电压暂降的工厂级经济损失评估模型研究.pdf

第４１卷第１２期２０１３年６月１６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏ１Ｖｏ１．４１ＮＯ．１２Ｊｕｎ．１６．２Ｏ１３电压暂降的工厂级经济损失评估模型研究甄晓晨，陶顺，肖湘宁，周双亚（华北电力大学电气与电子工程学院，北京１０２２０６）摘要：电压暂降（含电压短时间中断）等电力扰动都可能造成用户生产中断，给用户带来巨大的经济损失。开展电压暂降经济损失评估为合理投资电能质量治理措施提供坚实的依据，同时可以指导用户制定最佳生产计划。目前国内关于电压暂降经济损失构成及评估方法的研究还较少。针对不同类型的电压暂降，＆ｓ－７类用户因电压暂降引起生产中断的特征以及单次电压暂降事件引起的成本构成两个方面进行了详细的分析与讨论，并提出了单个工厂的电压暂降经济损失的评估模型。最后结合本课题组在国内调研的结果，给出了电压暂降经济损失的评估实例，计算结果表明通过分析和量化生产中断的发生次数、严重程度以及成本构成等。该模型可以较好地预估单个用户因电压暂降引起的经济损失。关键词：电压暂降；生产中断；经济损失；成本构成—Ａｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｐｌａｎｔｌｅｖｅｌｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｓｄｕｅｔｏｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓ——ＺＨＥＮＸｉａｏｃｈｅｎ，ＴＡＯＳｈｕｎ，ＸＩＡＯＸｉａｎｇｎｉｎｇ，ＺＨＯＵＳｈｕａｎｇ．ｙａ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２０６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓ（ＶＤｓ）（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｖｏｌｔａｇｅｍｏｍｅｎｔａｒｙｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ）ｃｏｕｌｄｃａｕｓｅｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ｗｈｉｃｈｂｒｉｎｇｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｓｔｏｅｎｄ－ｕｓｅｒｓ．Ｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｓｏｆｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓｐｒｏｖｉｄｅｓａｓｏｌｉｄｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｒｅａｓｏｎａｂｌｅｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｓｏｎｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｍｉｔｉｇａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓ，ａｎｄｃｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄｂｙｔｈｅｅｎｄ．ｕｓｅｒｓｔｏｍａｋｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｌａｎｓ．Ｆｅｗ—ｒｅｌａｔｉｖｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｏｎｅＳＯｆａｒｉｎＣｈｉｎａ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｇｅｔａｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｐｌａｎｔｌｅｖｅｌｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｓｄｕｅｔｏｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｄｅｔａｉｌｅｄｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｉｎｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｐｒｏｄｕｃｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｃｏｓｔｄｕｒｉｎｇｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓ．Ａｔｌａｓｔ，ａｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｅｘａｍｐｌｅｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｏｔｅｓｔｉｆｙｔｈｉｓｍｏｄｅｌ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｏｎｅｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｅｃｏｎｏｍｉｃｓｕｒｖｅｙｉｎＣｈｉｎａ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｐｒｅｓｅｎｔｓａｐｒｅｃｉｓｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｌａｎｔ－ｌｅｖｅｌｌｏｓｔｃａｕｓｅｄｂｙｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓｆｏｒｏｎｅｓｉｎｇｌｅｕｓｅｒ．—ＴｈｉｓｗｏｒｋｉｓｓｕｐｐｏｓｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＴｗｅｌｆｔｈＦｉｖｅＹｅａｒＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒａｍｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．２０１１ＢＡＡ０１Ｂ０３）．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓ；ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ；ｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｓ；ｃｏｓｔｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ巾冈分类号：ＴＭ７６文献标识码：Ａ文章编号：１６７４．３４１５（２０１３）１２．０１０４．０８０引言随着社会的飞速发展，人们对供电的要求越来越高。电力扰动可能引起工业用户的设备停止运转、运转不平稳或出错、效率下降或寿命缩短等，进而影响（或完全中断）生产过程或服务活动，从而造成“经济损失ＩｌＪ。２００７年，欧洲莱昂纳多电能质量工”作组（ＬＰＱＩ）发布的报告显示Ｊ，接受调查的工业部门因电能质量造成的年损失高达１５００亿欧元。其中，电压暂降（包括短时电压中断）造成的损失占到工业样本总损失的６０％。“”基金项目：国家十二・五科技支撑计划（２０１１ＢＡＡ０１Ｂ０３）因此，电压暂降的经济损失评估，也已成为电能质量经济影响评估中最重要的组成部分Ｌ３４Ｊ。近年来，世界各地开展了不同的调查，来评估电压暂降的经济损失。其中一些研究聚焦于地区性的电压暂降经济损失评估，例如欧盟莱昂纳多电能质量工作组于２００７年发布欧洲８个国家的电压暂降经济损失调查结果ｊ；文献『６１则基于意大利全国１０个工ｌ部门的调查，详细介绍了相关评估方法，并给出了∞具体结果。此外，更多的研究（】着重于单个用户的经济损失评估，在调查的基础上，细化用户的成本结构，并结合模拟仿真，求取评估结果。然而，目前国内外此方面研究的开展还不全面，评估方法也尚未形成共识。甄晓晨，等电压暂降的工，一级经济损失评估模型研究．１０５．单个用户的电压暂降经济损失评估，即工厂级经济损失评估，是全社会电能质量经济性损失评估的基础。本文从电压暂降造成的生产中断出发，通过分析生产中断特征以及单次电压暂降事件的成本构成，提出了电压暂降工厂级经济损失的具体评估模型。最后结合本课题组国内调研的结果，进行了…实例验证ｌｌ。１生产中断特征本文将电压暂降引起的设备停止运转、电脑重启、生产流水线中断等的整个或局部生产或经营过程中断现象，统称为生产中断，如图１所示。一般而言，生产中断特征包括中断发生次数，中断严重程度以及权重因子等。１．１生产中断的发生次数电压暂降发生时并不一定造成生产中断，因此若要估计电压暂降引起生产中断的次数，需要掌握用户发生电压暂降的次数以及不同类型电压暂降下生产中断概率。、ｊ＿匿瞢全部、，／＼中—卜函雹／＼部生产中断口囹囱生产环节被中断暂降敏感的生产环节生产环节图１生产全局或局部中断示意图Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ１．１．１电压暂降的发生次数电压暂降的发生次数的评估，需要考虑到电压暂降的幅值、持续时间以及频率等信息。一般引入二维数组对电压暂降的特征进行统计，如表１所示。表１电压暂降发生次数统计表ＴａｂｌｅｌＮｕｍｂｅｒｏｆｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓ设对应单元格的电压暂降为（ｆ）型，Ｎ（ｉｊ）￣ＪＪ表示对应残压幅值、持续时间的电压暂降的年发生次数。文献［１１］应用故障点法，结合概率理论对电压暂降发生情况进行了评估。文献［１５１介绍了电压暂降随机预估的两种方法，实测法和随机预测法，给出了两者的准确度和适用情形，并结合ＰＳＣＡＤ进行了实例仿真验证。１．１．２生产中断概率定义生产中断概率为在对应残压及持续时间的（型电压暂降下生产中断发生的概率。一般可以通过现场实测以及设备敏感度评估的方法获取生产中断概率。生产中断概率与生产过程中的设备故障概率、设备连接方式密切相关，即使是同一类型和品牌，各装置对电压暂降的反应也有不同。通过定义与表１格式一致的二维数组，从而提供用于评估电压暂降引起的生产中断信息，如表２所示。表２数组类型汇总［Ｔａｂｌｅ２Ｓｙｍｂｏｌｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｒｒａｙｔｙｐｅｓ［ａｌ数组类型单元信息每年发生电压暂降的次数设备故障概率生产中断生产中断持续时间每年由电压暂降引起的生产中断次数电压暂降引起的生产中断成本１）现场实测法在历史数据完整、现场记录准确时，（ｆ）型电压暂降下，生产中断概率Ｓ（ｉｄ）可通过式（１）计算。（，）：（１）ｆ‘其中：（，）为统计时间内，对应类型电压暂降造成生产中断的次数；为统计时间内，电压暂降发生的总次数。２）设备敏感度法此外可以通过对比设备电压暂降敏感度和实际发生的电压暂降特征评估生产过程中设备发生故障的概率，进而获取生产中断概率。设备敏感度一般用电压暂降幅度和持续时间曲线来表示，即设备的电压耐受曲线，根据电压耐受曲线，可以明确设备的电压暂降耐受范１。单台设备的电压耐受曲线可从设备制造商处获取，还可以参考已有标准，如信息技术行业的ＩＴＩＣ曲线和半导体加工业的ＳＥＭＩＦ４７曲线ｌＪ等。在缺乏上述信息时，一般通过试验、现场测量的方式获取。然而，各类型设备电压暂降的敏感度各有差异，一１０６．电力系统保护与控制获取所有设备的电压耐受曲线也不现实。基于上述考虑，文献【ｌｌ】将常见敏感设备归纳至４个主要类别，即可编程控￣：（ＰＬＣｓ）、变频驱动￣（ＡＳＤｓ）以及个人计算机（ＰＣｓ）￣Ｈ交流接触器，并给出了相应的电压耐受度曲线。此外，考虑到各装置对电压暂降的反应的随机性ｌＪ，通过分析设备敏感度的不确定区域，进而得到了电压耐受度的概率分布函数。最后，通过将设备电压耐受曲线和母线电压特征图进行对比，从而获得（型电压暂降下设备故障概率Ｅ（ｉｊ），如图２所示。根据生产中断的定义，如果将单台设备看做一个子过程，则单台设备发生故障时，即町引起局部或全局的生产中断，所以在（型电压暂降下，生产中断的概率ｆ，）为—ｓ（ｉ，／）＝ｌｎ（１一（，））Ａ＝１其中：Ｅ（，）为该电压暂降类型下设备ｈ的故障概率；ｍ为整个系统的设备总数。１００｝ｒ吼ｘ持续时间／ｍｓⅧ图２设备故障概率的预估Ｆｉｇ．２Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆａｕｌｔｓ【ｌ１ｌ１．２生产中断严重程度然而生产中断的经济损失不仅取决于设备故障概率，还与生产过程中发生故障的设备台数，即生产中断的严重程度密切相关。这里定义（ｆ）型电压暂降下，生产中断严重程度Ｌ（ｉｊ）为＝（３）其中：（，，）为（型电压暂降下发生故障设备的台数；为该生产过程的设备总数。在现场实测数据充足的情况下，可直接采用上式求取Ｌ（ｉｊ）。而在缺乏现场实测数据的情况下，可以结合上述没备故障概率以及设备互联方式０，来获得生产中断严重程度Ｌ（ｉｊ１。典型的设备连接方式如图３所示。（ｂ）图３生产过程中的设备连接方式示例Ｆｉｇ．３Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｐｒｏｄｕｃｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓ１．２．１串联方式如果生产过程中的任何一台设备发生故障，便构成全局生产中断，则称该系统为串联连接［引Ｊ，如图３（ａ）所示。对于串联连接方式而言，在没有缓冲的情况下，无论全局还是局部生产中断，都会造成整个生产流程的中断，冈此其生产中断严重程度Ｌ（ｉｄ）等于１。Ｌ（ｉ，７）：ｌ（４）１．２．２并联方式如果一个生产过程中所有设备都发生故障时，才构成全局生产中断，则称该系统为并联连接，如图３（ｂ）所示。对于并联的生产过程，无论是全局还是局部的生产中断，生产中断的严重程度Ｌ（ｉｄ１可以通过式（５）计算。∑（×（ｆ，））＝旦＿【５）其中：Ｓ为对应的设备类型；Ｅ（，，）为Ｓ型设备的Ⅳ故障概率；Ｅ为Ｓ型设备并联的数目；Ｎｕｍ为并联没备的种类；ＮＥ为该生产过程的设备总数，且存在如式（６）关系。∑ＮＥ：（）（６）任何生产过程（如图３（ｃ））都可以简化成不同设备串联和并联连接的组合，从而结合式（４）～式（６），获得整个生产中断的严重程度。１．２＿３生产中断的权重因子不同类型的电压暂降引起的生产中断不同，其中断严重程度也存在很大的差异。即使是同一类型电压暂降引起的生产中断，其影响范围也各不相同，所得的生产中断严重程度存在较大的随机性。为减少数据离散度和随机性的影响，这里计算同一一类型电压暂降下的生产中断严重程度平均值Ｌａ（ｉｄ＇），作为衡量该类型电压暂降Ｌ（ｉｊ）的参考值。然后，对于每一次由（，，）型电压暂降引起的生产中断，可以定义权重因子ｃｏ（ｉｄ）为甄晓晨，等电压暂降的工厂级经济损失评估模型研究咖）＝×１０。％（７）：（９）其中：Ｌ（ｉｄ）是该次生产中断的严重程度；Ｌ（，，）为对应类型的生产中断严重程度的平均值。２单次电压暂降事件的成本构成对用户的生产中断次数、严重程度等特征进行评估后，若要评估电压暂降的工厂级经济损失，还需掌握单次电压暂降事件的经济损失。然而，不同的生产中断会产生不同的经济损失，其成本特征也存在差异，因此需要结合具体生产流程，分析电压暂降经济损失的成本构成。目前该方面成本结构模型并不统一，在参考文献［６，２２］的基础上，结合国内用户的实际情况，下面给出了单次电压暂降事件造成生产中断时的成本构成。一般而言，生产中断发生时，可能造成产品损坏、质量不合格等，同时还可能损坏设备，降低设备的使用寿命，产生相应的经济损失。生产中断期间，用户生产流程终止，产量降低从而引起利润下降；很多情况下，用户可以通过加班等方式来弥补生产力下降，则所需的额外人力也需计入成本。此外，重新启动生产流程期间，需要投入额外的人力、能源以及辅助材料等，从而产生相应的成本。综上所述，考虑到不同用户的生产特点，单次电压暂降事件的成本构成如下：（１）废品损失；（２）停工损失；（３）生产利润损失；（４）重启动成本；（５）设备成本；（６）其他成本；（７）节省成本。２．１废品损失废品是指，由于生产原因而造成的质量不符合规定的技术标准，不能按原定使用用途，或者需要加工修理后才能按原定用途使用的在产品、半成品和产成品。如果废品不能维修，也不能在后续过程中使用或作为质量较低的产品销售，则称为不可修复废品，反之则称为可修复废品。不可修复废品的成本就是指生产不可修复废品已消耗的费用。定义不可修复的废品成本为＝Ｍ＋Ｅ＋．．×（Ｌ×＋Ｏ）（８）其中：为不可修复的原材料成本，包括直接材料成本，并减去产品报废价值或残值；Ｅ为生产过程所损失的不可恢复的能源动力费用；Ｔｗ为生产这些废品已经浪费的时间；】为该过程涉及的人员总数；三为单位时间内人均工资；Ｄ为单位时间内分摊的制造费用。可修复废品成本是指，可修复废品在返修过程中发生的各种修复费用。定义为可修复废品成其中：。。ｒｋ为修复废品所需的时间；２为该过程涉及的人员总数。则废品损失可表示为Ｃ＝＋（１０）２．２停工损失停工损失是指，在该生产过程停工期间仍需耗费的材料费用、人工费用和制造费用等。定义停工损失为＝Ｔｏ×（Ｌ×Ｆ／３＋Ｏ）（１１）其中：为该生产中断的持续时间；，２３为该过程涉及的人员总数。２．３生产利润损失生产中断会导致产品产量下降或产生次品，从而影响企业的应有利润。为了挽救部分损失，往往会采取加班等方式，因此生产利润损失定义为ｃ：Ｔｏ×（Ｌ×４＋Ｏ）＋（尸ｐ一一Ｐｏ）×（１２）其中：为挽救过程所耗费的时间；尸０为计划生产的产量；尸为实际生产的产量；尸ｅ为补救的产量；为该生产过程的利润率；，２４为该过程涉及的人员总数。２．４重启动成本生产中断时，加热、冷却、通风和过滤等其他辅助过程可能也会终止。生产过程重新启动前，需要投入额外的人力及辅助材料来恢复上述辅助过程。此外，还可能需要对生产过程进行清理、及校准设备等。因此，定义重启动成本为Ｃａ＝Ｍａ＋＋。ａｎ×（Ｌ×５＋Ｏ）（１３）其中：为额外的辅助材料成本；为重启动过程中的能源动力费用；。为重启动所需的时间；ｒ／５为该过程涉及的人员总数。２．５设备成本设备成本是指，电压暂降引起生产过程突然中断而对生产设备造成的损失，一般包括设备损坏更换成本和设备修理成本等。定义设备损坏更换成本Ｅ１为Ｅ＝ＣＥ，＋Ｃ（１４）其中：ＣＥ为完全损坏无法维修而报废的设备的成本；ＣＥ２为新设备购买运输费、安装、调试及试验费等。定义设备修理成本为一１０８一电力系统保护与控制Ｅ，：ＣＥ＋ＣＥ（１５）其中：ＣＥ３为设备维修的零部件及耗材费；ＣＥ４为设备维修过程所耗费的人工费用等。则可得设备成本Ｃ５为Ｃ＝Ｅ＋Ｅ。（１６）２．６其他成本其他成本是指，其他与生产中断相关的成本。一般而言，其他成本包括：１）因未履行合同或超过合同期限而产生的罚款。２）环境罚款或惩罚。３）人员与设备的疏散成本。４）因人员受伤而无法工作的成本。５）保险费的上升（设备、人员健康、债务）。６）支付的补偿金。７）其他未说明的直接或间接成本。２．７节省成本节省成本是指生产中断后有可能节省费用或“”“延后费用支出。这通常定义为未使用原材料、合”“同／临时工的未付工资或因用电减少而节省的金”额等。一般而言，节省成本Ｃ７包括：１）未使用的材料或库存的节省费用。２）未付（合同工或临时工）工资的节省费用。３）能源费用的节省费用。４）其他具体的节省费用。综上所述，则单次事件的经济损失Ｃｄ为Ｃｄ＝Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４＋Ｃ５＋Ｃ６一Ｃ７（１７）３电压暂降工厂级经济损失评估模型及实例３．１评估模型综上所述，对于单个工厂而言，（型电压暂降引起的生产中断次数Ｚ（ｉｄ）为Ｉ（ｉ，）＝Ｎ（ｉ，ｊ）ｘＳ（ｉ，Ｊ）（１８）则有（ｉ）型电压暂降引起生产中断的经济损失的期望值ＴＣ（ｉｄ）为ＴＣ（ｉ，Ｊ）＝Ｃｄ（，ｊ）ｘＩ（ｉ，）×（，Ｊ）（１９）则该工厂因电压暂降引起生产中断从而产生的经济损失ＴＣ为６５∑∑ＴＣ＝ＴＣ（ｉ，Ｊ）（２０）３．２应用实例本文在我国某城市半导体行业用户２００５年至２０１１年近７年的数据为例，对电压暂降产生的经济损失进行评估。通过现场实测的记录，可得ｆ，『）的结果如表３所示。下面以２０１０年的数据为例，则用户该年度发生Ⅳ电压暂降的次数（ｆ，，），具体结果见表４所示。从该结果可以看出，发生电压暂降的残压幅值均在７０％以上。结合表３和表４，进而可得用户２０１０年生产中断次数ｌ（ｉｊ），具体结果见表５所示。表３电压暂降引起生产中断的概率Ｔａｂｌｅ３Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｏｆｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｓｃａｕｓｅｄｂｙｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓ表４２０１０年电压暂降的发生次数Ｔａｂｌｅ４Ｎｕｍｂｅｒｏｆｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓｉｎｙｅａｒ２０１０表５２０１０年电压暂降造成生产中断的次数Ｔａｂｌｅ５ＮｕｍｂｅｒｏｆｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｓｃａｕｓｅｄｂｙＶＤｓｉｎ２０１０１８０％～９Ｏ％ｏ．２５１．２０２７０％～８Ｏ％３２７３６Ｏ％～７Ｏ％ｌＩ３３４５０％～６０％５４０％～５０％６—ｌＯ％４Ｏ％甄晓晨，等电压暂降的工厂级经济损失评估模型研究．１０９．为获取单次生产中断的经济损失数据Ｇ（ｉＪ），基于第２节中的成本结构设计相关调查问卷，然后通过对现场的工人、技术人员以及财务人员的访谈，获取电压暂降引起的生产中断的成本要素，如损坏产品的数量及价格、停工时间等。面访结束后，基于返回的２００５年至２０１１年的原始数据，计算获得用户的单次电压暂降的平均经济损失。如表６所示。根据式（７），需要先获得生产中断严重程度，才能得到生产中断的权重因子ｃｏ（ｉｙ）。表６单次电压暂降的平均经济损失（ＲＭＩ３）Ｔａｂｌｅ６Ａｖｅｒａｇｅｃｏｓｔｏｆａｓｉｎｇｌｅｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ对于半导体行业来说，各生产部门间的相互依赖性较低，一般而言，某部门局部生产中断时，其他部门有足够的缓冲余量，从而避免生产线的全部中断。因此其生产子过程可视作并联连接。通过式（３）～式（６），可得统计时间内生产中断严重程度的平均值Ｌ。（，『），如表７所示。由表７可得，随着残压幅值的降低，电压暂降的严重程度呈增长趋势。表７生产中断严重程度的平均值Ｔａｂｌｅ７Ａｖｅｒａｇｅｖａｌｕｅｏｆｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｓｅｖｅｒｉｔｙ结合２０１０年不同生产中断严重程度的数据，可得用户２０１０年生产中断的权重因子，如表８所示。利用式（１９），进而可得用户２０１０年（型电压暂降的经济损失，具体数值见表９。表８２０１０年生产中断的权重因子Ｔａｂｌｅ８Ｗｅｉｇｈｔｆａｃｔｏｒｏｆｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｓｉｎ２０１０１８０％－９０％０．４００．１４２７０％－８０％１．Ｏ６３６Ｏ％～７０％２．５１４５０％－６０％５４０％－５０％６１０％￣４０％表９２０１０年电压暂降的经济损失（ＲＭＢ）Ｔａｂｌｅ９Ｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｓｏｆｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓｉｎ２０１０（ＲＭＢ）８０％－９０％２７００６２１６７０％－８０％５４２２４０６０％－７０％５３４８７４５０％－６０％４０％－５０％ｌＯ％－－４０％综上可得，用户２０１０年因电压暂降承受的经济损失总值为６５∑∑ＴＣ＝ｒｃ（ｉ，Ｊ）＝１０８６０３１（ＲＭＢ）ｉ＝１ｊ＝ｌ最后利用上述方法，分别预估２００５年至２０１０年电压暂降给用户带来的经济损失，并与实际返回的统计数据进行对比，所得结果如图４所示。其中预估值为通过本文方法结合生产中断概率与权重因子所得结果，而实际值则是用户返回的每年所承受的实际经济损失。图４中所得预估值的相对误差绝对值如表１０所示。Ｉ！笪堕Ｉ２００５２００６２００７２００８２００９２Ｏ１０年份图４２００５年至２０１０年内电压暂降的经济损失Ｆｉｇ．４Ｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｓｏｆｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓｄｕｒｉｎｇ２００５ｔｏ２０１０由表中数据可得，２００６年的相对误差明显较大，结合图４可以看出，作为基数的２００６年的电压暂降经济损失本身较小，因此相对误差值高于其他年份。一１１０一电力系统保护与控制表１０２００５年至２０１０年电压暂降经济损失预估值相对误差Ｔａｂｌｅ１０Ｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｓｏｆｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓｄｕｒｉｎｇ２００５ｔｏ２０１０由图４及表１０可得，基于本文所提出的评估方法，可以较好地预估电压暂降给用户带来的经济损失。因此，对于数据缺乏的用户，可以参考已有用户的电压暂降单次经济损失数据，通过建模仿真获取用户的生产中断概率及权重因子，从而对电压暂降经济损失进行较为准确的评估。４结论电压暂降会造成用户生产中断，从而产生巨大的经济损失，然而国内相关的研究还处于起步阶段。本文从用户的生产中断特征以及单次电压暂降事件的成本构成两个方面，详细论述了电压暂降的工厂级经济损失的评估方法。通过引入电压暂降特征的二维数组，结合概率统计的方法，建立了电压暂降引起生产中断的概率模型。同时，通过引入生产中断严重程度及权重因子，对生产中断特征进行了量化。此外，还提出了基于生产中断的完整的经济损失成本结构，为收集与统计相关经济数据提供了依据。最后，结合国内调研的数据，给出了电压暂降的工厂级经济损失的具体评估模型，并进行了实例验证，结果表明采用本文所提出的评估方法，可以很好地预估电压暂降给用户带来的经济损失。参考文献［１］王超，徐政，潘武略，等．中国用户停电损失调查方法【Ｊ１．电网技术，２００７，３１（１１）：５４－５８．—ＷＡＮＧＣｈａｏ，ＸＵＺｈｅｎｇ，ＰＡＮＷｕｌｔｉｅ，ｅｔａ１．ＣｕｓｔｏｍｅｒｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｃｏｓｔｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，３１（１１）：５４－５８．１２］ＴａｒｇｏｓｚＲ，ＭａｎｓｏｎＪ．ＥｕｒｏｐｅａｎＬＰＱＩＰＱｓｕｒｖｅｙ［Ｃ］／／Ｖｉｅｎｎａ：ＣＩＲＥＤ１９ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，２００７．［３］陶顺，肖湘宁，刘晓娟．电压暂降对配电系统可靠性影响及其评估指标的研究［Ｊ］．中国电机工程学报，—２００５，２５（２１）：６３６９．—ＴＡＯＳｈｕｎ，ＸＩＡＯＸｉａｎｇｎｉｎｇ，ＬＩＵＸｉａｏ－ｊｕａｎ．Ｓｔｕｄｙｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｖｏｌｔａｇｅｓａｇｓａｎｄａｃｃｅｐｔａｂｌｅｉｎｄｉｃｅｓ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２００５，２５（２１）：６３－６９．［４］肖湘宁．电能质量分析与控制【Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００４．［５］ＡｎｇｅｌｏＢａｇｇｉｎｉ．电能质量手册［Ｍ】．肖湘宁，陶顺，徐永海，译．北京：中国电力出版社，２０１０．［６］ＤｅｌｆａｎｔｉＭ，ＦｕｍａｇａｌｌｉＥ，Ｇａｒｒｏｎｅｅｔａ１．Ｔｏｗａｒｄ—ｖｏｌｔａｇｅｑｕａｌｉｔｙｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｉｎＩｔａｌｙ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎ—ＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，２０１０，２５（２）：１１２４１１３２．［７］ＱｕａｉａＳ．ＴｏｓａｔｏＦ．Ａｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｃｏｍｐｕｔ￣ｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｃｏｓｔｓｃａｕｓｅｄｂｙｓｕｐｐｌｙｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓａｎｄｏｕｔａｇｅｓｉｎｓｍａｌｌｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｌａｎｔｓ［Ｃ】／／ＥＵＲＯＣＯＮ２００３ＣｏｍｐｕｔｅｒａｓａＴｏｏ１．ＴｈｅＩＥＥＥＲｅｇｉｏｎ８，２００３，２：—２４９２５３．［８］ＰｏｈｊａｎｈｅｉｍｏＬｅｈｔｏｎｅｎＭ．ＩｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇＰｒｏｂ－Ａ－Ｓａｇｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃｍｅｔｈｏｄｆｏｒｖｏｌｔａｇｅｓａｇｍａｎａｇｅｍｅｎｔ［Ｃ］／／１ｌｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＨａｒｍｏｎｉｃｓａｎｄＱｕａｌｉｔｙｏｆＰｏｗｅｒ，ＬａｋｅＰｌａｃｉｄ（ＵＳＡ），０ｃｔｏｂｅｒ，２００４．［９］ＶａｎＨｅｎｅｍＤ，ＤｉｄｄｅｎＭ，ＤｒｉｅｓｅｎＪ，ｅｔａ１．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｍｉｔｉｇａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｇａｉｎｓｔｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓａｎｄｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｓ：ａｃｕｓｔｏｍｅｒ・ｂａｓｅｄａｐｐｒｏａｃｈ［Ｃ】／／１ｌｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＨａｒｍｏｎｉｃｓａｎｄＱｕａｌｉｔｙｏｆＰｏｗｅｒ，２００４：６３１－６３６．［１０］杜力，黎灿兵，熊浩清，等．停电管理的经济效益与可靠性效益统计方法［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１ｌ，—３９（２４）：７１７７．——ＤＵＬｉ，ＬＩＣａｎｂｉｎｇ，Ｘ１ＯＮＧＨａｏｑｉｎｇ，ｅｔａ１．Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｓｏｆｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｂｅｎｅｆｉｔｓｉｎｏｕｔａｇｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，—２０１１．３９（２４）：７１７７．［１１］ＭｉｌａｎｏｖｉｃＪＶＧｕｐｔａＣＰＰｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｆ—ｉｎａｎｃｉａｌｌｏｓｓｅｓｄｕｅｔｏｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｓａｎｄｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓｐａｒｔＩ：ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，２００６，２１（４）：９１８・９２４．１１２ｊＭｉｌａｎｏｖｉｃＪＶＧｕｐｔａＣｐＰｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｆｉｎａ—ｎｃｉａｌｌｏｓｓｅｓｄｕｅｔｏｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｓａｎｄｖｏｌｔａｇｅｄｉｐｓｐａｒｔＩＩ：ｐｒａｃｔｉｃａｌｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎ—ＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，２００６，２１（２）：９２５９３２．［１３］ＩＥＥＥＳｔｄ４９３－２００７（ＲｅｖｉｓｉｏｎｏｆＩＥＥＥＳｔｄ４９３．１９９７）ＩＥＥＥＲｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄＰｒａｃｔｉｃｅｆｏｒｔｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆＲｅｌｉａｂｌｅＩｎｄｕｓｔｒｉａｌａｎｄＣｏｍｍｅｒｃｉａｌＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ［Ｓ］．［１４］ＧｏｓｗａｍｉＡＫ，ＧｕｐｔａＣＰ＇ｅｔａ１．ＭｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｖｏｌｔａｇｅｓａｇｉｎｄｕｃｅｄｆｉｎａｎｃｉａｌｌｏｓｓｅｓｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｕｓｉｎｇＦＡＣＴＳｄｅｖｉｃｅｓ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓＲｅｓｅａｒｃｈ，—２０１１，８１（３）：７６７７７４．［１５］陶顺，肖湘宁，刘晓娟．短路故障引起的电压暂降与甄晓晨，等电压暂降的工厂级经济损失评估模型研究一１１１一短时间中断事件的技术经济评估初探［Ｊ］＿电气技术，［２ｏ］—２００５（７）：１９２５．［１６］刘晓娟，肖湘宁，陶顺．基于ＥＭＴＤＣ电压暂降随机预—估的仿真研究［Ｊ】．现代电力，２００５（５）：１３１７．ＬＩＵＸｉａｏ－ｊｕａｎ，ＸＩＡＯＸｉａｎｇ－ｎｉｎｇ，ＴＡＯＳｈｕｎ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｓｔｏｃｈａｓｔｉｃａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｖｏｌｔａｇｅｓａｇｓｂａｓｅｄｏｎＥＭＴＤＣ［Ｊ］．ＭｏｄｅｒｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，２００５（５）：—１３１７．［１７］孙晓璐，马静，李渊博，等．基于云模型的电压暂降设备敏感度评估［Ｊ］＿电力系统保护与控制，２０１１，３９（４）：ｌ００．１０４．——ＳＵＮＸｉａｏｌｕ，ＭＡＪｉｎｇ，ＬＩＹｕａｎｂｏ，ｅｔａ１．Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｃｌｏｕｄｍｏｄｅｌｄｕｅｔｏｖｏｌｔａｇｅｓａｇｓ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，—２０１１，３９（４）：１００１０４．［１８］李政光，桂贤明，肖先勇．敏感负荷电压暂降失效率区间概率评估［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（１７）：３７．４２．—ＬＩＺｈｅｎｇｇｕａ—ｎｇ，ＧＵＩＸｉａｎ－ｍｉｎｇ，ＸＩＡＯＸｉａｎｙｏｎｇ．Ｉｎｔｅｒｖａｌｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｓｅｎｓｉｔｉｖｅｌｏａｄｄｕｅｔｏｖｏｌｔａｇｅｓａｇｓ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄ—Ｃｏｎｔｒｏｌ，２０１０，３８（１７）：３７４２．［１９］李皖，桂贤明，肖先勇．敏感设备电压暂降失效可能性非可加性测度与评估方法［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（１９）：９６－１０１．—ＬＩＷａｎ，ＧＵＩＸｉａｎｍｉｎｇ，ＸＩＡＯＸｉａｎ－ｙｏｎｇ．Ｎｏｎ－ａｄｄｉｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅａｎｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｓｅｎｓｉｔｉｖｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｄｕｅｔｏｖｏｌｔａｇｅｓａｇ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ—ＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１０，３８（１９）：９６１０１．肖艳辉，杨洪耕．基于过程性能指数的电压暂降严重程度评估新方法【Ｊ］．电力系统保护与控制，２００９，３７（２３）：１－４．ＸＩＡＯＹａ—ｎ－ｈｕｉ，ＹＡＮＧＨｏｎｇｇｅｎｇ．ＡｎｅｗｍｅｔｈｏｄｆｏｒｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｔｈｅｓｅｖｅｒｉｔｙｏｆｖｏｌｔａｇｅＳＡＧｂａｓｅｄｏｎｐｒｏｃｅｓｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００９，３７（２３）：１－４．［２１］熊信银．发电厂电气部分【Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００８．［２２］ＬａｍｅｄｉｃａＥｓｐｏｓｉｔｏＧＴｉｒｏｎｉＥ．Ａｓｕｒｖｅｙｏｎｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｃｏｓｔｉｎｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｕｓｔｏｍｅｒｓ［Ｃ】／／ＩＥＥＥＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｃｉｅｔｙＷｉｎｔｅｒＭｅｅｔｉｎｇ，２００１，２：９３８－９４３．［２３］甄晓晨，陶顺，肖湘宁．面向用户的电能质量经济性损失分析方法研究［Ｊ】．大功率变流技术，２０１ｌ（３）：—５４５７．ＺＨＥＮＸｉａｏ－ｃｈｅｎ，ＴＡＯＳｈｕｎ，ＸＩＡＯＸｉａｎｇ－ｎｉｎｇ．Ｓｔｕｄｙｏｎａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｓｏｆｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｅｃｏｎｏｍｉｃｃｏｓｔ—ｏｒｉｅｎｔｅｄｅｎｄｕｓｅｒｓ［Ｊ］．ＨｉｇｈＰｏｗｅｒＣｏｎｖｅｒｔｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，—２０１１（３）：５４５７．收稿日期：２０１２－０７－２４；—修回日期：２０１３－０４１１作者简介：甄晓晨（１９８９一），男，硕士研究生，研究方向为电能质—量；Ｅｍａｉｌ：ｚｘｃｚｈｅｎ２００７＠１２６．ｃｏｒｎ陶顺（１９７２一），女，讲师，从事智能配电网和电能质量等方面的教学与科研工作；肖湘宁（１９５３一），男，教授，博士生导师，从事电力系统电能质量、现代电力电子技术应用等方面的教学与科研工作。