配電網規劃提升配網可靠性的研究

王 磊

（國網吉林省電力有限公司大安市供電公司，吉林白城 131300）

0 引言

電能在社會生產生活中占有重要地位，對我國經濟增長產生巨大深遠的影響，因此必須做好電力系統發展的規劃設計，做好基礎設施建設。全球范圍內曾經發生過許多重大停電事故，根據美國電力科學院調查，電力系統停電故障造成超千億美元的巨額損失。例如，2003年包括加拿大地區出現大范圍停電，超過5000萬人工作受到影響，有21間發電廠停電后關閉；2008年我國南方部分省份遭受50年來最嚴重的雨雪冰凍天氣，給電力系統安全運行造成巨大沖擊。對負荷中心等部門來說，應聚焦于保證供電的可靠性，大力發展局部地區對抗電網打擾動時供電可靠性，提高供電質量、提升配電網系統可靠性尤為重要，對城市配網建設規劃可靠性研究具有重要意義。

1 配電網可靠運行的重要性

在發電機組等發生強迫故障、停運等退出運行期間，為保證連續不斷供電，電力系統應具有備用冗余容量，滿足設備的經濟性與技術性約束要求。需對經濟性與可靠性進行協調分析，大面積停電事故造成災難后果迫使加大對電力系統可靠性的監管，保證電力系統運行風險度維持在可控范圍內[1]。

電力系統規劃運行需要考慮元件故障不確定性特征。電力系統由大量設備、元件等構成，具有規模大、潮流非線性分布、故障點對系統安全運行影響難預測等特點，可靠性關系到電力系統的各關鍵部門，工作覆蓋設計等各管理環節。可靠性工作內容種類繁多，包括對可靠性統計、提高方式措施等。隨著我國經濟快速發展，城市用電負荷需求巨大，隨著產業結構調整，負荷構成比例發生變化，居民用電增長快速，對電能質量及供電可靠性要求提高[2]。過去國家對發電環節投入比重較大，導致對配電網不重視，用電負荷增加使得一些線路負荷增大，電力系統局部故障擴大，會導致大面積停電事故。

配電網規劃改造時，供電能力等與經濟效益密切相關，降低網損能減少成本消耗，供電能力強化能增加售電量，使供電更加可靠，提升電能質量。大部分地區普遍出現配電網不能滿足負荷需求問題，大中城市冬夏季負荷高峰連年增長，導致中低壓配電網面臨極大挑戰。保證電器元件安全運行，做好城市配電網規劃建設，提升配網系統可靠性非常重要。要優化完善配電網結構，使配電網更加安全可靠，建立電源站點，有效處理供電不足問題，完善電網結構，使配電網安全可靠，保證城鄉居民生活需要得到滿足。

2 配電網可靠性評估

電力系統可靠性包括充裕度與安全度兩部分：充裕度是系統元件規定額定容量等允許范圍內，考慮配電網設備等元件預停運非預計劃停運下提供服務能力；安全度是電力系統運行中遇到突然擾動，如電氣設備隔離開關等意外退出，不間斷供電能力[3]。

配電網可靠性是電力可靠性的重要內容，涉及發、輸、配電等環節以及規劃、運維等供電企業運營專業，受到網架結構、技術裝備等諸多因素影響。配電系統處于電網直接與用戶相連關鍵位置，供電可靠性包含配電可靠性。用戶供電可靠性工作范圍繁雜，用戶期望供電系統不會發生停電等故障，電力企業供電必須滿足可靠性各項要求，供電系統按電壓等級分為高中低壓。電網可靠性指標是供電部門關鍵技術經濟指標，是社會對供電服務評價的核心因素。

RS-2外部影響是供電企業管轄范圍外的電網引起停電，外部影響包括交通破壞，外部計劃檢修停電，外部電網建設施工等因素。AIHC是供電可靠性常用指標，用戶平均停電時間短則AIHC指標高。由于用戶數客觀固定，需提高供電可考慮，減少用戶停電總時數，減少停電用戶數是提高供電可靠率的方法。AITC（Average interruption times of customer，用戶平均停電次數）是一定期間內平均停電次數，停電影響可靠性指標計入記為AITC-1，指標為供電可考慮反映工系統對用戶供電質量。

3 影響配網運行可靠性的因素

配電網供電可靠性受到多種因素的影響，如配電網自動化水平等，配網運行中如不能進行科學有效的管理，配網電源容量較小時會對供電安全產生不利影響。配網設備規劃中產生的問題會縮短設備使用壽命，無法及時發現設備運行中出現的問題，會降低供電質量。配電網運行中受到自然災害因素的影響，管理人員技術水平較低，不能及時發現潛在問題，會出現線路故障，影響人們的日常生活用電需求。

對某地配網可靠性進行分析，調查研究配網系統故障原因，從架空線路，配電變壓器運行情況等方面分析影響可靠性，為提高配網系統運行可靠性提供數據基礎。架空線路故障停電率反映架空線路故障情況，老城區主線架空通常采用導線型號為HKLGJYJ-10-240/30，據統計每年架空線路因故障停電13次，配網架空線路發生故障停電次數較少。按故障設備分類分析，導線故障最多，桿塔故障相對較多[4]。反映電纜線路故障情況為電纜線路故障停電率，老城區主線電纜故障通常采用YJV22-10-3*300型號導線電纜，每年電纜線路故障停電約5次，配網架空線路發生故障停電次數較少。按電纜線路停電故障原因分類分析，設備老化2次，安裝質量故障1次。

反映配電變壓器故障情況為配電故障停電率，根據配變按

密布點的原則配置，應靠近負荷中心，變壓器容量不宜大于400 kV·A，變壓器選型應選用S11系列以上低損耗環保節能型密封變壓器，在過載率低的地區應推廣非晶合金變壓器。統計配電故障停電14次，故障停電率為1.54次（/百臺·年）。按配變故障停電故障設備分類分析，高壓熔斷器故障最多，低壓引線為2次。按故障原因分類分析，設備老化引起配電故障次數最多，其次為產品質量3次，安裝質量引起配變停電為1次。

4 提高電網可靠性規劃措施

電網核心內容是配網，供電系統安全受到配網安全影響，規劃改造配電網應結合可靠性關鍵參數，提高改造水平。配電網規劃改造需分段設計，傳統設計配電網需對系統整體規劃，能保障配電網運行效率，但配電網出現問題會延長檢修時間，影響供電系統穩定性。規劃配電網時應分段設計，配電網改造需遵循技術原則，隨著配電網技術升級，先進配電技術使線路更穩定，依據先進技術提前診斷故障，保證供電系統可靠性。

配電網規劃必須采取有效措施，以保證電網運行質量，提高供電網可靠性。實際工作中要考慮配電網情況進行改造，必須保證正確選取樣本，配電網輻射范圍較大，固化中采用不同改造標準會影響配網規劃工作，配網改造中應合理控制與負荷中心的距離，借助負荷變化增大配電架空線路截面。采取措施保證電力設備質量，及時更換性能差的設備。配電網運行中應改進技術措施，更好地保證配單網規劃改造工作順利進行。采用信息系統對數據匯總，建立配電網規劃模型，可以更好地觀察規劃中的不合理處。配電網規劃中，需合理采用滿足要求的設備，為提高配電網規劃效果，應采取科學隔離措施，有效降低配電網運行中產生的損失。

為提高配電網運行可靠性，需充分考慮電網規劃要求，保證其運行質量。配網規劃中應全面分析，按照不同地區配電網運行情況采取規劃方案，采用相應配網方法提高配網供電可靠性。無功補償型配電網規劃中應保證網絡分布平衡性，配網規劃中應做好巡視工作，及時發現線路中的問題，采取有效措施處理控制線路問題。使用年限較長的設備應進行維修更新，經過地勢復雜區域應采取措施保護隔離供電線路。

提高電網運行可靠性可以通過組織管理與技術經濟措施保證配網安全，通過嚴格執行指標管理制度，建立電力設施保護執法隊伍組織措施，提高基礎數據準確性，加強停電管理能力的管理措施，進行成本效益分析，加速推廣帶電作業，加大帶電作業裝備投入的技術措施，推行設備全壽命周期管理的經濟措施保證配電網運行可靠。

5 結語

可靠性是配網系統的重要指標，目前采用可靠性方法停留于理論階段，研究者采用復雜的數學模型獲得精確結論，但在使用中由于實際情況變化產生大量問題，存在數學模型推導結論與實際情況不符的問題。通過對配電網規劃運行可靠性的分析，總結影響配網系統運行可靠性的多方面原因，提出配網科學規劃提高運行可靠性的對策建議。