供電可靠性的配電網規劃分析

王調兵

（國網寧東供電公司，寧夏 銀川 750001）

0 引 言

電力企業的長期發展過程中，配電網規劃與設計一直是其薄弱環節。配電網的整體結構復雜，長期運營下老舊設備的數量增多，加上管理水平低下，使得配電網在運行過程中受到諸多因素的影響，難以保障供電可靠性。當前，電力企業提高了對電力服務質量的要求，需從現實需求出發，增強配電網規劃方面的可靠性建設，為正常的供配電提供良好的前提條件，以促進配電網安全高效地運營。

1 配電網規劃中提高供電可靠性的重要意義

配電網內部包含了諸多電力設備設施，因此提高供電可靠性極為復雜。在當前的發展條件下，人們對供電質量的要求日益提高，使得電力企業配電網供電可靠性的研究和提升日趨重要。電力企業在發展過程中需要為供配電提供安全可靠的電網結構，以保障其在供配電方面發揮支撐和保障作用。

現階段，隨著電力行業的快速發展，配電自動化獲得了一定的發展，使得電力企業在配電網規劃和建設過程中具有了更多的技術可選擇性，為提升供電可靠性和質量提供了支持[1]。其中，供電可靠性的提升極為關鍵，也對電力企業的配電網規劃提出了更高要求。在具體的配電網規劃過程中，需做好電網結構優化、設備設施更新以及運行狀態檢修等工作，并全過程、全方位強化管理，以解決配電網運行時供電可靠性不足的問題，從而為電力企業創造更大的發展潛力。

2 配電網供電可靠性影響因素分析

配電網供電可靠性是電力行業乃至全社會關注的重點問題。如果在配電網規劃過程中難以實現供電可靠性，不僅會影響整個配電網的高效穩定運行，還可能會出現嚴重的安全事故。要提升配電網的供電可靠性，需要從影響因素出發，加強各個環節的設計與優化。影響配電網供電可靠性的因素如圖1所示。

2.1 網絡結構

圖1 供電可靠性影響因素示意圖

配電網的結構并不是單一的，而是包含了多種類型。在配電網的結構設計方面，可以根據實際需求進行網絡結構的選擇與優化。不同網絡結構下的安全可靠性存在一定的區別。通常，如果在當前電力行業發展過程中能夠建立清晰的網絡接線模式，那么將能夠在電力系統出現故障后快速進行故障定位與排查，使其盡快恢復正常狀態。合理的線路分段能夠縮小故障停電范圍，避免大面積停電對人們的生產生活造成不利影響。線路間的聯絡以及帶備用主變的變電站有助于故障發生時線路之間和變電站主變之間的負荷轉供[2]。“N-1”型接線模式與其他接線模式的區別在于存在多個電源，即使電力系統運行時某段出現異常情況，也可以通過其他線路來保持正常的供配電，具有更高的安全性與可靠性。在配電網中，無論采用何種類型的網絡結構，都需要保障電網結構的清晰性，從而為后續的故障排查及維修處理提供便捷。

2.2 設備水平

設備水平是配電網供電可靠性的重要影響因素。這一大影響因素包含線路絕緣化率、中壓線路長度超限比例、不符合防雷標準線路比例、GIS使用率以及斷路器無油化率。如果在配電網規劃中難以科學控制與優化這些影響因素，那么將難以保障配電網的供電可靠性。設備水平的影響因素中的設備不僅包括傳統意義上的機械設備和電力設備，還包含線路。設備運行環境相對復雜，且不同設備之間存在緊密的關聯性。這種情況下要提高配電網供電的可靠性，需要在配電網中引入故障自我診斷設備與技術，以快速解決設備出現的故障[3]。當前，市場上出現了各種新型設備。這些設備的技術水平較高，設備本身的安全性與可靠性相對較好，有助于提高配電網的安全性。

2.3 技術水平

隨著互聯網技術的快速發展，各種互聯網技術的應用對配電網的優化起到了重要作用。在配電網規劃過程中，技術水平同樣是影響供電可靠性的關鍵因素。如果能夠采用自動化、智能化與安全化技術，將有效提升供電可靠性。通常情況下，技術水平對供電可靠性的影響主要體現在帶電作業能力、配電自動化能力以及狀態監控與檢查維修能力3個方面。只有保障這3種能力，才能夠避免技術對供電可靠性的影響，否則任何一方面的能力不足都會影響供電可靠性。

2.3.1 帶動作業

在配電網規劃和建設過程中，帶電作業是一種極為常見的工作方式，主要是在高壓電力設施正常供電的情況下進行電力檢修與維護。這種工作方式下的危險系數相對較高，參與帶電作業的人員必須具有極高的專業素質和技術水平，才能夠保障作業任務的完成。

2.3.2 配電自動化

配電自動化能力通過構建配電自動化系統來實現。在系統構建過程中，需加強對電網信息的整合與共享，充分應用互聯網技術，通過自動化系統展開對電網中各種電力設備設施的狀態監測，及時識別電網運行時的故障威脅。

2.3.3 狀態監控與檢查維修

該工作在各種電力設備和線路未發生故障前進行，以保障電網處于正常運行狀態而不會影響供配電。

2.4 運營管理

配電網的日常運營管理也極為重要。通過科學全面的運營管理，可以提高供電可靠性。運營管理下的影響因素主要包括基礎管理、需求側管理以及轉供電管理。基礎管理能夠使得各種電力信息的采集更精準，從而通過分析這些信息來輔助決策。基礎管理下的管控包含了電能暫停時間的控制與信息系統的建立。需求側管理屬于一種預防控制的手段，重點是管控電力缺口。轉供電管控下的專業人員需制定和評估轉供電計劃，從而縮短停電時間。

3 提高配電網規劃的供電可靠性

配電網供電可靠性的提升思路如圖2所示。

3.1 網絡結構優化

圖2 配電網供電可靠性的提升思路

以某地區的配電網為例來優化網絡結構。已知該地區配電網主要存在以下問題。首先，主干長度方面存在部分線路過長問題。城區共有18條線路主干線，長度都達到了3 km，占線路總數的36%；非城區共有20條線路，長度超過了5 km，占線路總數的40%。線路供電距離相對較遠，存在較大的電力損耗。其次，線路構成方面。以架空裸導線為主體，整個中壓網線路的絕緣化率與電纜化率都偏低。再次，接線模式方面。有15條線路采用“手拉手”接線方式，但7條線路無法實現負荷轉供；35條線路采用單輻射接線，且線路在運行時存在較高的負載率，使得即使存在聯絡線路也不能夠完全轉帶負荷，因此電網負荷的轉供能力較差。最后，線路負載率方面。有7條線路的負載率在70%以上，正常運行負載率較高，對負荷發展的適應性相對較差；7條線路負載率在20%以下，資源利用率相對較低。

針對上述情況，在配電網規劃過程中，要求各個電力企業根據供配電需求優化網絡結構。首先，優化線路分段數。由于電力需求的分布不均勻，因此對于電力用戶較多和需求較大的線路，需加裝線路分段設備減小分段用戶數，從而縮小線路的停電范圍[4]。其次，適當提高線路的環網化率和線路可轉供率。通過這種方式可實現線路之間的負荷轉供，從而提高供電可靠性。再次，準確預測電力負荷。由于影響負荷需求的因素非常多，因此在電力負荷預測過程中必須采取多種方式保障電力負荷預測結果的準確性。具體預測過程中，可以采用比例系數增長法、回歸模型預測法、曲線擬合法以及空間負荷預測法來加以預測。最后，分析電力平衡，制定相應的規劃方案。專業人員需結合前期的負荷預測結果分析電力平衡。設計規劃方案時，需要根據主網規劃按目標年分階段分區進行電力平衡，進而依據預測的負荷平衡、分布情況以及電力平衡分析結果來確定最佳的配電網規劃方案。

3.2 提升設備水平

配電網運行時，供電可靠性很大程度上還會受到設備水平的影響。配電網中的電力設備設施相對較多，單個設備或者多個設備的可靠性均可能決定配電網各個負荷點的可靠性。如果單個設備或者多個設備的可靠性較差，那么會使配電網電力設備設施的檢修頻繁。因此，提升設備水平是提升供電可靠性的重要途徑。

在具體的實施過程中，需要從以下幾個方面來提升設備水平。首先，及時更換老舊設備。配電網中的設備較多，一些設備在長期使用過程中面臨著老化和性能降低的問題，如果不及時更換，那么這些設備在配電網運行過程中的故障頻率將相對較高。因此，電力企業需定期更換配電網中的老舊設備，用先進設備替代老舊設備，以降低設備發生概率的幾率[5]。其次，在新建變電站中選用質量較好、性能高的電力配置，如開關和斷路器等，從而提高整個配電網中電力設備設施的配置。最后，提高設備抵御自然災害的能力。尤其是在一些雷害密集的區域內，需要采取必要的防雷保護措施。例如，可采用高性能避雷器與絕緣子，做好架空避雷線的接地處理，從而降低外力對電力線路、設備的破壞。

4 結 論

現階段，隨著電力行業的蓬勃發展，人們在長期發展過程中對供電可靠性提出了更高的要求。針對這一發展現狀，各個電力企業需要針對供電可靠性的影響因素，優化配電網，從網絡結構、設備管理、運營管理以及技術更新的角度提升供電可靠性，使得配電網規劃能夠符合實際的用電需求。