農(nóng)村配電網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化研究

王品，周勝超，趙璽，方倩，海迪，嚴(yán)思齊

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局，昆明 650011）

0 前言

隨著農(nóng)村地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對(duì)電力的需求與依賴日益增長(zhǎng)[2]，但目前農(nóng)村故障停電用戶數(shù)占比較大，根據(jù)2019 年我局統(tǒng)計(jì)的可靠數(shù)據(jù)分析，故障停電時(shí)戶數(shù)中農(nóng)村配電網(wǎng)故障停電占比為91.3%，而城市配電網(wǎng)故障停電占比8.3%。在農(nóng)村10 kV 配電網(wǎng)系統(tǒng)中，很多設(shè)備都出現(xiàn)了落后、老化的現(xiàn)象，再加上受到農(nóng)村配電網(wǎng)改造資金等相關(guān)因素的限制，使得農(nóng)村配電網(wǎng)的各項(xiàng)設(shè)備都沒(méi)有得到及時(shí)更新和完善，線路分段開(kāi)關(guān)數(shù)量少、科技含量低，嚴(yán)重影響了線路的供電可靠性[3]。農(nóng)村配電網(wǎng)大多數(shù)采用分支輻射單向供電方式，這種供電方式的負(fù)荷比較分散、密度小[4]，農(nóng)村線路支線多，支線故障易引起干線開(kāi)關(guān)跳閘，影響范圍較廣，檢查線路故障時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致產(chǎn)生較大停電時(shí)戶數(shù)[5-6]。針對(duì)上述問(wèn)題制定調(diào)研計(jì)劃表，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、實(shí)地訪談和交流，充分了解客戶及相關(guān)單位人員需求，通過(guò)判斷矩陣CTQ 找到關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)，從而提出將農(nóng)村配電網(wǎng)中常見(jiàn)的“魚(yú)骨形”接線方式[7]進(jìn)行“葡萄狀”改接的方案，以提高農(nóng)村配電網(wǎng)[8]的供電可靠性，縮短故障查找范圍及故障停電時(shí)間。

1 CTQ關(guān)鍵指標(biāo)

表1 CTQ關(guān)鍵指標(biāo)

針對(duì)農(nóng)村線路跳閘多，影響范圍廣，停電時(shí)間長(zhǎng)，停電時(shí)戶多的問(wèn)題[9]，制定調(diào)研計(jì)劃表，解讀內(nèi)部與外部客戶聲音，通過(guò)判斷矩陣從7個(gè)CTQ 中聚焦出影響權(quán)重80% 的4 個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)分別為故障停電影響用戶數(shù)Y1、故障停電時(shí)間Y2、干線開(kāi)關(guān)跳閘比率Y3、站內(nèi)開(kāi)關(guān)跳閘重合成功率Y4。以上這四個(gè)指標(biāo)也是對(duì)供電可靠性[10]的評(píng)價(jià)，農(nóng)村配電網(wǎng)線路故障停電后，對(duì)比四個(gè)指標(biāo)變化能更好的反映配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)改善后取得的成效。

圖1 CTQ的Pareto圖

從圖1 中可以看出影響線路故障停電的關(guān)鍵指標(biāo)主要是故障停電影響用戶數(shù)Y1、故障停電時(shí)間Y2、干線開(kāi)關(guān)跳閘比率Y3、站內(nèi)開(kāi)關(guān)跳閘重合成功率Y4 這四個(gè)指標(biāo)從重要度和百分比都是影響線路配電網(wǎng)故障的重要指標(biāo)。

圖2 2019年昆明地區(qū)配電網(wǎng)線路CTQ指標(biāo)區(qū)域分析圖

從圖2 中可以看出農(nóng)村故障停電影響的用戶數(shù)明顯高于城市一倍；故障停電時(shí)間農(nóng)村明顯高于城市，差別明顯；跳閘比例上農(nóng)村和城市沒(méi)有顯著的差別；城市的重合成功率明顯高于農(nóng)村。通過(guò)利用CTQ 關(guān)鍵指標(biāo)找到影響該指標(biāo)的農(nóng)村配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題，針對(duì)問(wèn)題提出相應(yīng)的優(yōu)化方案。

2 農(nóng)村配電網(wǎng)接線方式

2.1 “魚(yú)骨”形單輻射接線

農(nóng)村配電網(wǎng)傳統(tǒng)“魚(yú)骨形”接線方式如圖3所示，單輻射型、少聯(lián)絡(luò)、支線呈”魚(yú)骨“狀直接或通過(guò)熔斷器、斷路器（未投或無(wú)保護(hù)）T接于主干線或支干線。任何一個(gè)支線發(fā)生故障將導(dǎo)致線路分段開(kāi)關(guān)1 或2、或大支線T 接開(kāi)關(guān)3、變電站開(kāi)關(guān)跳閘，影響主干線、支干線的可靠供電。

2.2 “葡萄”狀單輻射多聯(lián)絡(luò)接線

“葡萄狀”接線如圖4 所示，單輻射型、多聯(lián)絡(luò)、足夠分段、支線呈“葡萄”狀通過(guò)智能斷路器（投保護(hù)）T 接于主干線或支干線。例如7 號(hào)斷路器的支線故障，跳開(kāi)7 號(hào)斷路器，停電影響控制在7 號(hào)斷路器的”葡萄“內(nèi)。確保主干線、支干線的可靠供電。最大限度越級(jí)跳閘至5 號(hào)桿斷路器，確保了主干線的可靠供電。

圖3 “魚(yú)骨”形單輻射接線圖

圖4 “葡萄”狀單輻射多聯(lián)絡(luò)接線圖

3 農(nóng)村配電網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化成效

由于農(nóng)村配電網(wǎng)傳統(tǒng)的“魚(yú)骨形”接線方式主要存在如下問(wèn)題：線路聯(lián)絡(luò)點(diǎn)不足；供電半徑過(guò)長(zhǎng)影響；線路分段開(kāi)關(guān)不足，配置不合理；小支線多且密集；小支線桿塔多，故障率高；支線基本未安裝智能斷路器或未投保護(hù)；部分農(nóng)村線路“假聯(lián)絡(luò)”等影響Y 指標(biāo)的變化，本文通過(guò)將傳統(tǒng)的農(nóng)村配電網(wǎng)“魚(yú)骨形”接線進(jìn)行支線的葡萄狀改接同時(shí)配置帶保護(hù)分段開(kāi)關(guān)，“葡萄狀”接線減少故障查找范圍、查找時(shí)間、停電影響范圍，縮短客戶平均停電時(shí)間。

圖5 “葡萄狀”改接方案流程

農(nóng)村配電網(wǎng)進(jìn)行“葡萄狀”改接后，故障停電影響用戶數(shù)Y1 相較改造前減少超過(guò)一半、故障停電時(shí)間Y2 縮短1.52 h、干線開(kāi)關(guān)跳閘比率Y3 減少了29%、站內(nèi)開(kāi)關(guān)跳閘重合成功率Y4 增加25%，明顯的改善了農(nóng)村配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

圖6 “葡萄狀”改接后的關(guān)鍵指標(biāo)對(duì)比圖

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)利用CTQ 關(guān)鍵指標(biāo)評(píng)價(jià)農(nóng)村配電網(wǎng)接線方式，提出農(nóng)村配電網(wǎng)以“葡萄”狀接線改接為核心，同時(shí)輔之一公里快速建立聯(lián)絡(luò)、帶保護(hù)分段開(kāi)關(guān)合理配置、供電半徑過(guò)長(zhǎng)的線路改接或轉(zhuǎn)供、假聯(lián)絡(luò)專項(xiàng)整治等舉措，在對(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)的網(wǎng)架優(yōu)化的同時(shí)提高貧困地區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)架水平。從網(wǎng)架規(guī)劃建設(shè)著手，根本性地提升供電可靠性，提升企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)，減少客戶停電，提升客戶滿意度與通道利用率。