配電網(wǎng)典型接線方式與供電可靠性研究

葉飛

摘要：用戶供電可靠性是評價供配電質(zhì)量的重要指標(biāo)，直接體現(xiàn)了供電企業(yè)對用戶持續(xù)供電能力。提供用戶供電可靠性是供電企業(yè)規(guī)劃、設(shè)計、設(shè)備選型、施工、生產(chǎn)運行等環(huán)節(jié)需要重點考慮的重要因素。根據(jù)國家相關(guān)政策要求，配網(wǎng)主要是用戶側(cè)供電基礎(chǔ)設(shè)施，而用戶供電可靠性主要面向10kV及以下供配電領(lǐng)域，因此，供電企業(yè)應(yīng)重點保障配電線路維護維修，預(yù)防和控制不良因素對配電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響，縮短用戶停電時間、頻次，提高用戶對供配電滿意度。

關(guān)鍵詞：供電可靠性;管理;策略

引言

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中連接電網(wǎng)與用戶的重要樞紐，經(jīng)濟社會的發(fā)展對配電網(wǎng)供電能力和可靠性的要求逐漸提升。配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是城市電網(wǎng)規(guī)劃與改造的重要工作，接線模式組網(wǎng)方案的選擇影響著供電企業(yè)的投資和發(fā)展方向，對電力用戶的供電水平與質(zhì)量起到?jīng)Q定性作用。

1.供電可靠性概述

供電可靠性是指供電系統(tǒng)持續(xù)供電的能力，是考核供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，反映了電力工業(yè)對國民經(jīng)濟電能需求的滿足程度，已經(jīng)成為衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)達程度的標(biāo)準(zhǔn)之一。目前，主要以DL/T836–2016《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評價規(guī)程》為標(biāo)準(zhǔn)評價供電可靠性，通過平均供電可靠率、系統(tǒng)平均停電時間、停電時戶數(shù)等指標(biāo)進行管控。

2.配電網(wǎng)典型接線方式與供電可靠性分析

2.1我國中壓配電網(wǎng)常見典型接線方式

根據(jù)架空網(wǎng)和電纜網(wǎng)的不同，我國中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要分為架空網(wǎng)絡(luò)和電纜網(wǎng)絡(luò)，目前國內(nèi)現(xiàn)存的中壓架空網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要有輻射式、多分段單聯(lián)絡(luò)、多分段多聯(lián)絡(luò)等3種類型;中壓電纜網(wǎng)的典型接線方式主要有單射式、雙射式、對射式、單環(huán)式、雙環(huán)式、N供一備等6種。

2.2組網(wǎng)方案邊界條件

組網(wǎng)方案構(gòu)造為具有可比性的研究環(huán)境，模擬對同一負(fù)荷、電源分布確定和供電走廊充足的區(qū)域，選取不同的接線方式進行構(gòu)建。組網(wǎng)方案設(shè)定在理想?yún)^(qū)域內(nèi)：①各負(fù)荷節(jié)點負(fù)荷相等，負(fù)荷節(jié)點間供電走廊長度相等;②各變電站供電容量相同，變電站間距離相等;③各供電走廊通道充足。

2.3配電網(wǎng)典型接線模式的選擇

中壓配電網(wǎng)接線模式的選擇應(yīng)該根據(jù)供電負(fù)荷的發(fā)展、企業(yè)投資能力、運行維護管理水平的不同而選擇不同的接線模式。中壓配電網(wǎng)接線模式不同，電網(wǎng)的供電能力和供電可靠性也就不同。中壓配電網(wǎng)應(yīng)根據(jù)變電站位置、負(fù)荷密度和運行管理的需要，分成若干個相對獨立的供電區(qū)。分區(qū)應(yīng)有大致明確的供電范圍，正常運行時不交叉、不重疊，分區(qū)的供電范圍應(yīng)隨新增加的變電站及負(fù)荷的增長而進行調(diào)整。對于供電可靠性要求較高的區(qū)域，應(yīng)加強中壓主干線路之間的聯(lián)絡(luò)，在分區(qū)之間構(gòu)建負(fù)荷轉(zhuǎn)移通道。中壓電纜線路可采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，環(huán)網(wǎng)單元通過環(huán)進環(huán)出方式接入主干網(wǎng)。中壓架空線路主干線應(yīng)根據(jù)線路長度和負(fù)荷分布情況進行分段并裝設(shè)分段開關(guān)，重要分支線路首端應(yīng)安裝分界開關(guān)。根據(jù)負(fù)荷的不斷發(fā)展過度接線模式逐漸向目標(biāo)接線模式。

2.4不同接線模式對供電可靠性的影響

不同接線模式對供電可靠性的影響不同，由于配電網(wǎng)的規(guī)模龐大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而供電企業(yè)需要建立一套適用于大規(guī)模配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，根據(jù)現(xiàn)有投資能力和資源充分挖掘規(guī)劃區(qū)域網(wǎng)架的可靠性能力，指導(dǎo)供電企業(yè)進行科學(xué)規(guī)劃，為落實可靠性工作提供科學(xué)合理的依據(jù)。各種接線模式對供電可靠性的影響如下表。

3提升供電可靠性的管理策略

3.1中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)選擇策略

供電企業(yè)根據(jù)自身發(fā)展需要、投資能力、運行維護管理水平以及地方經(jīng)濟發(fā)展對供電可靠層級的要求選擇網(wǎng)架接線方式。在負(fù)荷發(fā)展初期或是對供電可靠性要求不高的地方可以選擇“2-1”環(huán)網(wǎng)、單輻射接線方式，根據(jù)用電負(fù)荷的發(fā)展及對供電可靠性要求的提高可以將網(wǎng)架逐步過渡到“n供一備”、“雙環(huán)網(wǎng)”、“N分段n聯(lián)絡(luò)”接線模式。

3.2設(shè)備可靠策略

緊緊圍繞中壓線路故障率、故障停電超過48h用戶占比、重復(fù)停電用戶占比等指標(biāo)提升設(shè)備可靠性，持續(xù)開展降低中壓線路故障率專項行動，減少故障停電時間。一是優(yōu)選物資品類，選好設(shè)備、優(yōu)化儲備物資庫的物資品類。二是落實標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)施工、標(biāo)準(zhǔn)驗收、標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用，加強施工組織管理，改進施工工藝，縮短因新工程并網(wǎng)接火造成的停電時間。三是解決重過載線路和設(shè)備，及時更換老舊設(shè)備，滿足可靠性要求。

3.3提高供電配網(wǎng)自動化水平

為提高配電網(wǎng)供電可靠性，應(yīng)借助信息化技術(shù)提高供電配網(wǎng)自動化水平，自動診斷故障線路、設(shè)備并實現(xiàn)故障預(yù)警、定位、自動切換和自動恢復(fù)。配電自動化系統(tǒng)由配電主站、配電子站、配電終端和通信通道組成，自動化配電終端采集電力設(shè)備有功、無功、電流、電壓值、開關(guān)量、多狀態(tài)數(shù)字量扥實時數(shù)據(jù)，并具備錯誤狀態(tài)監(jiān)測功能;配電子站通過通信網(wǎng)絡(luò)采集配電終端狀態(tài)數(shù)據(jù)，后傳輸至配電主站;配電主站接收配電子站、配電終端實時數(shù)據(jù)后進行數(shù)據(jù)處理、儲存、實時分析，并基于GIS技術(shù)，自動監(jiān)測電氣設(shè)備、線路故障影響范圍、影響線路，并通過自動判斷自動切換備用線路。當(dāng)主干線故障恢復(fù)后，自動切換至主干線路。在配電自動化分析中，為實現(xiàn)配電自動化、智能化，可借助粒子群算法對配電網(wǎng)模型進行編碼，確定配電故障自動化求“解”，檢查配電故障影響恢復(fù)切換線路、設(shè)備，判斷用戶供電故障自動化處理中是否存在“孤點”，并自動生成故障求解“樹”，實現(xiàn)用戶供配電自動化處理最優(yōu)化。除自動化處理外，配電自動化系統(tǒng)應(yīng)滿足故障提示、故障定位功能，可實現(xiàn)向控制室人員提醒，并基于配電故障專家?guī)煨畔⒑团潆娊K端故障狀態(tài)信息，診斷用戶供電故障錯誤原因和建議維修維護措施，為用戶供電快速維修、恢復(fù)提供有效依據(jù)。

3.4拓展不停電作業(yè)

一是加大配電網(wǎng)不停電作業(yè)投入，擴充裝備和人員，推廣應(yīng)用人工智能帶電作業(yè)機器人。二是規(guī)劃年度配電網(wǎng)不停電作業(yè)任務(wù)，梳理年度配電網(wǎng)建設(shè)改造項目，逐項校核明確帶電作業(yè)計劃。三是用好用足帶電作業(yè)取費定額，提升配電網(wǎng)工程和檢修作業(yè)不停電作業(yè)比重。四是做好配電網(wǎng)不停電作業(yè)用特種車輛和工器具周期性試驗。

3.5優(yōu)化故障搶修

一是管控故障搶修過程。實時監(jiān)控故障搶修過程，超時未修復(fù)故障分級預(yù)警督辦。二是動態(tài)優(yōu)化資源配置。搶修網(wǎng)格動態(tài)劃分和搶修資源部署動態(tài)優(yōu)化，提升故障搶修效率。三是客戶停電“先復(fù)電、后搶修”，采用臨時電源供電等措施，按照“先復(fù)電、后搶修”原則，先行恢復(fù)客戶供電。

結(jié)束語

新時期背景下，用戶對供配電質(zhì)量要求不斷提高。要求供電企業(yè)加強配電網(wǎng)架改造、升級，加強新設(shè)備、新技術(shù)、新材料應(yīng)用與推廣，借助斷路器合理劃分配電網(wǎng)區(qū)段，加強自動化技術(shù)應(yīng)用，實現(xiàn)故障線路的自動診斷、自動切換、自動隔離、自動恢復(fù)，提高供電連續(xù)性、可靠性，提高用戶滿意度。

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