廣州城區(qū)配電網(wǎng)供電可靠性評估①

王 毅

(廣東電網(wǎng)公司廣州供電局， 廣州 510620)

廣州城區(qū)配電網(wǎng)供電可靠性評估①

王 毅

(廣東電網(wǎng)公司廣州供電局， 廣州 510620)

用戶供電可靠性直接關(guān)系并反映電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計、運行及管理水平等各個方面。供電可靠性評估及其決策支持體系的建立是全面提高供電企業(yè)可靠性管理水平的必然趨勢。本文構(gòu)建了從供電可靠性評估到?jīng)Q策支持的體系，并基于廣州城區(qū)電網(wǎng)的實際數(shù)據(jù)對整個評估及決策支持體系進行分析。分析結(jié)果表明，該體系的建立具有較好的工程實際應(yīng)用價值。

配電網(wǎng)； 供電可靠性評估； 決策支持體系； 薄弱環(huán)節(jié)挖掘

供電可靠性是供電企業(yè)的一項重要技術(shù)經(jīng)濟指標，是電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、技術(shù)及裝備水平、運行管理水平和客戶服務(wù)質(zhì)量的綜合體現(xiàn)，直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和社會經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展[1]。提高供電可靠性不僅是電網(wǎng)自身規(guī)劃、設(shè)計、運行及管理的需要，也是廣大用戶提高生活質(zhì)量的重要保障，同時對樹立供電企業(yè)良好形象有著決定性的促進作用。隨著電網(wǎng)建設(shè)的飛速發(fā)展，用戶供電可靠性評估日益顯示其必要性和重要性，建立一套完善的供電可靠性評估及其決策支持體系已提上議事日程[2～4]。

近年來，用戶供電可靠性日益受到重視，并逐步成為研究的熱點。本文首先建立了供電可靠性評估體系，然后基于廣州城區(qū)2006年供電可靠性實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析了影響用戶供電可靠性指標的各種因素，對可靠性評估及其提高策略進行了探討，給出可靠性評估及其決策支持體系的框架，進一步將該體系應(yīng)用到實際電網(wǎng)，結(jié)果表明該評估體系具有較好的工程應(yīng)用價值。

1 供電可靠性評估體系

供電可靠性基本情況統(tǒng)計包括了用戶和線路的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如線路長度、用戶總數(shù)、設(shè)備屬性、上級電源等信息；包括了停電用戶和事件的運行數(shù)據(jù)，如停電開始、結(jié)束時間、停電性質(zhì)、停電設(shè)備、停電責任等。由故障引起的停電頻率主要與設(shè)備故障率有關(guān)，故障停電持續(xù)時間主要由故障復(fù)電處理過程決定；由預(yù)安排引起的停電頻率主要與停電計劃安排有關(guān)，預(yù)安排停電持續(xù)時間受典型工作持續(xù)時間影響。預(yù)安排停電因工程接入安排、檢修計劃、消除缺陷工作的不同特性，也表現(xiàn)出不同的特點。因此，一個區(qū)域供電可靠性水平是由各種停電需求所共同影響。

圖1所示為配電網(wǎng)供電可靠性評估體系構(gòu)架。

圖1 配電網(wǎng)供電可靠性評估體系基本構(gòu)架Fig.1 Basic frame for reliability assessment system

解決問題的一般邏輯順序為分析、診斷并建立在供電可靠性基本情況統(tǒng)計上的可靠性評估及決策支持體系按此可確定為3個步驟：

首先，通過統(tǒng)計各類型停電時戶數(shù)、戶數(shù)，對比停電數(shù)據(jù)間主要特性，進行現(xiàn)狀分析[5～13]；

其次，在現(xiàn)狀分析基礎(chǔ)上得出停電影響關(guān)鍵因素，挖掘出造成用戶停電的時間及區(qū)域規(guī)律，形成供電可靠性評估結(jié)論；

最后，針對結(jié)論制定政策，并通過一系列技術(shù)經(jīng)濟論證確保所采取的對策切實可行(見圖1)。

整個體系的建立對于指導(dǎo)提高供電可靠性及用戶服務(wù)質(zhì)量都有著舉足輕重的作用，并可以年度為周期，形成循環(huán)，動態(tài)指導(dǎo)供電企業(yè)形成提高供電可靠性工作策略。

2 廣州城區(qū)配電網(wǎng)供電可靠性評估

用戶供電可靠性評估是對配電網(wǎng)供電可靠性的量化，為保證供電質(zhì)量、實現(xiàn)電力工業(yè)現(xiàn)代化提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和改造提供重要決策依據(jù)，具有巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。做好用戶供電可靠性的評估是建立供電可靠性決策支持體系的先決條件。本文主要從電網(wǎng)的停電原因、供電可靠率指標以及停電影響三個方面對廣州城區(qū)(包括越秀、天河、黃埔、海珠、荔灣的全區(qū)與白云、蘿崗的部分區(qū)域)電網(wǎng)的用戶供電可靠性進行評估。具體如下：

2.1 停電原因的評估

從電網(wǎng)運行角度來看，造成用戶停電的原因有電網(wǎng)的計劃停電、臨時停電、事故/故障停電、錯峰限電造成的停電以及其他原因造成的停電。從網(wǎng)架的角度來看，造成用戶停電的原因有主網(wǎng)原因、配網(wǎng)原因以及用戶工程接火原因等。關(guān)于用戶停電原因的這兩種分類角度通常是互相組合和交織的。以電網(wǎng)運行的角度進行停電原因分類為例，表1對計劃、臨時、事故、錯峰等停電原因進行了評估。

表1 基于電網(wǎng)運行角度的停電原因評估表(2006年6月-12月)Tab.1 Assessment of outage causes from operation aspects(June-Dec.2006)

注：表中所占比例為占總停電時戶數(shù)的比例，時戶數(shù)=小時數(shù)×戶數(shù)。

由表1可見，從電網(wǎng)運行的角度來看，2006年該區(qū)域內(nèi)用戶停電的三大主要因素為：計劃停電占最大部分，所占比率達到59.5%；其次是臨時停電，約占22.8%；事故/故障停電排第三位，約14.6%。

此外，還可以對停電的幾大主要原因，如計劃停電、臨時停電、事故停電以及主網(wǎng)原因造成的停電、配網(wǎng)原因造成的停電以及用戶工程原因造成的停電分別進行詳細的分析和評估，找到導(dǎo)致各類主要停電原因的一些子原因等。

2.2 供電可靠率指標

供電可靠率是體現(xiàn)配電網(wǎng)供電可靠性的重要指標之一，能夠綜合體現(xiàn)配電網(wǎng)對用戶的供電質(zhì)量，以及配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行情況。因此，供電可靠率是配電網(wǎng)供電可靠性評估的重要內(nèi)容。根據(jù)《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評價規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》)，供電可靠率有RS1、RS2和RS3三類。其中RS1反映的是由于所有原因引起的停電，RS2反映了不計外部影響的停電，RS3則反映了不計系統(tǒng)電源不足限電的停電。因此，通過分析RS1的變化情況，就可評估出配電網(wǎng)供電可靠性的變化情況，進而分析可靠性變化原因，為提高可靠性提供決策支持。具體計算如式(1)～(3)所示。圖2是供電可靠率RS1在2006年下半年的變化曲線。

(1)

RS2=(1-

(2)

RS3=(1-

(3)

由圖2可知，2006年6-12月間，該區(qū)供電可靠率RS1平均約為99.7189%。6月、8月、9月和11月的月可靠率較低，均低于平均值，并以6月的可靠率最低，約為99.6737%；而7月、10月和12月的可靠率均高于全網(wǎng)平均值，且以10月份的可靠率最高，達到99.7810%。根據(jù)前述對停電原因的分析可知，該區(qū)域分別在當年的6月和11月出現(xiàn)了工程施工高峰期，工程的計劃和臨時停電比重大；而在10月份，因國慶長假期和重要經(jīng)濟活動等原因限制施工，工程施工較少，施工停電減少，可靠率也就相對較高。

圖2 廣州城區(qū)可靠率RS1變化曲線(2006年6-12月)Fig.2 Curves of RS1 for Guangzhou urban distributionnetwork (Jun.-Dec., 2006)

2.3 停電影響的評估

對停電的影響進行評估，即是量化各類停電原因造成的影響，涉及停電持續(xù)時間和波及范圍，以及每次停電的影響程度(時戶數(shù))等多個方面。結(jié)合實際工作經(jīng)驗及《規(guī)程》要求，本文探討的評估及決策體系著重圍繞用戶平均停電時間以及每次停電造成的平均停電時戶數(shù)兩個角度。

(1)用戶平均停電時間的分析

根據(jù)《規(guī)程》，用戶平均停電時間是用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均停電小時數(shù)。它能夠體現(xiàn)停電在時間上的影響尺度。結(jié)合停電原因的評估，可以進一步分析和評估各類停電原因所造成的用戶停電時間長短，并可評估出在時間尺度上影響較大的停電原因，為提高可靠性提供決策支持。

(2)每次停電造成的平均停電時戶數(shù)分析

平均停電時戶數(shù)(時戶/次)能反映一次停電對用戶影響面的大小(包括影響范圍和影響時間)，是評估停電影響的重要方面，計算如式(4)所示。

平均停電時戶數(shù)=

(4)

圖3 廣州城區(qū)配網(wǎng)因主、配網(wǎng)原因、業(yè)擴原因造成的平均停電時戶數(shù)變化趨勢對比曲線(2006年6-12月)Fig.3 Curves for average hour-customer numbersduring each interruption caused by main grid, distribution network and customer businessexpansion respectively (Jun.-Dec., 2006)

評估過程中可根據(jù)各類停電原因造成的平均停電時戶數(shù)的變化情況進行分析，進而得到不同時間段影響較大的停電原因及其變化規(guī)律等有決策

支持意義的評估結(jié)論。圖3給出了各類原因造成的平均停電時戶數(shù)變化趨勢對比情況。

2.4 配電網(wǎng)可靠性薄弱環(huán)節(jié)挖掘

通過上述可靠性評估結(jié)果，可以發(fā)掘出該區(qū)電網(wǎng)供電可靠性方面存在的主要問題，并針對這些存在的問題給出以下提高該地區(qū)供電可靠性的具體措施和對策。

(1)該地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展不平衡，電網(wǎng)“卡脖子”現(xiàn)象嚴重，重載設(shè)備、線路數(shù)量多，饋線轉(zhuǎn)供電能力差，保證電網(wǎng)及設(shè)備安全可靠運行的調(diào)控手段嚴重不足，停電情況較為嚴重。同時，主網(wǎng)110 kV變電站布點嚴重不足，導(dǎo)致配網(wǎng)轉(zhuǎn)供電能力低，且預(yù)安排停電比重大。迫切要求加強、加快電網(wǎng)建設(shè)，強化停電線路轉(zhuǎn)供電管理，做好綜合停電，減少重復(fù)停電，并探討不停電試驗、校驗的可行性，以全面提高電網(wǎng)的供電能力。如表2對該區(qū)加強線路轉(zhuǎn)供電管理對提高供電可靠率的情況進行了測算，體現(xiàn)了采取該對策的所帶來的巨大效益。

表2 加強線路轉(zhuǎn)供電管理對提高供電可靠率測算Tab.2 RS1 improvement estimate by strengthen the load transformation management during power shortage

(2)關(guān)注事故/故障停電對可靠性的影響。采取多種技術(shù)防范措施，減少外力破壞；更換殘舊的電纜、開關(guān)、配變及采取防雷措施，減少絕緣損壞事故的發(fā)生；通過實現(xiàn)配網(wǎng)自動化，實現(xiàn)故障信息回傳，加快事故響應(yīng)速度，縮短故障停電時間等。

(3)探索建立完善的可靠性指標考核管理辦法和供電可靠性評估機制，建立供電可靠性統(tǒng)計工作系統(tǒng)，完備可靠性統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫，逐步提高供電可靠性管理水平。

3 結(jié)語

供電可靠性評估及其決策支持體系的建立是全面提高供電企業(yè)可靠性管理水平的必然趨勢。本文以廣州城區(qū)2006年實際可靠性統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對供電可靠性評估涉及的停電原因、供電可靠率以及停電影響的評估進行了闡述，并基于評估結(jié)果，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)存在的問題，并進一步生成切實可行的提高供電可靠性的對策，從而形成了供電可靠性評估及其決策支持體系的基本框架，并將建立的供電可靠性評估及其決策支持體系應(yīng)用到該地區(qū)實際電網(wǎng)中，結(jié)果表明該評估體系具有較好的工程應(yīng)用價值。

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ReliabilityAssessmentofGuangzhouDistributionNetwork

WANG Yi

(Department of Technology, Guangzhou Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corporation，Guangzhou 510620, China)

Reliability on service is critical to distribution power network planning, operation and management. It is an inevitable trend to built reliability assessment and decision making support system for improving the comprehensive management level of power supply enterprises. A framework for the reliability assessment and decision making support system was proposed in the paper, and it was applied to a practical distribution network in Guangzhou. Results show that the proposed reliability assessment is of great engineering values.

distribution network； assessment of reliability on service； decision support system； weakness mining.

2011-04-07

2011-06-20

TM711

A

1003-8930(2011)04-0153-5

王 毅(1973-)，男，工程師，主要從事配網(wǎng)運行管理和用戶供電可靠性管理工作。Email:tdqslw@sina.com