電力系統(tǒng)運行可靠性分析與評價

梁廣林

摘要：文章介紹了電力系統(tǒng)可靠性的概況以及提高供電可靠性的技術措施和組織措施。對了解電力系統(tǒng)具有一定的參考價值。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；電力運行；充裕性；安全性

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）07-

1 概述

電力行業(yè)作為一個重要的基礎產業(yè)和公用事業(yè)，對于國家經(jīng)濟和民生穩(wěn)定起著促進和發(fā)展作用，在國家經(jīng)濟和社會安全中發(fā)揮著不可替代的作用。電氣能源從發(fā)電廠、變電站、傳輸和分配線電源用戶，有數(shù)以千計的設備控制和保護裝置。這些裝置分布在各種不同的環(huán)境和地區(qū)，會產生不同類型的故障，影響電力系統(tǒng)的正常運行和用戶的正常用電。電力供應用戶的各種故障和意外事故造成的停電，會給工業(yè)和農業(yè)生產及人們的生活造成不同程度的損失，并導致工業(yè)產品的產量下降、質量降低，嚴重的會造成設備損壞。停電也將威脅到人身安全，給社會和人們造成經(jīng)濟損失，供電可靠性不僅涉及到了供電企業(yè)的生存和發(fā)展，更直接關系到地區(qū)用戶的用電安全性和可靠性，甚至關系到該地區(qū)的發(fā)展，因此，如何保障電力網(wǎng)絡的安全和可靠運行，一直是各供電企業(yè)研究的一個重要問題。

2 電力系統(tǒng)可靠性的概況

可靠性是指在預定條件下，一個組件、設備或系統(tǒng)完成規(guī)定功能的能力?？煽啃缘奶匦灾笜朔Q之為可靠度，可靠度越高，意味原件可靠運行的概率越高，故障少，維修費用低，工作壽命長；可靠性低，意味著電力設備壽命短暫，出現(xiàn)過多的故障，維修成本高，直接關系到企業(yè)的經(jīng)濟利益。電力發(fā)展在整個開發(fā)過程中，可靠性貫穿于產品和系統(tǒng)每一個環(huán)節(jié)?？煽啃怨こ躺婕暗焦收辖y(tǒng)計和數(shù)據(jù)處理，系統(tǒng)的可靠性定量評估對電力設備的操作和維護具有重要作用，下面從充裕性和安全性兩個方面來進行闡述。

2.1 充裕性

充裕性是指電力系統(tǒng)在保持用戶的持續(xù)供應電力總需求和總電能的能力，考慮到系統(tǒng)計劃停運的系統(tǒng)組件和非計劃停運的合理期望值，也被稱為在靜態(tài)條件下電力系統(tǒng)的靜態(tài)可靠性。充裕性是滿足用戶的電力和電能的確定性指標要求，在系統(tǒng)運行時，各種維修備件需要足夠備用容量的百分比概率指標，如缺乏電力概率，可以說功率不足時間預期值或電量不足期望值等。

2.2 安全性

安全性是電力系統(tǒng)承受突然的干擾，如突然短路或系統(tǒng)組件意外損壞的能力，也稱為動態(tài)可靠性。電力系統(tǒng)承受突然的干擾和不間斷的現(xiàn)場為用戶在動態(tài)條件下的能力。確定性指標一般采用安全性來表示，例如，最常用的N-1準則以及一個特定的故障是否可保持穩(wěn)定或正常地提供電源。

2.3 充裕性與安全性及其他安全指標

電力系統(tǒng)發(fā)展的規(guī)劃和運營計劃，特別是在電力計劃評估的可靠性，經(jīng)常使用充裕性指標，電網(wǎng)規(guī)劃和運行管理則經(jīng)常使用安全性指標來進行可靠性評估。電源系統(tǒng)的可靠性是靠定量指標來衡量的，以滿足不同應用的需求，并促進預測的可靠性，進行了提出大量的指標，以下列舉了更多的例子：

（1）概率：可靠度、可用性等。

（2）頻率：平均每單位時間的故障數(shù)。

（3）平均持續(xù)時間：第一次故障的平均持續(xù)時間，第二次故障的平均持續(xù)時間，第三次故障的平均持續(xù)時間等。

（4）期望值：一年中故障發(fā)生的期望天數(shù)。

這些類型的指標從不同的角度描述每一個可靠性的系統(tǒng)狀態(tài)，其中每一個都有其優(yōu)點和局限性，在實際應用中常綜合使用各種指標來描述相同的系統(tǒng)狀態(tài)，所以，這些指標彼此之間可以彌補其他指環(huán)的不足之處，例如，電源故障的概率和頻率的指標無法衡量要大小的量度，預計將取得積極的指標，可以彌補這一不足指標，有些（如概率指標）可以使用兩個組件和系統(tǒng)，但也可修復組件和系統(tǒng)，但所使用的指標的頻率和平均持續(xù)時間可修復組件和系統(tǒng)。

3 提高供電可靠性的技術措施

加大電網(wǎng)建設的力度，以提高供電的可靠性。第一要加速電網(wǎng)的改造，電網(wǎng)的改造可以提高電源的可靠性，這就要求我們在電網(wǎng)方面多加重視。目前，我們正在進行全方位的農村電網(wǎng)改革，也制定了詳細的城市路網(wǎng)規(guī)劃。第二要依靠科技進步，提高電力系統(tǒng)的可靠性。推廣狀態(tài)檢修和停電檢修，在線監(jiān)測和紅外溫度測量等科學的手段，在確保安全的帶電作業(yè)的情況下，根據(jù)實際需要，進行檢測。減少設備停電時間和設備免維修，少維護，延長設備檢修周期。更改設備配置，根據(jù)實際情況開展配電網(wǎng)保護自動化工作，隔離故障區(qū)段診斷和恢復，對網(wǎng)絡過載實行監(jiān)控，并實時調整和變化，以減少停電次數(shù)。實行電網(wǎng)運行方式轉變和負荷轉移，加快舊站綜合自動化改造。通過研究10kV配電網(wǎng)結線模式，積極開展自動化配電線路（含開關站）工作，根據(jù)實際情況來開展自動化改造方案計劃，以滿足配電自動化的要求，逐步落實。第三要求我們必須加強線路絕緣，提高供電系統(tǒng)的可靠性。供電系統(tǒng)供應主要設備安排停電的供電可靠率，架空線路占了很大的比例。提高絕緣性對提高電源的可靠性有著很大的幫助，提高電源線供應能力使一個小型的路徑具有低故障率的特點，增加鋪設的電纜數(shù)量，在新建的線路使用電纜。如在對地理因素了解不足的情況下，建議更換裸露的電線絕緣導線，以提高抵御自然災害的能力。嘗試每年對配電設備進行檢修，根據(jù)具體的技術設備條件的改變，根據(jù)實際運行的缺陷和嚴重程度，決定是否在同一時間靈活地基于條件進行維護改進布線。在多用戶的線路，確保該線以靈活的方式和在適當?shù)呢撦d水平上運行，特別是在多用戶線，如果10kV架空線路處于污染較嚴重的地區(qū)和雷電破壞的地區(qū)，可以使用20kV等級，進行低壓電網(wǎng)改造，低壓電纜應逐步取代原有的接戶線，解決用戶負載的增加線路容量不足的故障。第四，由于臺架升高，對臺區(qū)要加強改造，以避免意外停電造成事故。改造時，必須嚴格按照設計標準實施規(guī)劃步驟，改造要一步一步實施，還要加強城市建設規(guī)劃，使市政建設協(xié)調發(fā)展。把宣傳工作做好，加強協(xié)調與合作，以解決實際工作中存在的問題。對于低電壓臺區(qū)改造，在維護和檢查工作中要加大加強配網(wǎng)維護力度，尤其是多用戶和永久性故障線路，發(fā)現(xiàn)缺陷要及時解決。提高設備的完好水平，盡可能按照環(huán)網(wǎng)的設計，一步到位。第五是防止事故的發(fā)生，做好事故發(fā)生后的維修工作。對于臺風多發(fā)地區(qū)，應密切關注天氣預報，做好意外的防護，并采取適當?shù)念A防措施，以減輕其影響。

4 提高供電可靠性的組織措施

第一，要對指標進行分解，以確定供電可靠性指標的直接原因。第二，提前做好對供電可靠指標的控制工作，然后加強規(guī)劃和管理臨時停電時間。停電時間盡可能短，要加強協(xié)調、合作和其他方面的改革，統(tǒng)籌安排計劃停電，使輸電、變電、配電和施工在同一時間完成；利用處理事故的時間，在斷電的的維護前提下進行對預接線交換機或其他設備的檢修工作。第三，我們必須制定具體的管理和考核制度及其他相關系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的可靠性，使得電源管理日趨完善，最大限度地減少停電時間，提高供電可靠性。第四，要加強對基礎信息資料的收集和整理，對基本數(shù)據(jù)進行完善。幫助準確地統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息，以確定影響供電可靠性的主要原因，并及時做出改善，加強配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理，盡量做到數(shù)據(jù)同步和轉型，加強統(tǒng)籌協(xié)調供電部門與用戶之間的關系。做好宣傳工作，以減少重復停電和破壞性停電。

5 結語

總之，作為一個重要的服務行業(yè)——電力行業(yè)，與國家經(jīng)濟和民生息息相關。必須建立一個完善供電系統(tǒng)，努力提高供電可靠率，增加電力供應能力，使故障的發(fā)生率控制在最低點，從而使得客戶的滿意度逐漸提升。

參考文獻

[1] 郭永基.電力系統(tǒng)可靠性原理和應用（上）[M].北京：清華大學出版社，1983.

[2] 雷秀仁，任震，陳碧云，萬官泉.電力系統(tǒng)可靠性評估的不確定性數(shù)學模型探討[J].電力自動化設備，2005，（11）.

（責任編輯：劉 晶）