越差。

3.1.2 负载率裕度指标PFMI(Power Flow MarginIndex)

电网的负载率裕度水平由每条线路的负载率裕度共同决定。可以用支路负载率裕度的平均值μS反映全网负载率裕度的平均水平,用标准差σS反映各支路负载率裕度差异,然后采用等值概率评估算法和理想点逼近技术计算出负载率裕度指标PFMI:

3.1.3 主变容载比裕度指标CRMI(Capacity-loadRatio Margin Index)

根据《上海电网若干技术原则的规定》,220 k V主变容载比不低于1.8,35 k V和110 k V主变容载比不低于1.9,低于导则要求的主变运行方式是不合格的,即CRMI=0。对于合格的运行方式,采用等值概率评估算法和理想点逼近技术计算电网主变平均容载比裕度指标CRMI。

若以TCL_ratio_ave表示主变平均容载比,TCL_ratio_std表示容载比标准差,则

3.1.4 短路电流指标SCCI(Short Circuit CurrentIndex)

220 k V、110 k V和35 k V线路的短路电流限值分别为50 k A、25 k A和25 k A。当电网发生短路故障时,如果断路器无法切断电流以隔离故障,则会给电网带来巨大的危害,因此,本指标只考虑两种取值,合格为1,否则为0:

式中:Ishort表示短路电流,Imax表示短路电流限额。

3.2 供电可靠性综合指标RI(Reliability Index)

本文采用如下的可靠性指标[9]来评估地区电网供电可靠性:

系统平均停电时间:

系统平均停电频率:

平均供电可用率:

系统总电量不足:

式中:NS表示负荷点用户数,US表示用户停电时间,λS表示负荷点停电率,LS表示用户负荷。

在考虑负荷转移时由单一故障引起的负荷点停运时间计算方法需作如下修改,如表1所示。

3.3 电能质量综合指标PQI(Power Quality Index)

电能质量综合指标由电压合格率指标VQRI(Voltage Qualified Rate Index)和电压偏移率指标VBRI(Voltage Bias Rate Index)综合计算而得。电压合格率指标采用传统的定义和计算方法,本文不再赘述;电压偏移率指标采用本文提出的等值概率评估算法和理想点逼近技术计算,如式(16)所示:

式中:Vbias_ave表示平均电压偏移率,Vbias_std表示电压偏移率标准差。

3.4 经济性综合指标EI(Economy Index)

地区电网的经济性主要考虑网损,因此第二层的经济性综合指标等于第三层的网损指标。以网损与负荷总和之比作为网损指标PLRI(Power Loss Rate Index),用来反映地区电网运行的经济性:

式中:Ploss表示全网总网损,Pload表示全网总负荷。

3.5 操作复杂度综合指标OCI(Operation ComplexityIndex)

在地区电网调度过程中,设备投切操作的复杂程度直接关系到停电损失大小乃至网络安全性,有些运行方式可能因为涉及的操作次数过多而变得不可行,因此在运行方式的评估中应充分考虑这个问题。

对于正常方式,以N-1校验时的设备平均投切次数作为操作的复杂度,最佳情况(理想解)是不操作,最坏情况(负理想解)是每台设备都操作,即:

对于检修方式,以整个检修方式下的总操作次数作为其复杂度。最佳情况(理想解)为只有检修设备操作,最坏情况(负理想解)为每个设备检修时其余所有设备都需要操作且在下一设备检修前全部恢复到正常方式的状态。

根据理想点逼近技术可得:

式中:Nline表示线路总数;Nave表示平均动作次数;Nrepair表示检修设备个数。

3.6 检修综合指标MI(Maintenance Index)

对于检修方式的评价还应包括总停电次数POTI(Power Off Times Index)和总电能损失PLI(Power Loss Index)两部分。

对于POTI,最佳情况(理想解)是不发生停电,最坏状况(负理想解)是每一次检修都造成所有负荷停电;对于PLI,最佳状况(理想解)是不产生损失,最坏状况(负理想解)是每一次检修都造成所有负荷都损失且直到检修结束才恢复,因此有:

式中:Ni表示第i次检修造成的停电用户数;Ntotal_user表示网络总用户数;Nrepair表示检修次数。

式中:Ti表示第i次检修时间,Ttotal表示总检修时间,Ptotal_load表示总负荷

3.7 分类指标GI(Group Index)和运行方式综合指标OMCI(Operation Mode Comprehensive Index)

由层次分析法不难得到:

由上述算法可知,综合指标取值范围是[0,1]。

4 算例分析

采用本文提出的评估算法,对上海某地区35 k V地区电网正常运行方式和有4条支路待检修的检修方式进行评估。该地区电网包括2个220 k V站(电源站),8个35 k V变电站,63条35 k V线路,总负荷为136.87 MW。在二次设备方面,本算例充分考虑了21套备自投设备,但忽略继电保护装置、重合闸装置等的影响。因篇幅有限,只列出算例的网络层拓扑图和其中某相关站的变电站层拓扑图,如图4和图5所示。

4.1 正常运行方式评估结果

对算例电网采用本文提出的指标体系和算法进行计算。首先计算指标体系中第三层的成分指标,如表2所示。

根据上述结果采用层次分析法计算指标体系中第二层的分类指标,如表3所示。

最后用层次分析法在分类指标的基础上计算运行方式综合指标,计算结果为0.922 7,说明该正常方式下的电网运行良好。

4.2 检修方式评估结果

该电网在某时间段内有4台设备需检修,如表4。

该地区电力部门的运行方式编制人员编制出如表5所示的两种可行的检修方式。

结合图4和图5不难看出,当44号变压器检修时,1号线路需要陪停,因此上述两种方式相比,后者前者对1号线路的检修充分利用了44号变压器线检修的时间,减少了断路器投切次数,应优于后者。

采用本文提出的方法计算检修方式下的指标体系。检修方式1的操作复杂度指标计算结果为0.751 5,运行方式综合指标计算结果为0.914 9,检修方式2的操作复杂度指标计算结果为0.624 2,运行方式综合指标计算结果为0.905 5。对比上述结果说明本文提出的方法正确地反映了运行方式的优劣。

5 结论

本文建立了地区电网运行方式的评估方法,包括指标体系和具体计算方法,并介绍了评估方法实施中所采用的关键技术。应用该方法评价了上海某地区电网的正常运行方式,比较了两种检修方式,计算结果表明本文提出的评估方法可以正确地评价地区电网运行方式的优劣,为电力调度部门的运行方式编制工作提供科学依据。

参考文献

[1]谢君.电网运行方式及设备检修的可靠性评估(硕士学位论文)[D].合肥:合肥工业大学,2006.XIE Jun.Research on Reliability of Operation and Maintenance of Power Network,Thesis[D].Hefei:Hefei University of Technology,2006.

[2]Ni Ming,McCalley J D,Vittal V.Online Risk-based Security Assessment[J].IEEE Trans on Power Systems,2003,18(1):258-265.

[3]Singh C,Chander T P,Jun Feng.Convergence Characteristics of Two Monte Carlo Models for Reliability Evaluation of Interconnected Power Systems[J].Electric Power Systems Research,1993,28(1):1-9.

[4]冯永青,张伯明,吴文传,等.基于可信理论的电力系统运行风险评估(一、二、三)[J].电力系统自动化,2006,30(1-3).FENG Yong-qing,ZHANG Bo-ming,WU Wen-chuan,et al.Power System Operation Risk Assessment Based on Credibility Theory(Part One to Three)[J].Automation of Electric Power Systems,2006,30(1-3):17-23.

[5]孙元章,刘海涛,程林,等.运行可靠性在线短期评估方案[J].电力系统自动化,2008,32(3):4-8.SUN Yuan-zhang,LIU Hai-tao,CHENG Lin,et al.A Scheme for Online Short-term Operational Reliability Evaluation[J].Automation of Electric Power Systems,2008,32(3):4-8.

[6]Augugliaro A,Dusonchet L,Mangione S,et al.Fast Solution of radial Distribution Networks with Automated Compensation and Reconfiguration[J].Electric Power System Research,2000,56:159-165.

[7]罗党,刘思峰.一种灰色模糊决策问题的熵权分析方法[J].中国工程科学,2004,6(10):48-51.LUO Dang,LIU Si-feng.Analytic Method to a Kind of Grey Fuzzy Decision Making Based on Entropy[J].Engineering Science,2004,6(10):48-51.

[8]肖峻,王成山,周敏.基于区间层次分析法的城市电网规划综合评判决策[J].中国电机工程学报,2004,24(4):50-57.XIAO Jun,WANG Cheng-shan,ZHOU Min.An IAHP-Based MADM Method in Urban Power System Planning[J].Proceedings of the CSEE,2004,24(4):50-57.

阶段验收评估专题大气 篇2

第Ⅰ卷(选择题，共50分)

一、选择题(每小题2分，共50分)(2013·哈师大附中月考)地膜覆盖是一种现代农业生产技术，进行地膜覆盖栽培一般都能获得早熟增产的效果，其效应表现在增温、保温、保水、保持养分、增加光效和防除病虫草等几个方面。结合右图，完成1～2题。

1．我国华北地区在春播时进行地膜覆盖，可有效地提高地温，保障了农作物的正常发芽生长，其主要原理是

A．减弱了地面辐射 B．增强了大气逆辐射 C．增强了太阳辐射的总量 D．增强了对太阳辐射的吸收

2．山东胶东的一些果农夏季在苹果树下覆盖地膜，其主要的作用是（）A．减弱地面辐射，保持地温 B．反射太阳辐射，降低地温 C．反射太阳辐射，增加光效 D．吸收太阳辐射，增加地温(2013·温州一级中学八校联考)2012年12月15日，山东、山西、河南、陕西、江苏、北京、内蒙古自治区局部以及重庆中西部等多地遭遇了大雾天气，一些地方能见度还不足50米。据此回答3～4题。

3．由材料可知，深秋初冬时节是该地大雾的多发期，这其中的原理是（）A．昼夜温差较小，水汽易凝结，但风力微弱，水汽不易扩散

B．昼夜温差较小，水汽不易凝结，直接悬浮于大气中

C．昼夜温差较大，水汽不易凝结，直接附着在地面上

D．昼夜温差较大，水汽易凝结，且该季节晴朗天气多，有利于扬尘的产生

4．白天的大雾天气使空气能见度降低的原因之一是 A．大雾削弱了地面辐射 B．大雾对太阳辐射具有反射作用

C．大雾改变了太阳辐射的波长

D．大雾增强了大气逆辐射(2013·济南一中检测)下图为“近地面与3 000m高空垂直气压差示意图”。读图完成5～6题。

5．若a、b、c位于同一纬度，则下列情形可能出现的是（）()

①a、c代表冬季的海洋 ②a、c代表夏季的海洋 ③b代表白天的陆地 ④b代表晚上的陆地

A．①③

B．②③ C．①④

D．②④ 6．若a、b、c位于同一条经线，且a、b、c三地之间形成的环流属于三圈环流的一部分。则下列叙述正确的是

A．a、c之间的距离接近6 660km B．近地面大气可能由b向a、c流动 C．a、b和a、c之间一定盛行信风

D．a、c所代表的气压带移动方向一定相反(2013·湖北黄冈中学一模)据俄罗斯媒体2012年12月10日报道，欧洲近日遭受严寒和暴风雪袭击。捷克局部地区达到－26℃的低温，共有7人死于严寒。瑞士9日发生雪崩，导致11人死亡。下图为“欧洲12月等温线分布图”。据此完成7～8题。

()

7．图中甲、乙、丙三地等温线出现了较大的弯曲，下列原因解释不正确的是()

A．洋流

B．地形

C．海陆差异

D．自然带差异

8．导致欧洲这次出现暴风雪低温天气的根本原因是 A．西风带势力增强

B．极地冷湿气流强烈南下 C．蒙古高压控制

D．冰岛低压控制(2013·皖北四市联考)气球作为探空的工具已经被广泛使用。下图示意我国某中学课外实验小组15个成员利用气球进行的100米高空测量气压的实验，图示数据为测得的气压值(单位：百帕)。据此回答9～10题。

9．图中风力较为强劲的实测点是

A．1 01B．1 010 C．1 007

D．1 003 10．从1 010实测点到1 004实测点，下列说法正确的是（）A．气压逐渐升高

B．风向由西北风转为西南风 C．气温呈下降趋势 D．天气由晴转阴(2013·长沙一中月考)读“2012年11月20日10时(北京时间)东亚部分地区等压线分布示意图”，回答11～12题。

11．下列关于图中甲、乙两地的说法正确的是 A．甲、乙两地均为偏西风 B．甲地风速大于乙地

C．甲地位于冷锋锋前，多阴雨天气 D．乙地位于暖锋锋后，天气炎热干燥

12．某一研究性学习小组对照多年统计资料发现，甲地降水量多集中在冬季，而乙地降水量却集中在夏季。产生这种差异的主要原因有（）①地形 ②盛行风 ③纬度 ④洋流 A．①③

B．②④

C．①②

D．③④(2013·南通月考)中央气象台监测显示，受较强冷空气影响，2012年11月7日至13日，东北、华北、西北地区东部、内蒙古、黄淮北部等地出现大到暴雪，河北、山西等地暴雪创记录，灾情严重。据此回答13～15题。

13．材料所述的天气系统是

14．该天气系统最有可能出现在下图中的

()

A．A处

B．B处 C．C处

D．D处 15．此时甲地吹

A．西北风

B．东北风 C．西南风

D．东南风(2013·寿光检测)自2012年9月18日起，入夏以来的最强台风袭扫我国东南各省。22日，台风刚过，一股较强冷空气又自西向东影响我国大部，导致局地降温超过15℃。受此影响，我国南方各省集体入秋。据此回答16～17题。

16．19日，登陆后的台风中心经过了我国南方某地，继而在23日该地又迎来冷空气过境。上图四条曲线中，能正确反映从18日到24日该地气压变化特点的是

A．①

（）B．② C．③

D．④ 17．下列日期中，最低气温最可能出现在 A．18日

B．19日 C．23日

D．24日(2013·山东省实验中学模拟)气温距平(单位：℃)是指某地气温与同纬度平均气温之差。读“亚欧大陆某季节气温等距平线图”，A、B分别在不同等距平线上，回答18～19题。

18．若A地1(月均温是)5℃，则B地1月均温最有可能是()

A．－16℃

B．－14℃ C．－11℃

D．－7℃ 19．下列叙述正确的是

A．东岸受暖流影响且地势很高，所以气温距平较小 B．东岸的太阳辐射较弱，所以气温距平较小（）C．西岸受暖流和西风的影响，所以气温距平较大 D．西岸终年多雨，大气的保温效应明显，所以气温

较高，气温距平较大

(2013·山师大附中模拟)下图为“西太平洋副热带高压脊线位臵示意图”。读图回答20～21题。

20．当西太平洋副热带高压脊线移到图示位置时 ①长江三角洲地区都吹东北风

②副热带高压南侧洋面处于台风活动期 ③台湾海峡受上升气流影响而多雨 ④华北地区干燥少雨

A．①②

B．②③ C．③④

D．②④

第Ⅱ卷(非选择题，共50分)

二、综合题(共50分)26．(2013·北京海淀区期中考试)下图为“2012年9月14日某区域海平面等压线分布图(单位：百帕)”。读图回答下列问题。(15分)

(1)写出A地的气压值范围。(2分)

(2)判断B地所处的天气系统名称并说明理由；若该天气系统加强，可能引发哪种气象灾害及目前应采取的主要预防措施。(5分)

(3)与C地相比，判断D地的风力大小，并简述判断理由。(4分)

(4)判断图中字母E代表的锋面类型名称；描述当锋面E移到甲地时，甲地的天气现象。(4分)27．(2013·苏北四市联考)图甲为世界某局部区域示意图，图乙为该局部某岛屿的放大图，读图并根据所学知识回答问题。(15分)

(1)比较图乙中虚线框内东南部与西北部地形特征的差异，并说明判断的理由？(6分)

()

(2)图乙虚线框内的地形特征对气候要素有明显的影响，请分析具体的影响情况？(6分)

(3)图甲中145°E东侧的岛屿被俄罗斯人称为“烟雾列岛”，简要分析原因？(3分)

答

案

阶段验收评估(二)大气

1．A 2.C 第1题，我国北方春播时地温较低，进行地膜覆盖，可有效地减弱地面辐射，从而减少地面热量的散失，起到保温的效应。第2题，果树下进行地膜覆盖可反射太阳辐射，增加光效，提高光合效率，而且可使苹果着色均匀，提高产品质量。

3．D 4.B 第3题，该地位于西北干旱半干旱地区，深秋初冬时节降水少，气候干旱，昼夜温差大，水汽易凝结；晴天多，表层土壤松散干燥，易产生扬尘，凝结核较多。第4题，雾的反射作用较强，使白天空气能见度降低。

5．B 6.A 第5题，由图中a、b、c三地近地面与3 000m高空气压差大小可知，近地面a、c为高压，代表夏季的海洋，b为低压，代表白天的陆地。第6题，a、b、c位于同一条经线上，且a、b、c三地之间形成的环流属于三圈环流的一部分，则a、c为两个高压带，它们之间相距60°即6 660km。

7．D 8.B 第7题，甲、乙、丙三地等温线出现的较大弯曲，其成因包括海陆分布、地形、洋流。第8题，极地冷湿气流强烈南下，是导致欧洲这次出现暴风雪低温天气的根本原因。

9．A 10.B 第9题，图中1 001实测点与1 014实测点的气压差值与两点间的距离的比值最大，故1 014实测点的风力最强。第10题，图示为低压槽，槽线为1 000实测点和1 012实测点之间的连线，槽线以北为冷气团、以南为暖气团。由1 010实测点到1 004实测点，是从冷锋的锋后到锋前，气压逐渐降低，气温逐渐升高；锋后是西北风，锋前是西南风；冷锋的雨区在锋后。

11．A 12.C 第11题，根据海陆轮廓可以判断出日本东部海域有一低压存在。甲、乙两地均位于低压中心西侧，受地转偏向力、水平气压梯度力和摩擦力的共同影响，甲、乙两地均盛行偏西风；甲地等压线不如乙地稠密，故乙地风速大于甲地；图中甲、乙两地均位于冷锋后侧，受单一冷气团控制，低温干燥。第12题，甲地位于日本海沿岸，乙地位于太平洋沿岸，两地降水量存在季节性差异的根本原因是不同季节盛行风产生的地形雨不同。冬季，甲地位于西北风的迎风坡，乙地位于西北风的背风坡；夏季，甲地位于东南季风的背风坡，乙地位于东南季风的迎风坡；故甲地降水主要集中在冬季，乙地降水主要集中在夏季。

13．A 14.A 15.D 第13题，由材料所述可知该天气系统为冷锋，因此图A正确。第14题，图中C、D两处位于高压脊上，没有形成锋面，B处形成暖锋，A处形成冷锋。第15题，由此时甲地的气压状况，可以判断出此时该地吹东南风。

16．A 17.D 第16题，台风登陆时气压最低，冷空气控制气压升高。第17题，24日受冷空气影响最大，气压最高，气温最低。

18．C 19.C 第18题，利用A地1月均温5℃，结合A地的气温距平为8℃，可算出50°N的月均温为－3℃，而B地的气温距平为－8℃，可算出B地1月均温为－11℃。第19题，西岸受北大西洋暖流和西风的影响，气温偏高，为正距平；东岸受强大的冬季风影响，气温低于同纬度其他地区，为负距平。

20．D 21.B 第20题，当西太平洋副热带高压脊线位于图示位臵时，长江三角洲位于副热带高压脊线的西北部，此时多盛行偏南风；台湾海峡此时正处于副热带高气压带控制下，天气炎热干燥。第21题，当西太平洋副热带高压脊线位于图示位臵时，此时锋面大致位于25°N附近，若为6月份，锋面正在北进，江淮地区正值“黄梅时节家家雨”；若为9月份，锋面正在南退，此时为秋季，即“雨滴梧桐秋夜长”。

答案：(1)1 010～1 015百帕。

(2)气旋(或：低压中心)。从图中可以看出风向(气流)从四周吹向中心(向中心辐聚)。台风。加强台风的监测和预报。

(3)D地的风力大于C地。D地等压线密集，水平气压梯度大，风力大。

(4)冷锋。雨雪、大风、降温。

27．解析：第(1)题，图中地形特征差异及原因从河流的流向及分布做出判断。第(2)题，地形对气候特征的影响包括气温和降水，结合风向阐述其影响。第(3)题，结合气候气象要素分析烟雾的成因，海洋水汽充沛，在寒流的影响下多雾。

答案：(1)地形特征的区别：东南部总体地势高于西北部，起伏较大(或西北部地形平坦，东南部以山地为主，起伏较大)。

判断理由：东南部河流流程短，西北部河流流程较长，说明区域内分水岭位置偏向东南部。

(2)虚线框中的地形对气候的具体影响表现在对降水的影响。

夏季由于受东南季风影响，东南季风在山地的南侧(东南侧)受到抬升，产生丰富的地形雨，而北侧(西北侧)则处于背风坡，降水减少；冬季由于受西北季风影响，西北季风经过北侧海洋携带的水汽遇山地阻挡，在其北侧形成丰富的降雪，而南侧则处于背风坡，降雪相对较少。

(如学生回答对气温也有影响也可以，东南部地区地势偏高，使其气温偏低等。)

整改：本科教学合格评估的重要阶段 篇3

关键词：本科教学合格评估；整改；效益

中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2013）23-0342-02

教育部关于《全面提高高等教育质量的若干意见》中明确指出，健全教育质量评估制度，实行分类评估，对2000年以来，未参加过评估的新建本科高校实行合格评估[1]。合格评估一般分为自我评估、专家组进校评估和整改三个阶段[2]。这三个阶段是本科教学合格评估的一个完整过程。怎样才能巩固评建成果，解决问题，科学发展，形成质量保障长效机制，是每一所新建本科院校合格评估需要认真思考和正确对待的问题。

一、整改是本科教学工作合格评估的重要措施

（一）从本科教学合格评估方针来看，整改是评估必要手段。“以评促建、以评促改、评建结合、重在建设” 我国本科教学合格评估的方针。“以评促建”就是以评估带动学校各项建设和发展；“以评促改”就是通过评估工作推动学校改革与创新：“以评促管”就是要通过评估更新学校的管理观念，提高管理水平；“评建结合”与“重在建设”是手段，通过评估，提高教学质量和人才培养质量是目的。而整改是本科教学合格评估的出发点和落脚点。

（二）从评估的过程来看，整改是本科教学合格评估的重要环节。整改是对学校自我评估、专家组进校评估的拓展和延伸。自我评估是被评学校对照评估指标体系和评估方案，总结学校教学工作经验，找出办学中存在突出问题，提出改进措施，撰写自评报告。专家组进校考察评估通过深度访谈，现场听课，座谈走访，查阅资料，校园实习实训基地考察等形式，对被评学校本科教学工作进行全面深入的现场考察，向学校反馈，提出办学存在问题及解决的建议和意见。根据专家组提出办学中存在问题及建议和意见，结合学校实际，研究制定整改方案，实施有效的整改，这个过程需要一年时间。由此看来，本科教学合格评估三个阶段是彼此相互联系的，构成了本科教学评估的全过程。

（三）从评估的目的的作用来看，整改是促进教学质量提高的关键。教育部关于普通高等学校本科教学评估的意见指出，合格评估的重点是考察学校基本办学条件，基本教学管理和基本教学质量，学校服务地方经济社会发展的能力和应用型人才培养的能力，学校教学改革和内部质量保障体系建设和运行情况[3]。从本科教学合格评估的实践来看，本科教学合格评估促进了政府对学校投入，生均经费达到了国家规定标准12 000元，改善了办学条件，加强了教学基本建设，进一步明确了指导思想和办学定位，深化了教学改革，提高了管理水平，是推动学校提高质量、加强内涵建设的有效途径。

二、本科教学工作合格评估整改中不可忽视的主要问题

（一）被评高校对整改工作的重要性认识不足。从目前高校本科教学合格评估的实践来看，不少高校存在认识上偏差：一是评估工作已经结束，没有存在什么可整改的，有“船到码头车到站”思想。二是认为教学中有些问题已在自评自建阶段解决了，剩下问题一时难以解决，可以留待以后解决。三是认为整改阶段主要是应付上级部门检查，走过场、做表面文章。这些认识上的偏差导致的结果，工作懈怠，整改工作摆不上重要位置，整改工作任务不明确，或有整改方案，但过于笼统，避重就轻，拐弯抹角，没有具体的安排和实施。

（二）政府和教育行政部门对整改工作重要性认识不足。2000年以来，新建本科院校大都地处省辖市，办学体制为“省市共建，以市为主”，在本科教学合格评估前两个阶段，尤其是对专家进校评估十分重视，有些地方教育行政部门还组织本省市专家预评估，一旦通过专家组评估，不仅仅是高校松口气，而且地方政府一些承诺大打折扣，把是否通过评估作为一种荣耀，对整改不仅难以列入工作计划，而且很少有人问津，甚至束之高阁，不予理睬。

（三）在顶层设计上，缺少评估整改工作制度体系。由于高等教育评估研究和实践在我国历史比较短，这方面的规章制度也尚待完善。高校自身教学评估实施的时间更短，相关规章制度更少。2011年至2012年教育部出台的关于全面提高高等教育质量的若干意见和关于普通高等学校本科教学评估工作的意见中对学校自评自建、专家进校评估、评估内容、基本形式、结论使用规定的比较详尽，操作性比较强。但对如何整改，仅在2011年教育部关于普通高等学校本科教学评估工作的意见第10条，完善中央和省级政府两级分工组织管理中，规定省级教育行政部门组织实施本地区所属高校的审核评估工作，一笔带过，对学校评估整改工作一字无提，教育部评估中心仅规定了在教育部专家组评估考察结束后两个月内，学校将整改方案寄达评估中心，整改时间为一年，结束后将整改报告寄达评估中心，学校整改评估作为下一轮评估专家组进校考察评估的重要内容。从本科教学评估制度体系上不难看出只重视前期，自评、自建、专家进校评估，淡化了评估整改，与本科教学评估的宗旨不相符合。

三、整改工作主要措施

（一）要充分认识整改工作必要性和艰巨性。整改具有开放性、民主性、科学性和公正性特点，具有提升评估内涵、巩固评估成效的重要作用。整改是一个参照标准，是逼近标准化过程，没有整改，想一定程度上评估工作就失去了意义。从评估整改实践来看，专家进校考察评估一结束，根据专家组提出的问题和不足，及时梳理，认真分析，及时制定整改方案，召开整改动员会议，明确提出要像抓评估一样抓整改，做到不懈怠、不动摇、不做表面文章，做到评建班子不散，评建力量不减，评建力度不降，党政一把手亲自抓，负总责。通过多种形式对学校全体教职员工宣传教育，达到了思想高度统一，行动高度自觉，形成了党政统一领导，整改办统筹协调，院系整改主体，部门积极配合，师生广泛参与的整改机制，切实调动了广大师生员工参与整改的积极性和主动性。

（二）理清问题，明确思路，突出整改工作重点，注重针对性、实践性、长效性。从学校层面来看，整改主要在办学理念、办学指导思想、办学定位以及教学工作总体思路等方面进行剖析，形成管理层面上整改思路，使学科建设、师资队伍建设、本科教学条件和基础课程建设、校园环境建设更加科学合理，使得顶层设计更加符合人才培养的要求。从院系层面来看，整改要突出学科专业建设和人才培养模式的研究，使得各教学环节的管理更加科学、规范到位，将人才培养任务落到实处。从每个人的整改来讲，要根据自己的岗位要求，认真履行岗位职责，立足岗位做贡献，在点点滴滴中体现工作的质量和水平。要规范行为，爱岗敬业，扎扎实实地把各项工作做好。

（三）建立整改机制，使整改成为一种教育教学的常态。整改过程是一个不断规范办学规章制度，不断发展办学理念，不断完善教学条件的过程，不断将评估中形成的丰厚成果、思想观念成果、制度成果、校园文化成果固化下来，传承下去的过程。要建立整改机制，破除行政系统主导学校办学，还教学院系和师生管理学校的主体性，让更多的师生能参与到学校的日常运转。通过整改，使师生的人心真正凝聚在一起，致力于提高自身素质，提高教育质量，才能在阳光下提升学校的社会声誉，声誉一旦建立，他就是一所大学独一无二的最大财产[6]。从而使学校成为充满生机与活力的有机体。

（四）整改要统筹兼顾，注重四个结合。整改是一个解决问题、寻求发展的过程，不是为了整改而整改，从我校整改工作实践来看，要做到四个结合。一是坚持重点整改与全面建设相结合。逐条研究专家组提出的问题和建议，逐项落实整改措施。全面推进教学建设，深化教学改革，强化教学管理，优化教学资源配置和利用，从总体上推动本科教学工作上新台阶。二是坚持阶段性整改与教学规范化建设和建立长效机制相结合。要抓住整改契机，解决突出问题和主要矛盾。同时，把整改工作与日常工作结合起来，与巩固评建成果结合起来，特别是要与建立、完善教学工作规范、建立长效机制结合起来。三是坚持把整改工作与落实学校“十二五”规划、实现奋斗目标结合起来。通过一年的集中整改，切实抓好“十二五”规划后2年的工作，进一步巩固教学中心地位，扩大评建成果，提高教学水平，增强办学实力，为实现“十二五”奋斗目标奠定坚实基础。四是坚持领导分工负责与全体师生广泛参与相结合。继续实施评建工作校级领导分工和负责院系制度，院系党政共同负责制度和全员参与制度。从组织上、制度上、任务上和督查督办、责任追究等方面，确保领导到位、任务到位、工作到位。

（五）加强制度建设，将整改工作纳入评估有关的制度法规建设之中。本科教学工作合格评估三个阶段是一个统一的有机整体。因此建议国家在制定本科教学评估相关规章制度时，不但要规定本科教学评估的组织程序、评估方法和专家纪律，还要将后期整改工作的有关问题纳入其中。为了达到整改效果，教育行政部门要切切实实施对整改工作的评估，各级教育行政部门都要将整改纳入到本科教学评估的工作计划之中，加强对整改工作的领导和监督。同时，还要制定奖惩措施，鼓励和表彰整改工作做得好的高校，对于忽视整改的高校应提出批评，通过新闻媒体向社会公布，接受社会的评判和监督。

参考文献：

[1]教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见（教高[2012]4号）http：//www.heec.edu.cn/modules/wenjianfabu_d.

jsp id=3090.

[2]季平.加强质量保障体系建设，扎实搞好合格评估工作，2012-4-27 http：//www.heec.edu.cn/modules/news_detail.jsp

id=1501.

[3]教育部关于普通高校本科教学评估工作的意见（教高[2011]9号）http：//www.heec.edu.cn/modules/wenjianfabu_d.

jsp id=1107.

[4]黄娅.整改：本科教学评估的重要环节[J].高教发展与评估，2005，（4）：21.

[5]吴梅兴.在扎实整改中推进教学质量提升[J].中国高等教育，2007，（13.14）：42.

[6][美]伯顿·克拉克.探究的场所——现代大学的科研和研究生教育[M]. 王承绪，译.杭州：浙江教育出版社，2002：247.

并网光伏的短期运行备用评估 篇4

由于经济政策方面的扶持与导向和技术本身的不断发展与进步,全球光伏发电出现了爆炸性增长[1]。在欧盟国家中,德国最先执行“上网电价”法[2],其光伏安装容量已经达到很可观的水平,这使得整个欧盟在2010年光伏新增容量比风电还要多1.8GW。美国的光伏安装容量暂时还没有实质性的显著增长,其在2010年的光伏累计安装容量仅占全球市场的5.9%。中国光伏安装容量在2010年新增500 MW,虽然在累计安装容量方面可以排进世界前10位,但论及绝对安装容量水平还不及德国的十分之一。而根据“十二五”规划目标,到2015年可再生能源在能源消费中的比重将达到11.4%,其中光伏规模至少要达到10GW[2]。因此,在未来几年将会出现光伏持续大容量增长的情况。

电力系统在正常运行过程中,除了要保证提供与负荷相当的发电容量外,还要提供一定的备用容量,以应对突然出现的故障停运事件和负荷预测误差导致的功率缺口。由于光伏这种异于常规电源的可再生能源发电技术的功率输出具有很大的随机性与间歇性[3],而且目前针对光伏发电出力预测的研究相对较少[4],所以大规模光伏并网对系统运行备用的需求将产生严重影响。

目前,关于运行备用评估的方法按其采用的技术基础可以分为确定性方法和概率方法2类[5,6];按其评估的时间尺度则可以分为短期和长期2种[7]。确定性方法通常以全网运行最大机组容量为基础,再加上一定比例的预测峰荷或系统总运行容量值,以此确定运行备用[5,8]。这种方法虽然应用起来比较简单,但却没有考虑到整个系统运行工况的变化,同时也无从衡量它的价值效益。概率方法通常以考察对象系统内机组运行统计特性为基础,按照不同时间尺度的评估目的选取对应的概率参数与负荷指标进行计算。按此方法得到的结果不仅可以量化指标的形式,表征系统资源调度配置的优劣,同时还可作为系统进一步优化的基础。对于可再生能源接入系统后对运行备用的影响,现阶段在风电方面的研究较多[7,9,10,11],而在光伏发电方面的研究则较少。既然光伏发电在未来发展的一个重要趋势是大规模并网应用,那么建立适当的评估模型来考察光伏并网后对系统运行备用的影响就显得尤为重要。本文根据光伏发电系统的能量转换特性和发电原理先建立了基于蒙特卡洛方法的太阳辐照度时变模型,并在此基础上建立起完整的功率输出模型,对该模型进行大量的模拟仿真,形成考虑时段功率变换特征的马尔可夫转移矩阵。再应用该模型进一步扩充PJM法[12],使之可以评估含光伏系统的风险度。最后,结合一个测试系统算例,对含有光伏的系统运行备用进行评估,以评价光伏并网对系统的作用及所述模型的有效性。

1 光伏发电系统模型

光伏发电是利用光生伏打效应将太阳的辐射能直接转化为电能的能源变换系统,而太阳的辐射能则来自于太阳内部由于高温高压条件而不断发生的核聚变反应。这部分能量大小在未进入地球大气层之前完全可以依照日地天文关系准确计算得出,而进入大气层后则主要由大气透明度引起它的随机变化,这一变化程度通常由逐时晴空指数(hourly clearness index)kt来表征[13],它在数值上等于水平面上每小时接收到的太阳辐射It与地外总辐射的比值。此外,为了最大化利用太阳辐射能,通常光伏面板与水平地面之间都会存在一定夹角,该角度的存在使得到达斜面上的太阳辐射组成分量增加为3个,分别是直接辐射、散射辐射和反射辐射,它们之间的计算关系如式(1)所示:

式中:Ib和Id分别为直接辐射和散射辐射;Iβ是倾角为β的光伏面板单位面积上每小时接受到的太阳辐射,对于双轴跟踪系统,每个时刻光伏面板的倾角取该时刻太阳高度角的余角[14];ρ为地表反射率;Rb为斜面和水平面上接受到的直接辐射比值,它在数值上可以直接表示为斜面与水平面上的入射角余弦比值。

由文献[15-16]可知,每小时水平面上散射辐射与总辐射It的比值可以表示为逐时晴空指数的分段线性或四次函数,而总辐射又由直接辐射与散射辐射2部分构成,也就是说式(1)中每一部分都可表示为逐时晴空指数的函数。换言之,逐时晴空指数kt是求取每小时到达斜面上总辐射涉及的唯一变量。因此,只要知道了kt的分布函数,即可通过逆变换法将之用于蒙特卡洛仿真的抽样过程。

根据已有的研究结果可知,一旦每月逐时晴空指数的均值ktm已知,那么由它便可以确定对应地点的kt在当月的概率密度函数[17],即

式中:kth为kt的最大值;v为由kth和ktm所决定的常数,其具体表达式可参见文献[17]。

令F(kt,ktm)=Y为kt关于ktm的分布函数,则蒙特卡洛仿真中用于模拟产生kt的函数表达式为:

式中:Y为在区间(0,1)上服从均匀分布的随机变量;W(·)为朗伯函数。

在得到逐时太阳辐照度之后,即可根据光伏面板性能参数得到光伏发电系统的功率输出,它们之间存在如式(4)所示的线性关系[18]:

式中:SCA为电池面积;Pmt为t时刻的电池输出功率;ηct为t时刻的电池能量转换效率。

2 PJM方法

PJM方法是由美国宾夕法尼亚—新泽西—马里兰互联系统提出的进行运行备用风险评估的方法,它可以用来确定在未来一段时间内已投运的发电容量刚刚能够或不能够满足期望负荷需求的概率,这个概率被称为机组投运风险度(unit commitment risk,UCR)。这段时间被称为前导时间(lead time),前导时间内不允许有任何新增机组投运,因此,UCR就能够代表前导时间内已投运发电容量刚好可以满足负荷需求的风险度。

PJM方法的关键在于容量停运概率表(capacity outage probability table,COPT)的建立。COPT的实质是根据系统内发电机组的可靠性模型得到这些组合产生的各种容量水平出现的概率,COPT可以通过逐次地机组追加迭代过程建立起来。传统发电机组用两状态模型来表示,在假定其平均无故障工作时间与平均修复时间均为指数分布的前提下,如果已知机组在t=0时刻是正常运行状态,则在投运前导时间T内发生停运的概率为[12]:

式中:λ和μ分别为元件故障率和修复率。

由于前导时间通常比较短,所以可以不考虑维修过程,因此,式(5)可以改写为:

同样地,由于机组失效率通常比较小,而前导时间也比较短,所以有λT≪1,从而可以进一步简化为:

式(7)结果被称为停运替代率(outage replacement rate,ORR),它代表前导时间内机组出现故障的概率。由式(7)可知,ORR不是常数,而是会跟随研究阶段的延伸而增长。将一台容量为C的机组追加到系统后,停运容量为X状态的累积概率为:

式中:P(X)和P′(X)分别代表追加机组前后,停运容量为X状态的累积概率;rORR为机组停运替代率。

由于运行备用风险评估研究时间相对较短,因此,可以假设研究期间负荷保持恒定,所以发电模型不需要与负荷模型合并,此时由COPT中的累积概率即可获得UCR指标。

3 光伏系统瞬时状态概率分析

PJM法的主要内容是计算发电容量还不能被替代的前导时间内,系统中已投运容量刚刚能够或不能够满足期望负荷的概率。它与常规发电充裕度评估相似之处在于系统COPT的建立。在采用解析法进行含光伏系统的发电可靠性计算中,通常采用经由大量仿真或实测数据得到的包含多个降额状态的稳态概率分布模型,由于忽略了作为源动力的自然资源与环境和时间的强依赖和强相关特性,这样的模型是不能够用于运行备用评估的,因而必须建立适用于短期运行评估的瞬时概率模型。

由文献[19-20]可知,如果能够知道法向直接辐射(direct normal solar radiation)和水平面散射辐射(diffuse horizontal solar radiation)的数据,就可以用一个双变量一阶马尔可夫链来描述有光照的时间区间内2个相邻时段的辐照度联合转移过程;或者如果光伏系统输出功率数据已知,也可以用一阶马尔可夫链来描述单位时间内的输出功率转移过程。基于光伏系统输出功率与入射太阳辐照度之间的线性关系和上述已有研究成果,可知到达斜面上的辐射总量也可用一个马尔可夫链来表示,这一结论可用于建立光伏功率输出的瞬时概率模型。

光伏输出功率瞬时状态概率模型可按以下步骤进行。

步骤1:应用式(1)—式(3)的基于蒙特卡洛的方法对全年太阳辐照度进行大量仿真。

步骤2:根据仿真得到的辐照数值,以一定步长划分出n个状态,统计相邻时刻以某状态为起始态的状态转换频率。依据大数定理,得到状态转移矩阵。

需要注意的是,太阳辐照度的变化具有很强的时间特性与季节特性,因此,在形成不同前导时间的状态转移矩阵时,至少要按照季节选取每季的典型日来计算,如果划分的再细些可以按照月份来选取典型日进行计算。经过大量仿真后得到中国西部某地不同季节入射光辐照度一日各时段的变化曲线,如附录A图A1所示。可以看出,无论是哪个季节,在一日24h内太阳辐照度基本的变化趋势一致,即由早晨日出后经历一个上升区间,在正午达到最大值后开始下降,到傍晚最终减弱至0。而就季节来看,测试所选地点位于北半球,其在夏至时太阳高度角最高,冬至时太阳高度角最低,因此,表现在辐照度上就是夏天辐射最强、春秋次之、冬季最差,冬季不仅日照时间短,辐射量也较低。

4 算例分析

4.1 算例系统参数

上述模型被应用到一个专门的可靠性测试系统RBTS[21]中,并在MATLAB中编制程序,对加入光伏后的系统短时运行备用进行评估。原始测试系统包含11台传统发电机组,总装机容量240 MW,系统峰荷185 MW。算例中光伏电站采用的光伏面板在标准测试条件下最大功率输出为280 W,转换效率为14.4%,单块电池面积约为2m2。所考察的光伏电站位于中国太阳能资源比较丰富的Ⅰ类地区,其每年月平均晴空指数为0.496。

4.2 光伏系统资源状况分析

由上述分析及文献[19-20]可知,尽管入射光辐照度在季节上分布差异比较明显,但是它在以月为单位的时间段里的变化可以认为是一致的;此外,由于马尔可夫链的一步记忆性与太阳辐照度在一日内的典型变化趋势,每个转移矩阵的作用区间确定为1h。

依据第3节所述方法建立的冬夏2个季节典型月份入射辐照度在清晨与正午时间从某一典型状态出发的转移概率图如图1—图4所示。入射辐照度以120 W/m2为步长在区间(0,1 200)内划分出10个状态。图中:1,2,…,10表示状态;小数表示转移概率。

由图1、图2可知:冬季日照时间短、日出比较晚,在08:00时刻有效太阳辐照度基本为0,因而其起始态只能是状态1,而且在08:00—09:00这个时间段太阳辐照度也不可能发生跃变,而是以极大概率停留于状态1,或是逐渐过渡至状态2;而夏季日出早,所以在该时刻辐射度已经达到一定水平,而从整体概率水平来看,在该时间段内辐照度基本是以上升趋势为主,发生跳变的可能性很小。由图3、图4可知:冬季辐照度要比夏季低很多,在12:00—13:00这个理应出现全天日照最强的时间段,1月所能达到的最佳水平是状态8,但概率极低;相反是以更大的概率向较低辐射水平转移;由于晴空指数的影响,在正午时刻光照变化更加随意和剧烈,尤其是在夏季。

4.3 短期运行备用风险评估

按文献[21]给出的优先顺序调度5台传统机组,总调度容量为160 MW、光伏安装容量为36 MW、前导时间为1h时的夏冬两季典型时刻的UCR变化曲线如图5所示。

调度5台机组,但光伏安装容量为60 MW、前导时间为1h的夏冬两季清晨时刻的UCR变化曲线如图6所示。

由图6可以看出:①在冬季清晨08:00左右,由于太阳辐照度比较差,所以其UCR曲线体现出与无光伏时相近的强离散特性,这意味着,较低的光伏容量对于改善此时刻的UCR没有太大贡献,而由于接近正午时刻,转移状态的多样性与不确定性增加了UCR曲线的连续性,光伏系统发电在短时变化的多态性使系统负荷发生变化时的投运风险度变化显著,在一定负荷水平下,夏日正午时刻的系统可以获得最佳UCR水平;②光伏安装容量越大,其对不同时刻的UCR影响越大,即光伏对于改善系统的UCR有积极贡献。

UCR是评价一定研究时段内系统备用充足程度的指标,与该指标对应的是评价周期内已投运容量可以承载的负荷水平。作为一个决策变量,如果事先规定了一个系统可以接受的UCR指标大小后,则可以确定在该标准基础之上的峰荷承载能力。前导时间为1h,UCR分别为0.001,0.0001和0.00001,光伏全部优先投运,其余机组按照文献[21]给出的优先顺序投运5台,使可调度的发电总容量为208 MW(其中光伏有48 MW)时,此时系统的峰荷承载能力在2个季节典型月份里随时间变化的曲线如图7所示。

由图7可以看出:①无论UCR指标的高低,在一日这个典型的运行周期里,正午前后充足的日照总是可以增加系统的峰荷承载能力,当风险指标UCR设定较低时(如0.001),则夏季的峰荷承载能力要比冬季高很多,正午比清晨的也要强许多;②如果风险指标设定比较苛刻时(如0.00001),那么冬季和夏季的峰荷承载能力比较接近,且一日内诸时段的变化也没有那么分明。另外,由于光伏在冬季功率输出相对较少,因此,当风险指标设定为较严格的2个水平时,会得到同样的结果。而如果208 MW全部由传统机组提供,那么无论此时UCR风险度如何,得到的结果都是160MW。由此可知,考虑由UCR设置引起的峰荷承载能力影响时,光伏的灵敏度更高。

5 结语

电力系统中的备用容量用于应对在系统运行过程中突然出现的发电设备故障停运和负荷预测不确定性等所导致的功率偏差,像光伏这样间歇性可再生能源的加入,进一步增加了这个问题的随机性与不确定性。文中通过扩充后的PJM法对加入光伏后的系统短时备用进行了评估。计算结果表明,光伏对短时运行备用有规律性和周期性的影响作用,同时其输出的不确定性对系统峰荷承载能力有不良影响。最后还说明了UCR作为一个评价指标,其设置是否合理对系统经济性与可靠性的影响。文中所提出的风险评估模型与结果可以为含光伏的系统运行决策提供重要参考价值,并有助于减少这种易变能源的随机运行特性对系统可靠性的影响,从而促进光伏的规模化应用。

摘要：同风电一样,太阳能光伏发电的随机性与间歇性增加了系统运行备用风险评估的复杂性和不确定性。针对这一问题,文中综合考虑了导致入射太阳辐照度出现随机性的主要因素,基于蒙特卡洛方法建立了模拟逐时太阳辐照度的模型和光伏发电系统的能量转换模型。之后,以对该模型进行大量仿真获得的结果为基础,获取典型季节和时段的光伏功率短时转移概率模型,并以之作为适用于PJM法的容量模型,对加入光伏后的系统短时运行备用风险进行了评估。评估结果显示了并网光伏系统在不同季节和时间段内对系统规律运行时的容量效益贡献。