配電網(wǎng)供電可靠性的影響因素及解決對策

國網(wǎng)山東省電力公司臨清市供電公司 李 超

1 引言

我國社會快速發(fā)展，人們對電能質(zhì)量的需求越來越高，這種情況則要求相關(guān)的配電網(wǎng)在可靠性方面的進(jìn)一步提升，有鑒于此，充分地把握影響配電網(wǎng)供電可靠性的因素，并尋求解決策略是極為重要的。

2 配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)因素

從配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的類型來看，現(xiàn)階段常見的接線方式主要包括單電源輻射接線、環(huán)形接線、分段聯(lián)絡(luò)接線等多種方式。單電源輻射接線方式在整體結(jié)構(gòu)上較為簡單，該結(jié)構(gòu)之中只有一條主干線，且與之對應(yīng)的配電線路也比較短，在應(yīng)用過程中的經(jīng)濟(jì)性相對較好，如果后期出現(xiàn)新增負(fù)荷的現(xiàn)象，相關(guān)人員也可以比較便利地進(jìn)行對應(yīng)的接線增加，正是因?yàn)檫@種情況，所以當(dāng)前單電源輻射接線的方式在我國的配電網(wǎng)之中應(yīng)用較廣。但是這種接線方式的整體供電可靠性卻比較低，當(dāng)線路出現(xiàn)對應(yīng)的故障現(xiàn)象的時候，將有可能對大范圍的用戶供電形成影響，且為了實(shí)現(xiàn)對其的有效修復(fù)，所需消耗的時間也比較長，因此其也成為影響配電網(wǎng)供電可靠性的重要因素之一[1]。

而單環(huán)網(wǎng)接線模式在應(yīng)用過程中，其通常存在2個電源對相關(guān)的線路進(jìn)行供電，在使用的時候其一般也采取開環(huán)運(yùn)行的方式，如果出現(xiàn)故障之后，相關(guān)的配電網(wǎng)可以迅速實(shí)現(xiàn)對負(fù)荷的轉(zhuǎn)移過程，在這種方式之下將能夠顯著地降低停電時間，從而達(dá)到促進(jìn)配電網(wǎng)可靠性提升的效果，環(huán)形接線模式如圖1所示。

圖1 環(huán)形接線模式

多分段多聯(lián)絡(luò)接線模式，則是指在對應(yīng)的線路上進(jìn)行相應(yīng)的分段開關(guān)增加，從而將相關(guān)的線路劃分成為多段，這種方式之下，不同的線路均能夠通過聯(lián)絡(luò)線路，來實(shí)現(xiàn)與其他線路之間的連接，而如果在運(yùn)行過程中對應(yīng)的線路出現(xiàn)故障的時候，則可以通過進(jìn)行對分段開關(guān)的斷開，達(dá)到充分控制停電范圍的目的，這種接線方式一般來說可以較大程度地增加配電網(wǎng)供電的整體可靠性，多分段多聯(lián)絡(luò)線接線模式如圖2所示。但在應(yīng)用過程中，這種方式會較大程度地增加聯(lián)絡(luò)線數(shù)量，所以在建設(shè)過程中整體成本相對較高。

圖2 多分段多聯(lián)絡(luò)線接線模式

在面對這種情況的時候，相關(guān)單位和人員需要根據(jù)現(xiàn)階段區(qū)域的實(shí)際供電需求，進(jìn)行對應(yīng)的配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模式設(shè)計，從而達(dá)到提升可靠性的目的，一般來說，在相關(guān)工作之中采取環(huán)形接線模式，一方面可以比較有效地提升配電網(wǎng)的供電可靠性，另一方面也能夠控制聯(lián)絡(luò)線的數(shù)量，保證建設(shè)成本在可控范圍之內(nèi)。

3 配電網(wǎng)技術(shù)裝備因素

技術(shù)裝備水平也是影響現(xiàn)階段我國配電網(wǎng)供電可靠性的重要因素。技術(shù)裝備水平主要指相關(guān)線路的絕緣化、電纜化、配電自動化水平等，在進(jìn)行評估的時候，一般將其劃分為架空線絕緣化率、電纜化率、主站接入EMS系統(tǒng)實(shí)施數(shù)據(jù)數(shù)量、主站接入計量系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)數(shù)量以及主站接入GIS系統(tǒng)設(shè)備臺賬數(shù)量等指標(biāo)，這些指標(biāo)可以比較準(zhǔn)確地反映對應(yīng)配電網(wǎng)的自動化水平?，F(xiàn)階段我國的配電網(wǎng)之中，相關(guān)的技術(shù)裝備存在著如下兩個方面的問題。

一是在不同的地區(qū)，相關(guān)的配電網(wǎng)在帶電作業(yè)過程中的整體水平方面存在著較大的差異，且難以進(jìn)行有效的統(tǒng)一。

二是在配電設(shè)備的在線監(jiān)測技術(shù)方面，相關(guān)的技術(shù)設(shè)備還沒有做到大范圍的普及。正是這兩個方面的因素，導(dǎo)致了現(xiàn)階段配電網(wǎng)供電的整體可靠性差異巨大。配電自動化是確保供電可靠性的關(guān)鍵手段，如果充分地應(yīng)用該技術(shù)，則相關(guān)工作人員在實(shí)際工作之中可以比較準(zhǔn)確地了解到現(xiàn)階段配電網(wǎng)的整體運(yùn)行情況，且在發(fā)生故障之后也能夠準(zhǔn)確地定位故障點(diǎn)，并采取措施將其進(jìn)行有效的隔離。在此之后可以通過選擇較為有效的方案，來實(shí)現(xiàn)迅速恢復(fù)供電的目的。

此外，在現(xiàn)階段的配電網(wǎng)之中，相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)能力也可以依托推進(jìn)配電自動化水平來得以實(shí)現(xiàn)，具體來說就是如果在配電網(wǎng)的運(yùn)行過程中遭遇較為惡劣的氣候問題或者是發(fā)生故障的時候，依托相應(yīng)的技術(shù)措施將可以保證在氣動載荷批量轉(zhuǎn)移的方案之下，防止后續(xù)過程出現(xiàn)大規(guī)模供電中斷的現(xiàn)象[2]。

然而目前我國的配電自動化整體建設(shè)程度上處在推進(jìn)的階段，相關(guān)的資料之中也顯示，目前我國僅有部分城市形成了較強(qiáng)的配電自動化能力，多數(shù)地區(qū)卻仍然處于試驗(yàn)過程之中，因此在對應(yīng)的配電網(wǎng)出現(xiàn)故障的時候，所采取的方法仍然是以人員前往現(xiàn)場檢查和維修為主。這一特征導(dǎo)致現(xiàn)階段的要保證配電網(wǎng)供電可靠性，就必須培養(yǎng)和保有大批具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的電力人員，因而整體成本較高，且在進(jìn)行故障隔離和對不存在故障區(qū)域的供電恢復(fù)過程中，所采取的方式也是人工方式，這種方式之下必然會消耗大量的時間，從而顯著降低供電可靠性。

4 故障因素對供電可靠性的影響

供電的順利在核心需求上仍然需要以具有較強(qiáng)抗風(fēng)險能力的電網(wǎng)作為基礎(chǔ)，但是電網(wǎng)的構(gòu)成是以各類電氣設(shè)備為基礎(chǔ)的，相關(guān)電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)各類故障現(xiàn)象，從而導(dǎo)致供電可靠性的降低，在面對這一問題的時候，盡可能降低對應(yīng)電氣設(shè)備故障發(fā)生率是一種保障供電可靠性的重要手段。相關(guān)單位在應(yīng)對的時候，需要充分地對現(xiàn)階段的配電系統(tǒng)可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，尤其是收集對用電戶會形成直接影響，同時也能夠?qū)ΜF(xiàn)階段電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行狀況和可靠性的數(shù)據(jù)的收集。

隨著當(dāng)前我國對于供電設(shè)備可靠性的重視程度提高，相關(guān)的建設(shè)過程中也采取了明確對應(yīng)設(shè)備質(zhì)量指標(biāo)、型號規(guī)格等措施，來進(jìn)行對故障的避免，但是從既往的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)之中仍然可以了解到，設(shè)備故障的問題集中表現(xiàn)在變壓器、斷路器、架空或電纜線路等方面。而導(dǎo)致這些故障發(fā)生的原因，則一般為如下幾個方面。

一是內(nèi)外過電壓。在相關(guān)區(qū)域出現(xiàn)惡劣天氣，尤其是雷電現(xiàn)象的時候，有可能出現(xiàn)集中對應(yīng)設(shè)備和線路，從而導(dǎo)致其出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象的情況，如果這種情況下對應(yīng)的設(shè)備沒有做好 相應(yīng)的絕緣措施，則會造成設(shè)備出現(xiàn)不同程度的損壞問題，嚴(yán)重影響配電網(wǎng)供電的可靠性。

二是絕緣配置和老化情況從既往的經(jīng)驗(yàn)之中可以了解到，如果相關(guān)區(qū)域的整體停電次數(shù)較多，且停電時和停電規(guī)模都表現(xiàn)出較為突出的異常，一般代表相關(guān)區(qū)域配電網(wǎng)整體可靠性不高。而導(dǎo)致這種情況發(fā)生的主要原因，則通常是對應(yīng)配電網(wǎng)的絕緣配置性能不佳。

三是自然因素。如果對應(yīng)區(qū)域出現(xiàn)具有較強(qiáng)破壞性的自然災(zāi)害現(xiàn)象，例如冰雹、洪澇和臺風(fēng)等，則有可能直接導(dǎo)致對應(yīng)的設(shè)備損壞，發(fā)生供電中斷的問題。

四是外力因素。如果相關(guān)區(qū)域的施工、違規(guī)操作等現(xiàn)象存在，也有可能造成設(shè)備的破壞，從而降低配電網(wǎng)的可靠性。

5 提升配電網(wǎng)可靠性的對策分析

從相關(guān)的影響因素之中可以了解到，當(dāng)前我國的配電網(wǎng)可靠性主要受到網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、配電自動化水平和設(shè)備質(zhì)量等因素的影響，基于這些因素，在對應(yīng)的工作開展過程中相關(guān)單位和人員可以從如下幾個方面來推動配電網(wǎng)可靠性的提升。

一是強(qiáng)化對配電網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在進(jìn)行對應(yīng)因素分析的時候，已經(jīng)提到可以針對整體接線結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從而保證停電影響范圍和時間的可控。部分地的配電網(wǎng)主要采取傳統(tǒng)的單一架空線路，而為了讓其整體的可靠性提升，相關(guān)單位在進(jìn)行改造的過程中可以轉(zhuǎn)化成為多目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的架空線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。而對于相關(guān)區(qū)域的電纜配電網(wǎng)絡(luò)，在進(jìn)行改造的過程中則可以依托環(huán)形配電網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行展開，并將其逐步地向三分段三聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行發(fā)展，這種方式之下，除了出現(xiàn)故障的區(qū)域之外，其他地區(qū)均不需要停電。

二是推進(jìn)配電自動化改造。當(dāng)相關(guān)配電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的故障的時候，相關(guān)工作人員是否能夠在較短的時間之內(nèi)準(zhǔn)確尋找到故障原因、故障位置和形成對應(yīng)的解決方案是決定配電網(wǎng)可靠性的重要因素。同時為了對相關(guān)問題形成比較有效的解決，對應(yīng)運(yùn)維人員是否能夠在條件允許的情況下，快速開展帶電作業(yè)，達(dá)到縮短運(yùn)行和維護(hù)時間的目的也會對配電網(wǎng)可靠性形成影響?，F(xiàn)階段我國的配電網(wǎng)在建設(shè)過程中正在推進(jìn)配電自動化建設(shè)進(jìn)程，而相關(guān)的自動化系統(tǒng)建設(shè)在應(yīng)用于對配電網(wǎng)的運(yùn)行管理過程中，將能夠比較有效地實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)整體運(yùn)行狀況的掌握，并迅速地發(fā)現(xiàn)相關(guān)系統(tǒng)存在的故障現(xiàn)象，從而達(dá)到精確進(jìn)行處置的效果。在改造過程中可以按照如下標(biāo)準(zhǔn)來推進(jìn)配電網(wǎng)的自動化改造工作，配電自動化改造原則見表1，從而促進(jìn)配電自動化水平提升。

表1 配電自動化改造原則

三是配電網(wǎng)設(shè)備質(zhì)量提升。為了確保配電網(wǎng)供電可靠性的提升，相關(guān)單位需要對配電網(wǎng)設(shè)備整體質(zhì)量進(jìn)行全面提升，尤其是對防范惡劣天氣能力的提升。

為了達(dá)到目標(biāo)，相關(guān)單位在工作之中首先應(yīng)當(dāng)針對已經(jīng)出現(xiàn)雷擊故障的線路和設(shè)備進(jìn)行檢查與分析，并對容易出現(xiàn)此類問題的設(shè)備和線路進(jìn)行相應(yīng)的檔案建立。其次，則需要對容易遭受雷擊的區(qū)域整體接地狀況和接地電阻進(jìn)行研究，如果相關(guān)區(qū)域的接地電阻無法充分地滿足實(shí)際需求，則需要對接地電阻進(jìn)行充分優(yōu)化，以增強(qiáng)其對雷電的抵抗能力。最后則需要對不同配電網(wǎng)區(qū)域在運(yùn)行過程中所可能面對的雷擊程度進(jìn)行調(diào)查與研究，根據(jù)所取得的調(diào)查結(jié)果，制定與之相符的防雷措施，在這種方法之下將能夠綜合性地提升配電網(wǎng)的防雷水平。

6 結(jié)語

綜上所述，配電網(wǎng)的供電可靠性直接關(guān)系到我國的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展?fàn)顩r，以及人民群眾的生活質(zhì)量，因此在相關(guān)工作開展過程中應(yīng)當(dāng)對提升配電網(wǎng)供電可靠性形成高度的重視，并積極地采取合理的技術(shù)手段對其進(jìn)行全面優(yōu)化。