配電自動化可靠性研究

陳康強

摘 要：配電網是直接與電力用戶連接的線路，需要較高的可靠性。近些年不斷發(fā)展的配電網自動化技術能夠有效的提高配電系統(tǒng)的可靠性。本文綜合分析配電系統(tǒng)自動化系統(tǒng)可靠性影響因素，探討配電網自動化技術的發(fā)展對系統(tǒng)可靠性的影響，并研究配電系統(tǒng)自動化的可靠性評估分析，旨在為配電網可靠性改進提出策略與措施。

關鍵詞：配電自動化；可靠性評估；影響因素

配電網是直接與電力用戶連接的線路，具有節(jié)點多、輸電線長、覆蓋面廣、結構復雜、管理環(huán)節(jié)交叉、易于出現故障等基本特點。配電自動化的發(fā)展大大提高了配電系統(tǒng)工作效率，其主要是將計算機技術、通訊技術、電子技術、網絡技術、人工智能、 通訊技術、 GPON 技術、 IEC 61850 系統(tǒng)、 GIS 系統(tǒng)、 計量系統(tǒng)和營銷系統(tǒng)等多種技術交叉到配電網的應用，能夠有效的減小故障排除時間，縮短停電時間，減少事故發(fā)生的幾率，從而提高配電網的可靠性。

配網自動化系統(tǒng)主要由以下幾部分組成[ 1 ]：

1）配電系統(tǒng)。主要組成部分有配電所、變壓器、繼保裝置以及配電線路等組成；

2）故障定位系統(tǒng)。通過數字化與自動化技術的結合，利用人工智能算法，快速定位故障位置并且發(fā)送故障信息；

3）調配一體化平臺系統(tǒng)。主要可劃分為調度自動化功能和配網自動化功能兩種，可以實現數據共享。這樣就能使得配網的運行方式得到優(yōu)化，從而提高配網的工作效率；

4）就地饋線自動化系統(tǒng)。主要由四個部分組成即主站層、子站層、終端層和設備層。能夠有效的實現故障時隔離，故障后自動恢復功能；

5）集中饋線自動化系統(tǒng)。能夠遠程監(jiān)控，并且能夠自動檢測和隔離故障區(qū)。

1 配電自動化系統(tǒng)可靠性影響因素

配電自動化系統(tǒng)可靠性影響因素主要分為內部因素和外部因素。

其中可靠性影響的內部因素有[ 2 ]：1）線路方面如配電線路的非全相運行、配電線路的短路、配電線路的斷線、瓷瓶閃絡放電、倒桿、樹害等；2）變電方面如配電系統(tǒng)使用的互感器故障（電壓電流互感器）、配電變壓器故障、開閉所或者真空斷路器故障等；3）網架結構的影響；4）電源的供電能力的影響等。

其中可靠性影響的外部因素有：1）氣候因素如大雨受雷擊的因素影響；2）由于檢修、實驗、施工等因素造成的作業(yè)停運；3）人為的操作導致的意外事故等。

2 配電自動化技術發(fā)展對可靠性影響

配電自動化技術的發(fā)展以及對配電網的作用主要有以下幾點[ 3，4 ]：

1）運用配電系統(tǒng)來維護供電可靠性。優(yōu)化配電系統(tǒng)，并且合理的設計配電系統(tǒng)的參數，充分利用寬帶技術做配網自動化系統(tǒng)的綜合管理。配電系統(tǒng)的合理設計能夠避免低壓過電流現象與電荷負載問題，延長電力保護設備的使用壽命，有效的提高配電供電的可靠性；

2）用故障定位系統(tǒng)及時修復故障區(qū)域。沒有安裝配電故障定位系統(tǒng)的話，如果出現故障就不能很好的定位，這樣在排查故障區(qū)域就要花去很多時間，大大影響檢修的效率，故障定位系統(tǒng)需要借助人工智能技術， 編制計算機數據和語言翻譯系統(tǒng)和偵錯系統(tǒng)的結合，這樣能夠準確的定位故障位置，便于計算修復故障區(qū)域；

3）采用調配一體化平臺系統(tǒng)保持供電可靠性。一體化是由GPON 技術、 IEC 61850 系統(tǒng)、 GIS 系統(tǒng)、計量系統(tǒng)、 計算機技術和營銷系統(tǒng)等多個系統(tǒng)的結合，多個系統(tǒng)的結合能夠實現線損管理、質量管理、電壓管理等，提高供電系統(tǒng)的可靠性；

4）運用就地饋線自動化系統(tǒng)提高供電可靠性?？梢詫崿F緊急通訊并且可以及時的隔離故障，防止故障擴大；

5）用集中饋線自動化系統(tǒng)實現遠程控制。能夠有效的對遠程的設備進行監(jiān)控，自動檢測且能及時的隔離故障區(qū)，饋線自動化還能有效的凈化網絡環(huán)境；

6）配網自動化系統(tǒng)提升顧客服務質量。簡化了用戶申報用電以及電表安裝流程，這樣減少報裝流程，減少用戶無法用電時間，間接提高供電可靠性。

3 配電系統(tǒng)可靠性評估分析

配電系統(tǒng)的可靠性評估分析方法有[ 5 ]：1）解析法。通過電力系統(tǒng)元件的隨機參數建立數學模型，隨后利用枚舉法，把所有的可能情況進行計算分析。如故障模式后果分析法、故障遍歷法等；2）模擬法。主要采用蒙特卡洛模擬法，需要利用每個元件的概率參數參與抽樣模擬，這種算法比較耗時；3）人工智能法。目前采用比較廣泛的有人工神經網絡算法和模糊算法等。

配電系統(tǒng)的可靠性評估指標主要分為系統(tǒng)指標和負荷點指標，其中主要的指標為：1）配電停電頻率，即電力用戶單位時間內的平均停電次數；2）配電線路平均供電可用率，即用戶實際得到時間與用戶本身需要的供電時間之比；3）配電系統(tǒng)或用戶停電平均持續(xù)時間，即；配電系統(tǒng)或者用戶每次停電平局持續(xù)的時間。

配電系統(tǒng)的可靠性的提高還需要研究其成本和可靠性，這樣就需要研究故障率期望值、停電時間期望值以及系統(tǒng)在不同運行方式下給電力用戶造成的少供電總和等是主要的影響因素。在研究可靠性成本時，需要計算供電企業(yè)少供電量，少供電量就意味著少的收入，提高系統(tǒng)的可靠性就能相應的減少了停電的持續(xù)時間，這樣就能增加電量的銷售，這樣可靠性越高對應的經濟性也就越好。

4 小結

配電網是節(jié)點多、輸電線長、覆蓋面廣、結構復雜、管理環(huán)節(jié)交叉、易于出現故障的直接與電力用戶連接的線路，對可靠性要求較高。隨著現代配網自動化技術的發(fā)展，配網系統(tǒng)的可靠性也得到很大的改善，本文綜合研究配網可靠性影響因素，研究配網自動化技術發(fā)展的特點以及其對配網可靠性改善的特點，分析目前的可靠性評估指標，對配網自動化的可靠性研究有利于改善配網自動化技術特點，提高配網的供電可靠性，且提高可靠性不僅可以提高用戶用電的效益，還可以提高電網的效益。

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