基于氣候因素的配電網(wǎng)絡(luò)維修風(fēng)險(xiǎn)探討

徐志蓉

(國網(wǎng)福建省電力有限公司泉州供電公司,福建 泉州 362000)

基于氣候因素的配電網(wǎng)絡(luò)維修風(fēng)險(xiǎn)探討

徐志蓉

(國網(wǎng)福建省電力有限公司泉州供電公司,福建 泉州 362000)

配電系統(tǒng)作為電力的關(guān)鍵組成部分，在整個(gè)系統(tǒng)中起著紐帶的作用，向用戶直接供應(yīng)和分配電能。在以往的維修中，很少考慮氣候因素給配電線路的影響，而氣候?qū)ε潆娋€路效率的影響也非常大。因此，在本文中，我們嘗試建立基于氣候因素的配電網(wǎng)絡(luò)維修風(fēng)險(xiǎn)模型，通過對(duì)不同氣候下的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化的期望缺供電量的比較，從而為配電網(wǎng)的維修提供科學(xué)方案。

氣候因素；配電網(wǎng)；維修；風(fēng)險(xiǎn)探討

1 基于氣候因素的配電網(wǎng)絡(luò)維修風(fēng)險(xiǎn)模型的建立

氣候?qū)ε潆娋W(wǎng)絡(luò)線路的影響多種多樣，如我們現(xiàn)在熟知的冰雹、大雪、降雨、大風(fēng)以及其他的自然災(zāi)害都能導(dǎo)致線路出現(xiàn)故障。如2008年貴州發(fā)生的冰雪災(zāi)害給電網(wǎng)帶來的影響，導(dǎo)致貴州220kv以下的低配電線路出現(xiàn)大面積不同程度的損壞。而在惡劣天氣下，配電線路的原件發(fā)生故障的可能性也急劇增加。因此，建立配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，以此評(píng)估氣候?qū)ε潆娋W(wǎng)的影響是很有必要的。

本文結(jié)合失效頻率和失效后果，采用期望缺供電量作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要指標(biāo)，以此將風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化的比較，并得到最佳的維修計(jì)劃。

風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)EENS（記作WEENS）可用下式計(jì)算：

公式中的S表示在給定的時(shí)間內(nèi)多不能滿足負(fù)荷需求的系統(tǒng)狀態(tài)的全集；Ci表示在狀態(tài)i的情況下所削減的負(fù)荷功率；Fi則表示系統(tǒng)處于狀態(tài)為i的條件下的頻率；Di為狀態(tài)i時(shí)，其持續(xù)的時(shí)間多少。通過將不同的指標(biāo)進(jìn)行量化，從而得出系統(tǒng)的最小風(fēng)險(xiǎn)。

在配電網(wǎng)的維修中，不同的氣候因素對(duì)線路設(shè)備的影響的差異較大，對(duì)配電系統(tǒng)的可靠性的影響也不相同。我們?cè)谶M(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，采用計(jì)算被維修線路在多年線路故障率中的失效率的方法則顯得更為科學(xué)和合理。其計(jì)算的公式如下所示：

上述公式表示，在不同的氣候條件下，線路發(fā)生的失效率頻率。其中fw表示在某種氣候下某條線路發(fā)生的失效頻率；i為年；y表示失效統(tǒng)計(jì)的區(qū)間，Nfi表示在第i年的時(shí)候，在某種氣候條件下，設(shè)備發(fā)生失效的次數(shù)多少；Twi表示在第i年內(nèi)，在某種氣候下其持續(xù)的時(shí)間多少。

而傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型一般采用的是對(duì)單個(gè)原件的失效頻率的統(tǒng)計(jì)。其公式一般為：

其中公式中的Nf表示設(shè)備在一定的時(shí)間內(nèi)所發(fā)生的修復(fù)失效的次數(shù)。通過該公式可以發(fā)現(xiàn)，其考慮氣候因素影響，而僅僅計(jì)算平均頻率。因此，傳統(tǒng)的公式?jīng)]能反應(yīng)時(shí)氣候所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

下面是對(duì)1998年-2007年間在某地區(qū)不同地理?xiàng)l件下中的兩條330kv輸電線路發(fā)生的故障進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)。

表1 不同氣象條件下的線路失效數(shù)據(jù)

從上述表1中，該區(qū)域雷害和覆冰比較突出，處在雷害和覆冰的情況下輸電線路的失效頻率要明顯高于平常。而如果在不考慮氣候的影響下，其計(jì)算的結(jié)果會(huì)比較樂觀。

圖1 不同氣候條件下的線路失效頻率圖

從圖1可以看到不同的氣候?qū)€路失效頻率的影響存在著一定的差異。

因此，根據(jù)上述氣象部門的統(tǒng)計(jì)，可以看到正常情況下，配電線路的失效率是最低的。因此，要根據(jù)不同線路和不同氣候條件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析，以此計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)EENS。

其中，fw表示失效頻率，T表示維修停運(yùn)的時(shí)間，t表示修復(fù)需要的時(shí)間，C表示在維修期間所削減的負(fù)荷功率。

2 結(jié)論

輸電線路在不同的地理環(huán)境下，其設(shè)備受氣候影響，對(duì)設(shè)備的可靠性影響不一樣。因此，在進(jìn)行配電線路維修的時(shí)候，必須考慮到所處的氣候。

本論文以EENS作為量化指標(biāo)，通過建立量化的模型，來評(píng)估不同氣候下的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)通過實(shí)例進(jìn)行計(jì)算，驗(yàn)證該模型的可行性。

[1]夏瑩,周家啟,熊小伏,張榮海.基于短期氣象預(yù)報(bào)的輸電設(shè)備維修風(fēng)險(xiǎn)分析方法[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2010,11:44-47.

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1003-5168(2014)03-0190-01