配電網(wǎng)可靠性評(píng)估及網(wǎng)絡(luò)改善分析

敬永紅

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，我國(guó)的電力企業(yè)得到了飛速發(fā)展，與此同時(shí)，人們對(duì)供電質(zhì)量的要求也越來越高。因此，電力企業(yè)必須對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行可靠性的進(jìn)行評(píng)估，并制訂合理的應(yīng)對(duì)措施，不斷提高配網(wǎng)供電的可靠性，確保配網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，從而促進(jìn)電力企業(yè)快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力配網(wǎng)；運(yùn)行；可靠性

引言

配網(wǎng)是連接供電企業(yè)和用戶的主要環(huán)節(jié)，配網(wǎng)供電的可靠性是衡量供電企業(yè)對(duì)客戶持續(xù)供電能力的重要指標(biāo)。配網(wǎng)的可靠性不僅對(duì)供電企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益有很大的影響，還能體現(xiàn)供電企業(yè)的服務(wù)水平。在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)背景下，增強(qiáng)配網(wǎng)運(yùn)行的可靠性是提高供電企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重要手段。

1.配電網(wǎng)可靠性評(píng)估

配網(wǎng)可靠性涵蓋了用戶和配網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、停電用戶及事件的運(yùn)行數(shù)據(jù)等內(nèi)容，反映了由各種停電需求共同影響所產(chǎn)生的配網(wǎng)可靠性水平。建立配網(wǎng)可靠性評(píng)估體系可以從技術(shù)、組織和管理上明確配網(wǎng)可靠性評(píng)估的策略、流程和方法，從而為形成以年度為周期的可靠性評(píng)估良性循環(huán)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。配電網(wǎng)可靠性評(píng)估方法主要有：

1.1主要方法

雖然DL/T 836-2012給出了數(shù)量眾多的配網(wǎng)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)與計(jì)算公式，但由于配網(wǎng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，要準(zhǔn)確而快速地對(duì)其進(jìn)行評(píng)估卻非易事，目前對(duì)配網(wǎng)可靠性評(píng)估計(jì)算主要采用蒙托卡洛模擬法和解析法兩類方法。蒙托卡洛模擬法以概率統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)建立數(shù)學(xué)模型，再通過抽樣試驗(yàn)計(jì)算出配網(wǎng)可靠性統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，這種方法雖然可以適應(yīng)各種復(fù)雜的系統(tǒng)，但計(jì)算精度較差，而且需要花費(fèi)較多時(shí)間才能出結(jié)果。

解析法是將電力系統(tǒng)簡(jiǎn)化為元件，并建立配網(wǎng)可靠性數(shù)學(xué)模型，再通過數(shù)值求解。解析法可再細(xì)分為狀態(tài)空間法和網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化法兩大類。狀態(tài)空間法意即以狀態(tài)和操作符為基礎(chǔ)建立空間問題求解的方法，這種方法計(jì)算精度高，但計(jì)算大系統(tǒng)較困難，目前主要在美、加等國(guó)使用。網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化法中包括了故障模式與后果分析法、網(wǎng)絡(luò)等值法、最小路法、最小割集法、故障遍歷法、網(wǎng)絡(luò)分塊法、饋線分區(qū)法等多種方法。上述方法各有優(yōu)劣，近年來研究人員不斷探索研究，提出了不少改進(jìn)的方法。

1.2數(shù)據(jù)收集

配電網(wǎng)由配電線路、配電設(shè)備和用戶設(shè)備所組成，這些線路和設(shè)備可看成系統(tǒng)和元件，例如配電系統(tǒng)與配電變壓器、架空線路、電纜線路、母線、斷路器、隔離開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)和分段開關(guān)等元件，其中大部分元件為可修復(fù)元件。這些元件的數(shù)據(jù)包括設(shè)備可靠性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、計(jì)劃停運(yùn)數(shù)據(jù)以及空間位置關(guān)系數(shù)據(jù)。設(shè)備可靠性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是指來自可靠性管理系統(tǒng)的各類設(shè)備故障檢修數(shù)據(jù)，例如故障停運(yùn)率、計(jì)劃停運(yùn)率、故障修復(fù)時(shí)間、計(jì)劃?rùn)z修時(shí)間等。計(jì)劃停運(yùn)數(shù)據(jù)是指可能造成停電的各種計(jì)劃性數(shù)據(jù)，例如基建計(jì)劃、改造計(jì)劃、業(yè)擴(kuò)計(jì)劃、大修計(jì)劃等數(shù)據(jù)?？臻g位置關(guān)系數(shù)據(jù)主要來自配網(wǎng)GIS管理數(shù)據(jù)庫，還要結(jié)合AutoCAD電網(wǎng)接線圖和手工圖形建模方式才能得到可靠性計(jì)算所需的空間位置關(guān)系數(shù)據(jù)。

1.3建模方法

解析法將系統(tǒng)與元件的關(guān)系以數(shù)學(xué)模型表達(dá)，并將可靠性分析指標(biāo)以公式描述，這樣就能通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)關(guān)系對(duì)配電系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行周密分析。元件建模一般采用三狀態(tài)模型。三狀態(tài)即指正常運(yùn)行狀態(tài)、計(jì)劃?rùn)z修狀態(tài)和故障修復(fù)狀態(tài)。其中正常運(yùn)行狀態(tài)可以分別與故障修復(fù)狀態(tài)和計(jì)劃?rùn)z修狀態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化，例如從正常運(yùn)行狀態(tài)到故障修復(fù)狀態(tài)可以確定故障率，從故障修復(fù)狀態(tài)到正常運(yùn)行狀態(tài)確定故障修復(fù)率；正常運(yùn)行狀態(tài)與計(jì)劃?rùn)z修狀態(tài)之間亦然，可確定計(jì)劃?rùn)z修率和計(jì)劃修復(fù)率。

2.配電網(wǎng)可靠性改善措施分析

在配網(wǎng)供電系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果配網(wǎng)的可靠性不強(qiáng)，供電時(shí)就很有可能發(fā)生用電安全事故，對(duì)用戶的生命安全造成嚴(yán)重的威脅，同時(shí)，還有可能對(duì)供電設(shè)備的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響，進(jìn)而對(duì)整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)的安全造成影響，甚至?xí)斐呻姎饣馂?zāi)事故。因此，需要對(duì)配電網(wǎng)可靠性進(jìn)行改善和優(yōu)化。

2.1優(yōu)化配網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

要確保電網(wǎng)運(yùn)行安全，使得電力配網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃科學(xué)合理，首先要完善電力配網(wǎng)設(shè)計(jì)。（1）電力負(fù)荷是電力配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，為了防止由于電力配網(wǎng)設(shè)計(jì)不科學(xué)，導(dǎo)致電力負(fù)荷的轉(zhuǎn)移，引發(fā)電力負(fù)荷的轉(zhuǎn)攻，從而產(chǎn)生制約，可以利用當(dāng)?shù)赜秒姷臍v史數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)電力負(fù)荷，完善電力配網(wǎng)設(shè)計(jì)，同時(shí)根據(jù)城市發(fā)展的總體布局、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合未來的發(fā)展趨勢(shì)，做出科學(xué)合理的電力配網(wǎng)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)配電能力，更好地確保電力配網(wǎng)的可靠性。（1）改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。建立雙回路供電、環(huán)形回路供電及多分割多聯(lián)絡(luò)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。逐步實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)手拉手供電，供電半徑要合理，供電負(fù)荷符合技術(shù)水平；（2）進(jìn)行配網(wǎng)自動(dòng)化的改造。加快配網(wǎng)自動(dòng)化的改造，更換老舊設(shè)備，在老開關(guān)站進(jìn)行綜合自動(dòng)化改造，在終端配電房增加狀態(tài)監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)采集等功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、故障上報(bào)、判斷故障、隔離故障、自愈以及根據(jù)負(fù)荷的實(shí)時(shí)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整、轉(zhuǎn)移等功能，減少停電時(shí)間，同時(shí)大量推進(jìn)狀態(tài)檢修、在線監(jiān)測(cè)、紅外測(cè)溫等方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)停電的科學(xué)管理。

2.2大力運(yùn)用新技術(shù)新裝備

（1）合理選擇配電網(wǎng)的設(shè)備，積極采用新設(shè)備，如安裝放電夾、真空斷路器、全絕緣充氣式金屬封閉開關(guān)設(shè)備、固體絕緣真空負(fù)荷開關(guān)等，減少因設(shè)備質(zhì)量問題造成的停電。此外，還要選擇匹配性能好的配電設(shè)備，既滿足使用要求，又能合理發(fā)揮設(shè)備的功用。（2）加強(qiáng)設(shè)備維修管理。要想提升電力配網(wǎng)的維修管理水平，不僅要做好電力配網(wǎng)帶電維修和突發(fā)事件處理工作，還應(yīng)制定合理的檢修項(xiàng)目及科學(xué)的修檢時(shí)間，并且及時(shí)進(jìn)行電氣設(shè)備狀態(tài)檢修，模擬停電故障進(jìn)行解決，增加通信聯(lián)絡(luò)方式，組織電力網(wǎng)配工作人員定期進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，提高工作人員的工作素質(zhì)。如果條件允許，可以引進(jìn)機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，可以及時(shí)解決問題，從而做好設(shè)備維修工作。同時(shí)做設(shè)備的檢修試驗(yàn)，積累設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，排除可能存在的隱患，保證設(shè)備可以安全、穩(wěn)定的運(yùn)行

2.3加強(qiáng)配網(wǎng)運(yùn)行與維護(hù)管理

（1）要加強(qiáng)對(duì)配網(wǎng)線路設(shè)備的巡視工作，定期對(duì)線路臺(tái)區(qū)范圍內(nèi)的一些障礙物進(jìn)行清除，定時(shí)定點(diǎn)對(duì)避雷器和絕緣瓷瓶等設(shè)備實(shí)施檢測(cè)，以免由于設(shè)備故障而導(dǎo)致停電現(xiàn)象發(fā)生，最終全面提高配網(wǎng)系統(tǒng)安全管理工作的技術(shù)水平。除上述工作以外，電力企業(yè)還需加強(qiáng)自身服務(wù)水平，一旦出現(xiàn)事故報(bào)修情況，時(shí)刻確保電力中心有人值班，并保證事故發(fā)生后搶修工作的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，盡可能地減少故障導(dǎo)致的停電時(shí)間。（2）針對(duì)新設(shè)備使用過程中的一些新操作、新技術(shù)，需事前進(jìn)行技術(shù)交底工作，以確保設(shè)備利用效率得到有效提高，實(shí)際操作過程中，員工應(yīng)優(yōu)先考慮架空絕緣導(dǎo)線、架空電纜和地埋電纜等方式供電，并最大化地降低操作階段故障可能發(fā)生的概率。（3）應(yīng)大力加強(qiáng)對(duì)未級(jí)漏電、總保護(hù)器安裝維護(hù)的管理工作，盡可能避免因單臺(tái)配變或單個(gè)用戶故障原因?qū)е碌闹骶€停電情況，如發(fā)生類似事故，應(yīng)在第一時(shí)間采取恰當(dāng)措施，以減少可能停電的地區(qū)范圍。（4）還應(yīng)高度重視變壓器、線路的狀態(tài)檢修工作，在滿足實(shí)際需要之余，延長(zhǎng)變壓器、線路的檢修周期，最大程度上避免因年檢過程中突發(fā)的停電事故。此外，我們還應(yīng)在確保電力安全運(yùn)行的情況下，適當(dāng)?shù)亻_展帶電作業(yè)。

結(jié)束語：

提升配網(wǎng)可靠性是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要積極采用新設(shè)備，增強(qiáng)對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行的維護(hù)和管理力度，加大配網(wǎng)建設(shè)力度，從多個(gè)方面進(jìn)行努力落實(shí)才能獲得實(shí)效。供電企業(yè)在不斷提升配網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，不僅可以給用戶提供高標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，也給企業(yè)創(chuàng)造更多的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

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