提高海島配電網可靠性的探索與研究

方志輝，姜 潔，金 敏，王建軍，董 瑛，洪宇凱

（國網浙江岱山縣供電公司，浙江 岱山 316200）

提高海島配電網可靠性的探索與研究

方志輝，姜 潔，金 敏，王建軍，董 瑛，洪宇凱

（國網浙江岱山縣供電公司，浙江 岱山 316200）

簡要介紹岱山電網的現狀，對配電網可靠性指標進行了分析，并給出了常用指標的計算公式。結合案例，提出了提高海島電網供電可靠性的主要措施。

偏差率；帶電作業；供電可靠性；智能配電網

配電網處于電網末端，是向用戶提供電能和分配電能的重要環節。供電可靠性指標直接反映了供電系統的供電能力，同時也反映了地區經濟及人民生活電能需求的滿足程度。

隨著新農村建設的逐步完善，海島岱山的居民生活區域也逐步集中，中心城區用戶數量不斷上升，負荷密度增大，對供電可靠性要求也越來越高，建設高可靠性配電網已成為岱山供電公司的重要目標之一。

1 岱山電網現狀

目前岱山電網內尚無火電機組，只有1家衢山美達風電廠，總裝機容量為40.8 MW。由于風電出力具有不確定性、隨機性、波動性特點，故主要依靠兩回同塔共架220 kV郎蓬2R42線和蓬洲2R48線以及1回架空和海纜混合的110 kV舟蘭1923線，由舟山本島提供電能。220 kV輸電線路距離遠、跨度大，易遭雷擊，存在雙線同跳風險；110 kV海纜段易受海水腐蝕，也存在被漁船拋錨鉤斷的危險。

岱山配電網共分配運、東供、秀供、衢供和長供5個供電區域。其中配運和東供屬于同1個島嶼，另外3個處于其他不同島嶼。受海島地理條件限制，各島嶼之間10 kV配電網無電氣連接，無法實現不同島嶼之間的負荷轉供。又因歷史原因，岱山配電網網架結構薄弱、設備落后老舊，嚴重制約了高可靠性海島電網的建設。

“三集五大”、“大運行”以及“地縣一體化”體系建設，給提高海島電網的可靠性帶來了希望，使打造堅強的海島電網成為可能。

2 配電網可靠性指標分析

供電可靠性是考核供電企業電能質量的重要指標，反映了國民經濟對電能的需求程度，是衡量一個國家經濟發達程度的指標之一。電力企業供電可靠性管理是否到位、供電可靠性的高低，是衡量企業內部管理水平的重要標準。為了保證可靠性要求，必須對SAIFI（系統平均停電）、AIHC（用戶平均停電時間）、SAIDI（系統平均停電持續時間）、月度偏差率和ASAI（平均供電可靠度）等進行統計分析[1-3]，表1為2014年10月岱山供電公司原始數據，本文以這些原始數據為例，對月度偏差率和ASAI進行分析計算。

用戶平均停電時間（AIHC）=∑每戶每次停電時間/總用戶數=∑（每次停電持續時間×每次停電用戶數）/總用戶數。

停電時戶數=∑（每次停電持續時間×每次停電用戶數）。

允許用戶平均停電時間=（1-供電可靠率）×統計期間時間。

表1 2014年10月的原始數據

2.1 月度偏差率

式（1）中，月度指標實際完成值即表1中停電時戶數，為1 673.15，月度指標預測值即預計停電時戶數，為2 500，可得月度偏差率為33.07%。雖已達到公司要求的40%，但在國網浙江省電力公司中的排名還比較落后。今后應從數據錄入的及時性、準確性、完整性和預測準確性方面加大力度。同時各供電區域要加大月度停電計劃的管理力度，結合停電時戶數的控制，科學、合理地安排停電計劃，提高月度偏差率。

2.2 平均供電可靠度

平均供電可靠度是主管部門對供電公司的重要考核指標，是指統計期間內對用戶有效供電時間總小時數與統計期間內小時數之比：

由表1可知用戶平均停電時間為1.09 h，統計期間總時間為24×31=744 h，由式（2）可得到ASAI為99.85%。通常主管部門下達的供電可靠性指標就是ASAI，2014年國網浙江省電力公司下達的城網供電可靠性目標值為99.963%，農網供電可靠性目標值為99.92%。故岱山供電公司的平均供電可靠性還有待進一步提升。

3 提高配電網可靠性的具體措施

影響配電網供電可靠性的因素有多種，對不同的影響因素可采取相應的措施。根據岱山電網的具體情況，提出以下幾方面的措施。

3.1 打造堅強可靠的配電網結構

堅強可靠的配電網網架結構是保證電網安全穩定運行的基礎，是提高供電可靠性的重要手段。首先應對岱山配電網網架結構進行精細化規劃。配電網接線應根據負荷水平、電網發展目標定位、資源環境承載能力因地制宜地選取，滿足安全性、可靠性、經濟性的要求，考慮抗臺風、抗雷擊等災害的能力，滿足N-1準則要求。

要實現10 kV配電線路環網供電、開環運行，應不斷加大配電網改造力度，改善10 kV線路網絡結構，逐步實現環網手拉手供電，縮小供電半徑，使供電負荷符合技術水平。近年來岱山電網10 kV配電網發展區域大量采用環網結構，僅變電站出線處設置斷路器，線路上其他節點（環網柜）采用負荷開關，并隨網架的逐步穩定開始在開閉所裝設RTU（遠程控制終端），為將來實施配電網自動化打下了堅實基礎。通過學習、創新，配運中心在負荷較高城區實現了“三供一備”網架，如圖1所示。

圖1 “三供一備”網架

正常運行情況下，中心箱式開關站由竹嶼變電站對江116線供電，竹嶼變電站陽光109線、岱山變電站高亭005線和育才007線作為備供線路。任意1條線路發生故障或停電檢修時，可對該線路負荷進行多通道轉移，從而提高城區供電的高可靠性，保證居民正常供電。例如2014年6月24日04:00—15:32，高亭005線 1號桿和45號桿架空線落地，實施騰龍箱式開閉所的投運工作。由于高亭005線是岱山城區的主要線路，負荷較重，當時電流達175A，此時“三供一備”網架就發揮了重要作用。將圖1高亭005線負荷2中由宏泰箱式開閉所進線至末端的負荷切換至對江116線，經計算約減少停電時戶數760（時·戶），多供電量4 502.35 kWh。

3.2 提高電網設備水平

隨著海島新區建設的高層化及環境美化的要求，配電網用電纜供電取代傳統的架空線供電方式已成趨勢。采用電纜供電方式的配電線路，其抵御強臺風、雷電、冰雪、落物甚至海水腐蝕等自然侵害的能力大大提高。以絕緣導線替代采用裸導線的架空線，不但提高了絕緣水平，同時為同一走廊多回路供電提供了便利。

老舊的一次、二次設備已無法適應劇增的負荷要求，帶病、重載運行，無疑是配電網可靠、安全運行的潛在威脅。應采用新設備、減少因設備質量問題造成的停電。設備的每個元件都有一定的生命曲線，依據元件的故障率隨時間變化可分為3個時期：早期、偶然期和損耗期。早期故障率較高，但隨時間的增加，故障率迅速降低。損耗期故障率上升，主要是由機械和電氣磨損以及絕緣老化引起。為了提高元件可靠率，在運行中應加強維護，延長偶然期的時間，海島地區則應從加大設備防腐力度著手。

3.3 采取帶電作業方式

3.3.1 帶電作業的作用及意義

帶電作業是提高配電網供電可靠性的重要手段。實踐證明：開展和發展配電網帶電作業，在降低設備計劃停運率、提高供電可靠性、最大限度地縮小停電范圍、為電力用戶提供最優質服務等方面發揮著極其重要的作用。按照國家電網公司《10 kV架空配電線路帶電作業管理規范》的規定，帶電作業分為：絕緣桿作業法、絕緣手套作業法和綜合不停電作業法。

3.3.2 保證帶電作業安全的技術條件

為防止帶電作業人員受觸電的傷害，在進行帶電作業時必須具備3個技術條件：

（1）流經人體的電流不超過人體的感知水平1 mA（穩態電流）；

（2）人體體表局部場強不超過人體的感知水平240 kV/m（2.4 kV/cm，強電場防護）；

（3）人體與帶電體（或接地體）保持規定的安全距離（空氣間隙）。

3.3.3 帶電作業提高可靠性的典型案例

2014年4月10日，10 kV岱東112線南峰水產支線3號桿需要進行搭接金源水利水務投資有限公司基建變支線跌落式熔斷器上引線和更換6號桿中相絕緣子的工作。上述工作若采用停電作業就必需拉開岱東112線南峰水產支線1號桿的跌落式熔斷器，包括掛、拆接地線等，預計作業時間需要4 h，意味用戶將被停電4 h。由于采用帶電作業，避免了75個用戶的停電，作業時電流41 A，約減少停電300（時·戶），多供電量1 917.56 kWh。

3.4 開展智能配電網建設

智能配電網在發生異常或故障時能迅速查出異常、快速切除和隔離故障，使配電網的設備故障得到有效控制，縮短故障隔離時間、縮小停電范圍，提高了搶修效率和供電可靠性。

在智能配電網規劃建設過程中，要引入信息通信、分布式電源等，綜合考慮電網建設、升級改造及應用技術，實現配電網在規劃建設、運行控制、管理維護等方面的協同優化。對配電變壓器實現二遙，主要環網節點實現三遙。在主環網配電箱式變壓器上安裝通信終端與故障指示儀，將信息上報給主站系統；在環網聯絡點與環網柜后端開關安裝FTU（饋線終端），對線路運行狀況進行監測；在配電變壓器上安裝TTU（配電變壓器監測終端），采集處理配電變壓器低壓側的各種數據，并將其上傳至主站以監視變壓器的運行狀況。當主站系統接收到線路上報的故障信息時，及時通過主站遙控命令對開關進行分合操作[4]。

3.5 采取科學的管理手段

實行電力可靠性管理是提高電力系統可靠性水平、保證電力系統安全穩定運行的行之有效的管理模式[5，6]。

（1）加強工作計劃和臨時停電管理。應嚴格控制施工停電范圍，盡量做到不因1點停電造成整條饋線停電。事先做好事故搶修人員及備品的準備工作，盡量縮短故障排除時間，降低用戶平均故障停電持續時間。加強停/送電管理。檢修人員提前到達現場，做好開工前的各項準備工作，等候設備停電；送電實行預匯報制度，以便操作人員及時到達現場。

（2）改變施工方式。對電網的新建、技改工程，停電管理是關鍵環節。應該嚴格履行停電申請和審批手續，對停電的薄弱環節加強控制，提高工作效率，減少無效作業時間，避免重復停電和超時停電現象的發生。

（3）提高巡線質量。實行網格化巡視，將巡視工作質量檢查納入考核，加大防外力破壞工作的力度，做好安全用電、保護電力設施的宣傳工作。

（4）強化配電操作管理。優化操作環節，壓縮操作時間。在保障安全的情況下，嚴格控制停電時間。

（5）提高可靠性專業人員的業務水平和工作能力。加強員工的理論知識和工作實踐力度，不斷提高人員的業務素質和思想素質，并定期組織業務考核。

4 結語

提高10 kV配電網供電可靠性是一項系統工程，應根據實際情況有選擇地予以實施，運用現代化的技術措施和管理模式，改造現有電網存在的缺陷，使電力與經濟發展同步，不斷滿足社會的需求。

電力企業是關系到國計民生的重要服務行業，要確立以客戶滿意度為工作的出發點，在“多供電、用好電、少停電”上狠下苦功，保證高供電可靠率。

[1]丁毓山，楊勇.農村電網規劃與改造[M].北京：中國電力出版社，2001.

[2]國能安全[2014]204號.國家能源局關于印發供電企業可靠性評價實施辦法的通知[S].北京：國家能源局，2014.

[3]國家電網公司.用戶供電可靠性管理工作手冊[M].北京：中國電力出版社，2011.

[4]吉利.提高城市配電網供電可靠性的措施分析[J].中國電業，2011（11）:58-60.

[5]李曉輝，吳彬，張來，等.提高天津中壓配網可靠性的建設方案效果分析[J].電力系統及其自動化學報，2009，21（6）:92-97.

[6]李靜.談提高10 kV配電網供電可靠性的措施[J].農村電工，2008，21（1）:22.

（本文編輯：龔 皓）

Exploration and Research of Highly-reliable Island Distribution Networks

FANG Zhihui，JIANG Jie，JIN Min，WANG Jianjun，DONG Ying，HONG Yukai
（State Grid Daishan Power Supply Company，Daishan Zhejiang 316200，China）

The paper briefly introduces current status of Daishan power grid and analyzes feasibility index of distribution networks；furthermore，it gives commonly used formula of index computation.In the light of cases，the paper presents major measures for improving power supply reliability of island distribution networks.

deviation rate；live working；power supply reliabillity；smart distribution network

TM727

B

1007-1881（2015）02-0016-04

2014-11-06

方志輝（1984），男，工程師，主要從事電網調控、運行方式、電力電子技術、電網可靠率、潮流分析工作。