電力系統配電網可靠性與經濟性問題研究

王明懷

[摘要]配電網作為電力系統的重要組成部分，其可靠性直接關系著用戶的安全使用和使用質量，因此，電力系統可靠性一直備受人們關注。世界上很多國家都在開展針對電網可靠性方面的研究工作，并制定了配電網絡的評估模型除此之外，配電網絡在整個電力系統中的投資占有將近六成的比重，而且配電網的可靠性直接影響著配電網的經濟性。本文通過對配電網可靠性及經濟性的分析和探討，提出了影響電力系統可靠性與經濟性的主要因素，并給出了相應的解決方法和措施。

[關鍵詞]電力系統；配電網；可靠性；經濟性；對策

[中圖分類號]TM712 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0041-02

隨著我國經濟的發展，人們越來越重視環境保護。在這種大背景下，電能作為可再生和最為清潔的能源逐漸受到各國、各行業的青睞。配電網的可靠性和經濟性作為供電企業的研究內容的重要方面，對于我國電網可靠性的提升具有重要意義。

一、對電網可靠性評定的具體方法

西方國家對于電網可靠性評定和研究開始的時間較早，電網可靠性評定和研究為電網中存在問題地解決提供科學、有效的參數依據。電網可靠性的評定方法有模擬法、人工智能算法以及解析法。

（一）模擬法

模擬法的全稱是蒙特卡洛模擬法，其模擬實驗的基礎是配電系統內部各組成元件儲存的可靠原始數據資料，計算機可以隨機模擬供電系統可能會出現的各種狀況，最后根據多次實驗結果為電網可靠性研究提供數據指標。模擬法在復雜配網可靠性評定中的應用比較頻繁，其具有計算量大、模擬時間長的特點。與此同時，模擬評估法屬于靜態評估法，其計算方式和程序相對比較簡單，而且對計算機的要求也較低。隨著科學技術的發展，模擬法也在不斷更新和進步，具體表現在提出了模擬法的改進版，其對于配網可靠性的評價具有重要意義，模擬法的改進版在模擬板的基礎上吸收了下文將要提到的解析法的優點，從而其應用價值得到增強。

（二）解析法

解析法是通過對電網各部分單元化和模塊化來確定系統各模塊的邏輯關系，根據邏輯關系原理建立模型的基礎上通過數學方法解析模型，對影響系統作用的參數實行準確掌控。可靠性解析法的分類多種多樣，后果故障分析法是比較直接和常見的分析法類型。此種方法通過對已發故障信息的匯總分析，找出出現故障的具體原因，并進一步將故障原因量化，再依據量化因素所處的模塊或者單元格找出模塊或者單元格之間的邏輯關系。

（三）人工智能算法

人工智能算法是隨著控制理論的發展和完善逐漸被應用到電網的可靠性分析方法。以運用模糊控制理論和神經控制理論為依據，但是由于電力系統復雜而且規模龐大，存在著可變性因素較多，而且電力系統設備存在著許多故障點，所以，在實際應用中模糊控制理論比神經控制理論的應用頻繁，模糊控制理論可以最大限度的將設備的狀態率、修復率以及設備故障概率匯集運算。

二、配電系統的可靠性經濟

電力行業包括發電、供電和用電三部分內容，電力行業的發展與人們日常生產生活密切相關，其對技術和投資的要求都較高，因此屬于投資密集型產業，也屬于技術密集型產業。隨著科學技術的發展，新技術新工藝的應用，社會各個行業對電力發展和供電質量提出了更高的要求，反過來考慮，穩定的供電環境也會給企業帶來更高的經濟效益，同時，也能使社會資源的效果得到最大限度的發揮。配電系統可靠性經濟是電力系統可靠性的重要分支，研究配電系統的可靠性與經濟性對于研究配電網的可靠性具有重要意義。

三、影響配電網的可靠性因素

（一）IN絡結構

運用混合結構、放射狀供電是供電線路鋪設的主要方式。供電線路鋪設結構的選擇要根據用電量和用戶分布情況來設計。供網絡結構的鋪設是否科學直接關系著供電成效，尤其對于高載荷供電線路的影響最為明顯。

（二）線路故障率與修復時間

線路供電環境復雜是供電線路出現故障的主要原因之一，線路老化、年久失修、絕緣性降低以及人為破壞等因素都是線路出現故障的主要原因。配電網系統的自動化效果以及配電網的管理機制決定著線路故障發生率和線路的修復頻率。

（三）系統運營維護與管理

系統的運營與管理效果的決定性因素包括：操作人員運用新技術新工藝的能力、供電網系統設備的運行能力、電力公司工作人員對配電網故障的檢修能力、部門管理與人員調動的能力等。

（四）用戶的分布以及密度

客戶密度的涵義是單位長度線路所承載的客戶數量。客戶密度的大小與客戶分布成正比關系，客戶的分布密度直接決定著一次停電事故所涉及到的人群數量。

（五）系統的自動化配置

高質量、高自動化配置的配電網是工作人員在較短時間內發現、定位系統故障的重要保證，另外，自動化配置先進的配電網還可以對故障點進行及時隔離，對電網進行重新分配，不光可以節省故障排除時間，還能夠減少停電事故波及到的區域和人員數量，對于配電網可靠性的提升具有重要作用。

四、提高配電網可靠性的措施

（一）提高配電網抵抗外力侵襲的能力

針對一些雷雨天氣比較多發的地區，可以通過以下方法提高配電網的可靠性能：選擇性能高的避雷設備，最好使用氧化鋅的避雷設備；盡量使用陶瓷橫擔絕緣子；電力電纜以及配電箱等設備使用性能高的絕緣引線；架空線的避雷線必須要有接地網的功能。對于雷電發生頻率較少的地區可以根據實際情況安裝使用性能適中的設備即可，既能夠抵抗雷電的襲擊又能節約資金投入，提高經濟效益。

（二）提高電網的裝備水平

針對外力破壞主要采用以下措施予以應對：電力系統相關部門與城市建設部門協商調節，對重要電纜進行標注和警示提醒，盡可能地避免在路口設置桿，如果必須要設在路口設置桿和拉線，需要有醒目的標注提示，防止車輛碰撞而引起電網受損；針對動工頻繁的路段，要加強電力施工的規劃，盡量減少挖掘電纜線路的挖掘次數；為了防止電纜埋藏的位置與檢修等維護措施發生沖突，可以推廣使用電纜溝。

（三）更新配電網電源和輸電方式

提高電源的穩定可靠性，盡量避免因為電源問題影響配電網的可靠性，主要采取以下方式：適當放寬導線的截面，提升單位面積內導線的輸送量；不斷使用新的管理理念和方法，運用平復算法和控制算法升級軟件系統，提升配電網可靠性；對供電線路實行分段控制，變電站之間增加溝通聯絡，提升變電站應對負荷的轉供力，這對于減少因為配電網不穩定而導致的停電具有重要作用。

（四）建立GIS系統

在配電網維修過程中，移動倉庫的物品未必健全。有一部分設備需要從臨近庫存中調取，因此，建立一套GIS配電網物件的管理系統可以大大減少維修準備時間，提高工作效率。操作人員可以根據需以最快速度查詢物件的最近庫存倉庫，為了確保物件提取過程的暢通無阻，各倉庫需要24小時有人看守。

結束語

綜上所述，隨著我國經濟的發展，電能作為可再生資源和最為清潔的能源在現代生產生活中發揮著日益重要的作用，不管是農業生產、工業生產、交通運輸、國防建設，甚至人們的日常生產生活都與電能有著密不可分的關系。配電網系統作為整個電力系統的末端環節，其可靠性歷來受人們關注，加強對配電網系統可靠性和經濟性的研究，對于電力系統作用的充分發揮具有重要意義。

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