高可靠性示范區(qū)配電網(wǎng)可靠性薄弱環(huán)節(jié)分析及解決措施探究

陳黠

[摘? ? 要]配網(wǎng)系統(tǒng)供電可靠性直接影響到供電服務(wù)質(zhì)量，高可靠性示范區(qū)配網(wǎng)可靠性要求更高，需要達到規(guī)定的標(biāo)準，為了切實提高高可靠性示范區(qū)的配電網(wǎng)供電可靠性，就要明確區(qū)域內(nèi)配網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，并針對性地提出解決對策。

[關(guān)鍵詞]高可靠性示范區(qū);配網(wǎng)可靠性;薄弱環(huán)節(jié);解決措施

[中圖分類號]TM76 [文獻標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）10–00–03

Analysis on Weak links of Distribution Network Reliability in High Reliability Demonstration Area and Solutions

Chen Xia

[Abstract]The power supply reliability of distribution network system directly affects the quality of power supply service. The reliability requirements of distribution network in high reliability demonstration area are higher， which need to meet the specified standards. In order to effectively improve the power supply reliability of distribution network in high reliability demonstration area， it is necessary to clarify the weak links of distribution network in the region and put forward countermeasures.

[Keywords]high reliability demonstration area; distribution network reliability; weak links; solutions

經(jīng)濟與社會的發(fā)展對配網(wǎng)系統(tǒng)的整體運行能力提出了更高的要求，需要配網(wǎng)系統(tǒng)有著更強的供電能力、提升其供電可靠性。然而，當(dāng)前的配網(wǎng)系統(tǒng)存在局部薄弱環(huán)節(jié)，亟待優(yōu)化與改善，從而提高其運行可靠性，提高配網(wǎng)系統(tǒng)可靠性運行質(zhì)量，才能從根本上縮小停電范圍，減少停電次數(shù)，進而確保供電服務(wù)工作水平。

1 示范區(qū)配電網(wǎng)可靠性現(xiàn)狀分析

配網(wǎng)可靠性分析主要從配網(wǎng)設(shè)備可靠性參數(shù)以及配網(wǎng)實施基礎(chǔ)參數(shù)兩大方面入手，前者則具體包括：故障平均修復(fù)時間、故障發(fā)生率、停電參數(shù)等，停電參數(shù)則具體是指：平均開關(guān)切換時間、故障確定隔離時間。后者則具體包括：負荷點參數(shù)、線路基礎(chǔ)參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)參數(shù)等。圍繞此高可靠性示范區(qū)域中的相關(guān)停電數(shù)據(jù)展開分析，則能獲得一切可靠性參數(shù)，為配網(wǎng)可靠性分析提供可靠的數(shù)據(jù)。

某城市配網(wǎng)可靠性示范區(qū)中壓配電網(wǎng)總計有51回出線，基本由電纜組成，其總體長度在180.5 km，架空線路長：3.499 km。通過采用配網(wǎng)可靠性評估分塊算法來對本城區(qū)高可靠性示范區(qū)內(nèi)的中壓配電網(wǎng)實施可靠性評估，得出以下評估結(jié)果：該示范區(qū)配網(wǎng)供電可用率為0.999583，系統(tǒng)平均停電時間3.657 h/年，系統(tǒng)平均停電頻率1.589次/a，用戶數(shù)為：433戶，期望時戶數(shù)：1583.27戶。通過分析以上數(shù)字能總結(jié)出：目前，該示范區(qū)用戶每年的平均停電時長達到：3.657小時，供電可靠率達到了99.95 %，在某種程度上偏離了高可靠性供電服務(wù)水平，所以，有必要強化對示范區(qū)配網(wǎng)系統(tǒng)的高可靠性供電的優(yōu)化，進而達到規(guī)定的標(biāo)準和要求，經(jīng)過改善后，預(yù)期示范區(qū)內(nèi)配網(wǎng)供電可靠性要上升至99.99 %。

2 示范區(qū)配電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)分析

配網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)將從整體上影響到配網(wǎng)可靠性功能的發(fā)揮，通過加強對配網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)的單獨優(yōu)化與改造，則能有效地控制配網(wǎng)建設(shè)成本，全面提高整個企業(yè)投資的收益。所以，有必要先圍繞一個高可靠性示范區(qū)，找出其配網(wǎng)系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，有針對性地進行改造、優(yōu)化。

配網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)就是指存在一些特殊問題和故障的部分，具體是指：無聯(lián)絡(luò)（分段母線彼此間缺少聯(lián)絡(luò)線）、分段不足（供電線路必須額外安裝開關(guān)）、同桿架設(shè)、線路過長（線路長度在4.5 km以上）、重載過載（線路負載率在70 %以上）、電纜化率低（電纜長度占線路總長度的70 %以下）等。

本示范區(qū)，決定圍繞配網(wǎng)中的51回饋線展開薄弱環(huán)節(jié)分析，在所有的饋線中，16回饋線存在薄弱環(huán)節(jié)，經(jīng)綜合分析得出：具體的薄弱環(huán)節(jié)是指，無聯(lián)絡(luò)、線路過長、分段不足，例如：在16回薄弱饋線中有6回饋線出現(xiàn)無聯(lián)絡(luò)問題，有3回存在分段不足現(xiàn)象，有8回饋線的線路過長，均超過了4.5 km，其中最短線路為5.009 km，最長達到9.768 km。其中平均停電時長最長達到12.788 h/年，最短也在3.894 h/年。

3 高可靠性示范區(qū)配電網(wǎng)可靠性薄弱環(huán)節(jié)優(yōu)化的技術(shù)措施

3.1 加強環(huán)網(wǎng)技術(shù)改造

高可靠性示范區(qū)配網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)的分析中能看出：聯(lián)系不足是高可靠性區(qū)域配網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)之一，所以，必須強化其配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)改造與優(yōu)化，從而達到彼此聯(lián)絡(luò)的兩條饋線總期望停電戶數(shù)最少作為主要目標(biāo)，首先明確各組環(huán)網(wǎng)之間的最理想的聯(lián)絡(luò)點，同時，根據(jù)高可靠性區(qū)域10 kV饋線地理接線圖，來對應(yīng)剖析各組環(huán)網(wǎng)最優(yōu)聯(lián)絡(luò)點是否科學(xué)、可行，結(jié)合現(xiàn)實需要來合理地優(yōu)化、改造聯(lián)絡(luò)點。

3.2 優(yōu)化配置開關(guān)

優(yōu)化處理開關(guān)，把分段開關(guān)安裝在中壓配網(wǎng)饋線上，以此來縮小檢修與故障停電范圍，進而提高示范區(qū)的供電可靠性。結(jié)合上文能看到：將示范區(qū)可靠區(qū)域中的所有10 kV饋線，都增設(shè)一二臺分段開關(guān)，并積極優(yōu)化這些開關(guān)，具體的分段開關(guān)應(yīng)參照增設(shè)分段開關(guān)以后，有多少用戶處于停電狀態(tài)來具體選擇配置方式。

3.3 加快配網(wǎng)自動化改造步伐

也要加快配網(wǎng)自動化改造的步伐，提高配網(wǎng)系統(tǒng)維修、施工與搶修等的速度，加快配網(wǎng)維護進程，以此來控制故障停電時間，盡全力地運用饋線自動化系統(tǒng)中的自動復(fù)電功能與故障自動化隔離功能，以此來控制故障停電范圍，達到對配網(wǎng)系統(tǒng)的全程、動態(tài)監(jiān)控，而且要及時地識別與處理配網(wǎng)故障隱患，全面提高設(shè)備安全性、穩(wěn)定性，控制停電事故發(fā)生率。同時，也要優(yōu)化、升級環(huán)網(wǎng)，加快環(huán)網(wǎng)改造進度，使其形成相互聯(lián)系、連接的饋線，發(fā)生停電故障時保證最小的停電范圍，而且要指明不同組環(huán)網(wǎng)的最合適的聯(lián)絡(luò)點，具體應(yīng)根據(jù)示范區(qū)10 kV饋線連接圖，保證不同組環(huán)網(wǎng)的最佳聯(lián)絡(luò)點都可行，要結(jié)合實際情況來靈活調(diào)整聯(lián)絡(luò)點，確保其更加安全、穩(wěn)定、合理。

3.4 加快一次設(shè)備改造

一次設(shè)備的技術(shù)水平將從根本上影響到配網(wǎng)綜合自動化的性能，所以，結(jié)合自動化的目標(biāo)以及一次設(shè)備的基本特征，可以將示范區(qū)一次設(shè)備的改造進行細分，具體應(yīng)涵蓋：設(shè)備的維護、檢修、技術(shù)性改造、升級以及老舊設(shè)備的調(diào)換、翻新等。

此外，還應(yīng)對示范區(qū)域的配網(wǎng)系統(tǒng)進行雙電源改造，特別是配電房中的電源系統(tǒng)應(yīng)實施雙電源優(yōu)化升級。以此來提高配電房的電力供應(yīng)能力。

經(jīng)過多重的技術(shù)性優(yōu)化、改造與升級，高可靠性示范區(qū)域已經(jīng)全方位地實現(xiàn)了配網(wǎng)自動化的改造與升級，示范區(qū)的所有箱變都基本達到了“二遙”目標(biāo)，各個環(huán)網(wǎng)柜、開閉所以及配電房等經(jīng)自動化終端的優(yōu)化都達到了“三遙”目標(biāo)。

每一項技術(shù)性改造與優(yōu)化都取得了顯著的成效，具體如表1所示。

4 高可靠性示范區(qū)配電網(wǎng)可靠性薄弱環(huán)節(jié)優(yōu)化的管理措施

4.1 創(chuàng)建配網(wǎng)在線風(fēng)險評估系統(tǒng)

通過創(chuàng)建此評估系統(tǒng)能夠達到對配網(wǎng)整體運行概況，包括配網(wǎng)中各個設(shè)備的運行狀況，是否存在風(fēng)險等，系統(tǒng)也能以在線的方式來計算電網(wǎng)系統(tǒng)整體的風(fēng)險指標(biāo)，從而為配網(wǎng)可靠性的量化分析和量化管理提供實用的方法和手段，以此來達到從定性評估到定量評估的發(fā)展與升級，最終達到對配網(wǎng)運行方式的優(yōu)化與升級。

4.2 利用配電設(shè)備在線綜合監(jiān)測系統(tǒng)

配電設(shè)備在線綜合監(jiān)測系統(tǒng)是一個綜合性監(jiān)測系統(tǒng)，能夠發(fā)揮各類系統(tǒng)的各種監(jiān)測功能，例如：安防系統(tǒng)的安全防護功能、門禁系統(tǒng)的隔離功能、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測功能以及通訊系統(tǒng)的信息傳輸與通訊功能，備份電源系統(tǒng)的電源備份功能等，主要圍繞各類配電設(shè)備進行狀態(tài)的全天候監(jiān)測、檢查與動態(tài)監(jiān)督，也能動態(tài)地評價、評估一些重要電氣設(shè)備，例如：配變、開關(guān)柜、電纜等是否處于正常運行狀態(tài)，是否存在安全風(fēng)險。

4.3 創(chuàng)建配網(wǎng)故障快速搶修服務(wù)移動平臺

對現(xiàn)有的配電自動化技術(shù)進行優(yōu)化整合利用，同時，添加現(xiàn)代化的移動通訊技術(shù)，PDA掌上電腦、GIS系統(tǒng)等，也可配置能動態(tài)接收搶修命令的標(biāo)準化故障搶修車輛，并在上方安裝移動攝像頭，從而達到對配網(wǎng)故障的全天候、全方位監(jiān)測，提高意外故障的處理能力。

4.4 終端用戶標(biāo)準化不停電作業(yè)

為了減少停電戶數(shù)，縮小停電范圍，不妨配設(shè)移動發(fā)電車、移動變壓器類似的現(xiàn)代化先進設(shè)備，而且要對示范區(qū)內(nèi)的配電房實施雙電源改造，隨著配網(wǎng)線路、設(shè)施等的施工、檢修的進行，即便故障模式下也能實現(xiàn)帶電作業(yè)，或者通過轉(zhuǎn)供電的方式來維護廣大用戶的正常用電。

實踐證實：在線綜合監(jiān)測系統(tǒng)、故障搶修移動服務(wù)平臺都可以最大程度地控制電纜、配電變壓器等的故障發(fā)生率，進而縮短故障檢修時間，而且通過不停電作業(yè)也能縮小停電范圍，提高供電服務(wù)水平。最終證明：配網(wǎng)可靠性水平的改善成效，如表2所示。

通過分析示范區(qū)配網(wǎng)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，明確其中的問題所在，從而有針對性地從技術(shù)改造、管理優(yōu)化兩大方面對配網(wǎng)工程進行優(yōu)化改善，示范區(qū)配網(wǎng)供電可靠性明顯得到改善，經(jīng)過改造后供電可靠率達到99.99 %。具體體現(xiàn)在：系統(tǒng)改善前，供電可用率RS-1為0.999583，經(jīng)過改善后，供電可用率上升為：0.999991，系統(tǒng)平均停電時間在改善前為3.657 h/a，改善后則僅為0.076 h/a，期望時戶數(shù)也從改善前的1583.27下降至33.97。總體來看，示范區(qū)可靠性改造十分到位，也達到了預(yù)期的改造效果，供電可用率理論值達到99.99991 %，達到了合格的理論數(shù)值水平，未來該示范區(qū)的供電可靠性將大大提升，供電服務(wù)水平也將上升至全新的高度。

5 結(jié)束語

通過建設(shè)高可靠性示范區(qū)能夠有效地優(yōu)化配網(wǎng)整體運行水平與管理水平，是發(fā)展并優(yōu)化供電服務(wù)的偉大嘗試，這種示范區(qū)供電可靠性分析的方式能夠為供電系統(tǒng)的運行維護創(chuàng)造有利條件，通過對示范區(qū)內(nèi)配網(wǎng)可靠性薄弱環(huán)節(jié)的分析，能夠具體明確配網(wǎng)系統(tǒng)的問題以及薄弱環(huán)節(jié)的成因，再針對性地采取優(yōu)化與完善措施，則能帶來預(yù)期的經(jīng)濟效益、社會效益與環(huán)境效益，同時，經(jīng)過對薄弱區(qū)的優(yōu)化與改造，示范區(qū)內(nèi)計劃檢修停電的時間得到了控制，停電范圍也得以縮小，基本實現(xiàn)了供電可靠率將近完美的目標(biāo)。

參考文獻

[1] 供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評價規(guī)程：DL/T836—2003[S].

[2] 袁欽成.配電系統(tǒng)故障處理自動化技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2006.

[3] 中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司.中國南方電網(wǎng)城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

[4] 紀靜，謝開貴，曹侃，等.廣東電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)辨識及可靠性改善分析[J].電力系統(tǒng)自動化，2011，35（13）：98-102.