提高供電可靠性的若干建議分析

張 強(qiáng)

監(jiān)利縣供電公司，湖北荊州 433300

伴隨市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力用戶的供電需求與日俱增，對(duì)日常供電的可靠性有較高要求。各級(jí)供電企業(yè)有責(zé)任和義務(wù)確保為電力用戶提供持續(xù)高效的可靠供電，故使供電可靠性維持在較高水平是當(dāng)下供電企業(yè)急需解決的重要課題。只有對(duì)電力生產(chǎn)的全過程予以初步解析，全面掌握電力系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)作模式，在重要環(huán)節(jié)加以控制是提高供電可靠性的可行措施。

1 電網(wǎng)前期階段

首先，供電企業(yè)在電網(wǎng)規(guī)劃，除考慮經(jīng)濟(jì)性外，應(yīng)充分考慮供電可靠性因素。電力系統(tǒng)規(guī)劃問題就是研究如何在保證可靠性的前提下，最大限度地提高經(jīng)濟(jì)效益，降低成本。因此電力系統(tǒng)規(guī)劃與電力系統(tǒng)可靠性既是相互獨(dú)立的兩個(gè)研究方向，又密切相關(guān)，一般來說，可靠性是研究電力系統(tǒng)規(guī)劃問題的基礎(chǔ)，研究規(guī)劃問題就必然涉及到可靠性問題。

現(xiàn)代電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)，在兼顧其他方面因素的同時(shí)，應(yīng)以高供電可靠性為出發(fā)點(diǎn)，確保電力用戶端得到高可靠?jī)?yōu)質(zhì)的供電，是現(xiàn)階段電網(wǎng)規(guī)劃的重點(diǎn)發(fā)展方向。這就意味著首先得有合理的布局選點(diǎn)，在搜集完基礎(chǔ)資料后，需對(duì)基礎(chǔ)資料進(jìn)行詳盡的分析，充分考慮當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域性質(zhì)，用電結(jié)構(gòu)，及發(fā)展?jié)摿?。再者，輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)的優(yōu)化布置，制定合理的供電半徑，既能滿足當(dāng)下供電的需求，又能滿足電網(wǎng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需要。其次，電網(wǎng)可靠供電的前提是電網(wǎng)的設(shè)備健康水平，電網(wǎng)的設(shè)備狀況直接決定電網(wǎng)可靠供電的能力，在前期規(guī)劃時(shí)應(yīng)注重電網(wǎng)裝備的選型，嚴(yán)格按規(guī)定履行設(shè)備入網(wǎng)流程，確保電網(wǎng)裝備優(yōu)質(zhì)精良。電網(wǎng)的前期規(guī)劃應(yīng)確保即將投入運(yùn)行的電網(wǎng)能長(zhǎng)時(shí)間的安全穩(wěn)定運(yùn)行，這是高供電可靠性的硬件條件。

2 供電可靠性評(píng)估

2.1 可靠性在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

可靠性是元件、產(chǎn)品或系統(tǒng)在規(guī)定環(huán)境下，規(guī)定時(shí)間內(nèi)，規(guī)定條件下無故障地完成其規(guī)定功能的概率，是完整性的最佳度量。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，可靠性工程理論已經(jīng)成為電力工業(yè)取得重大經(jīng)濟(jì)效益的一種重要手段，在電力工業(yè)中占據(jù)重要地位。

電力系統(tǒng)的可靠性評(píng)估主要包括兩個(gè)方面：

1） 充裕性：電力系統(tǒng)發(fā)展及運(yùn)行規(guī)劃中常使用的指標(biāo)，主要指電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，在系統(tǒng)元件額定容量、母線電壓和系統(tǒng)頻率等的允許范圍內(nèi)，考慮系統(tǒng)中元件的計(jì)劃停運(yùn)以及合理預(yù)期的非計(jì)劃停運(yùn)條件下，向用戶提供全部所需的電力和電量的能力。其表現(xiàn)為系統(tǒng)設(shè)施是否能滿足用戶的負(fù)荷需求和系統(tǒng)運(yùn)行，用確定性和概率性指標(biāo)表示，包括各種備用容量百分比，電力不足概率，電量不足期望值等；

2） 安全性：電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行管理中常使用的指標(biāo)，主要指電力系統(tǒng)的運(yùn)行中承受突然擾動(dòng)，如短路或系統(tǒng)中元件意外退出運(yùn)行等的能力。其表現(xiàn)為系統(tǒng)對(duì)于動(dòng)態(tài)和暫態(tài)擾動(dòng)的響應(yīng)能力，常采用確定性指標(biāo)表示，例如經(jīng)典的N-1 安全性準(zhǔn)則以及常用的K(N-1+1)安全性準(zhǔn)則。

2.2 電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估的發(fā)展

早期，針對(duì)電力系統(tǒng)故障隨機(jī)多發(fā)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)劃人員的評(píng)估主要以確定性為基礎(chǔ)的?？煽啃岳碚撛陔娏こ填I(lǐng)域中的應(yīng)用始于60 年代，但由于計(jì)算機(jī)的限制和數(shù)據(jù)的缺乏，應(yīng)用概率理論來定量描述和計(jì)算工程系統(tǒng)的可靠性技術(shù)抑制沒有得到廣泛應(yīng)用。六十年代中期，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理問題逐漸突出，美英等國(guó)家相繼發(fā)生多起大的停電事故，造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)秩序紊亂對(duì)整個(gè)社會(huì)影響深刻。為此各國(guó)陸續(xù)建立電力設(shè)備的安全性數(shù)據(jù)庫(kù)和評(píng)價(jià)方法，在規(guī)劃過程中不但考慮經(jīng)濟(jì)性因素，而且注重安全可靠性的提高。

電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估主要包括長(zhǎng)期可靠性評(píng)估和短期可靠性預(yù)測(cè)。長(zhǎng)期可靠性評(píng)估主要服務(wù)于電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃，短期可靠性預(yù)測(cè)主要服務(wù)于制定短期的運(yùn)行調(diào)度計(jì)劃。隨著可靠性工程的成熟，長(zhǎng)期可靠性評(píng)估研究不僅取得不少理論成果，并且達(dá)到實(shí)用階段，但短期可靠性評(píng)估相對(duì)仍較薄弱，目前正處于理論探索階段，仍有大量問題亟待解決。

2.3 電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法

目前可靠性的評(píng)估方法已漸趨成熟，在電力系統(tǒng)中，可靠性評(píng)估過程主要包括狀態(tài)選擇、狀態(tài)估計(jì)和計(jì)算指標(biāo)三個(gè)步驟，常常采用解析法和Monte Carlo 模擬法進(jìn)行研究?，F(xiàn)今已有該專業(yè)領(lǐng)域方面的研究，詳細(xì)可參考相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)，本文不做展開介紹。

3 提高供電可靠性的措施與建議

3.1 優(yōu)化環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)改造，解決輸變電設(shè)備污閃問題

對(duì)基本不同接線方式的供電可靠性評(píng)估可知，按照由高到低依次為全聯(lián)絡(luò)樹枝網(wǎng)、放射線或樹枝網(wǎng)。因此在10kV 配電網(wǎng)改造中，應(yīng)采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)聯(lián)絡(luò)性強(qiáng)，同時(shí)使用具備手拉手多電源的備用電源自動(dòng)投入裝置，不僅可提高線路運(yùn)行可靠性，還可縮短線路故障的停電時(shí)間，極大促進(jìn)10kV 配網(wǎng)自動(dòng)化過渡。此外，可在1 條線路中采用雙電源供電并在中段設(shè)置分段開關(guān)，在減少每段線路戶數(shù)的同時(shí)可減小故障導(dǎo)致的停電范圍。總體上，配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)后，重合器與分段器相配合，達(dá)到自動(dòng)完成預(yù)期分合及閉鎖操作的目的，通過自動(dòng)排除分段性故障，極大保障配網(wǎng)線路，為設(shè)備運(yùn)行可靠性的提升奠定基礎(chǔ)。

在解決輸變電設(shè)備污閃問題，一方面對(duì)10kV 斷路器上的絕緣控件可增加防污罩，如穿墻套管、連桿絕緣子及支持絕緣子等，也可在母排上加裝熱縮絕緣管；另一方面，在10kV 斷路器室內(nèi)安裝吸濕器，可通過降低空氣濕度來預(yù)防污閃。總體上，應(yīng)根據(jù)輸變電設(shè)備所處的具體地區(qū)環(huán)境及設(shè)備本身性能，制訂并完善污區(qū)分級(jí)和分布圖，使工作具有針對(duì)性，必要時(shí)可通過開展現(xiàn)場(chǎng)鹽密測(cè)量、線路調(diào)爬等工作來完成提前部署，全面提升線路防污閃能力。

3.2 加強(qiáng)可靠性指標(biāo)控制和計(jì)劃停電安排

在日常生產(chǎn)工作中，加強(qiáng)可靠性的管理，提高可靠性在生產(chǎn)管理者的地位，通過提高供電設(shè)備、送電線路、變電站、繼電保護(hù)等的可靠性，以提高設(shè)備的可靠性水平及保證對(duì)用戶供電可靠為主要目標(biāo)，將可靠性管理貫穿生產(chǎn)管理中。

故障停電和計(jì)劃停電是在供電企業(yè)正常生產(chǎn)中影響供電可靠性的兩個(gè)主要方面。得益于電網(wǎng)健康水平的提高，故障停電機(jī)率已大大降低，故計(jì)劃停電時(shí)間則成為影響供電可靠性的重要指標(biāo)。計(jì)劃停電的范圍較廣，涉及限電、各種檢修及施工停電等。鑒于限電主要由上級(jí)電網(wǎng)電源不足導(dǎo)致，故為了提高供電的可靠性，通過加強(qiáng)計(jì)劃停電的管理工作已經(jīng)是供電企業(yè)的重要任務(wù)。

作為供電企業(yè)，從服務(wù)與企業(yè)信譽(yù)的角度出發(fā)，供電企業(yè)要加強(qiáng)供電服務(wù)質(zhì)量的提高。制定合理的計(jì)劃，定期提前對(duì)設(shè)備進(jìn)行必要地檢修、維護(hù)與改進(jìn)，避免各類性質(zhì)故障的突發(fā)；通過采用自動(dòng)安全裝置及加強(qiáng)企業(yè)管理，在安排檢修計(jì)劃時(shí)，供電單位要注意“先算后?！?，最大限度地減少重復(fù)性停電，縮短計(jì)劃停電時(shí)間。從規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益上講，供電企業(yè)必須進(jìn)行必要的停電工作，以滿足新增供及原有供電用戶的用電需求。供電企業(yè)無論從加強(qiáng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，還是提高經(jīng)營(yíng)效益等各方面考慮，都應(yīng)逐步加強(qiáng)計(jì)劃停電工作的管理，計(jì)劃停電管理工作在某一階段將會(huì)是保證可靠性逐漸遞增的重要手段，因此也可以說，做好計(jì)劃停電管理工作，也就相當(dāng)于做好供電可靠性的工作，也就提高供電可靠性。

3.3 提高事故搶修能力，積極開展帶電作業(yè)

檢修及維護(hù)部門要加強(qiáng)針對(duì)性檢修的水平，提高檢修質(zhì)量，加強(qiáng)供電的可靠性。積極進(jìn)行職工技術(shù)素質(zhì)培訓(xùn)及考核，在保證安全的前提條件下，配備相應(yīng)的帶電作業(yè)工具，提高員工處理事故的能力，加強(qiáng)帶電作業(yè)的實(shí)行，以有效地減少線路停電時(shí)間。95598 報(bào)修中心24 小時(shí)值班，負(fù)責(zé)用戶配網(wǎng)事故調(diào)度工作，保證及時(shí)有效實(shí)施檢修。值班人員應(yīng)隨時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)工作進(jìn)度，一旦搶修工作結(jié)束，應(yīng)做到能快速恢復(fù)送電操作。

在電力生產(chǎn)的全過程中應(yīng)做好工作，為提高供電可靠性打好基礎(chǔ)。首先，供電企業(yè)應(yīng)從源頭做好可控，在準(zhǔn)備階段做好規(guī)劃，合理布點(diǎn)，規(guī)劃電網(wǎng)時(shí)應(yīng)以滿足電網(wǎng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展為切入點(diǎn)，適應(yīng)今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間的電力需求；其次，在電力運(yùn)作的中間階段，應(yīng)積極開展評(píng)估，采用科學(xué)評(píng)估方法和手段，對(duì)電網(wǎng)供電可靠性開展日常評(píng)估并提出針對(duì)性解決措施，經(jīng)過整改測(cè)評(píng)后，再對(duì)比結(jié)果，使得評(píng)估工作閉環(huán)，不斷地優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高可靠供電性的指標(biāo)；最后，采取合理的管理措施和技術(shù)措施，優(yōu)化配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)果，使得系統(tǒng)運(yùn)作的最后一個(gè)環(huán)節(jié)能高效的可靠輸出。

供電可靠性是衡量供電系統(tǒng)對(duì)用戶持續(xù)供電能力的量度。電力可靠性管理不僅是針對(duì)電力系統(tǒng)及設(shè)備的全面質(zhì)量管理過程，也是一個(gè)供電全程的安全管理。作為電力工業(yè)現(xiàn)代化管理的重要組成部分，電力可靠性管理同樣也是適合現(xiàn)代化電力行業(yè)特點(diǎn)的科學(xué)管理方法。

[1]李朝順.電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法的分析[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2009(5).

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