配电网供电可靠性提升措施的研究

配电网供电可靠性提升措施的研究

黄奕聪

黄奕聪

（广东电网有限责任公司茂名高州供电局525200）

摘要：作为供电企业来说，电力可靠性即企业配电网对电力用户供电能力的稳定性，是衡量供电企业对自身设备要求和企业员工管理标准的基本要素。在国家智能电网的快速推广下，对供电质量、电力的稳定性与安全性方面也提出了新的考量标准，提升城市供电可靠性已经成为供电企业迫在眉睫的问题了。提高城市供电可靠性不仅是加大供电负荷量的问题了，而是需要制定出一套完整的、全方位的电网规划整体方案。就各大城市主要供电现状及问题作出分析，对提升配电网供电可靠性的主要方法及实行方案进行探讨，最后分析出其实践性和安全性。

关键词：供电可靠性；配电网；电网规划；提升措施；城市供电

供电可靠性是供电系统对用户持续供电能力的体现。它是电力可靠性管理的一项重要内容，直接反映了供电系统对用户的供电能力和服务质量，综合体现了一个供电企业技术装备水平和管理水平。随着国民经济的迅速发展，人们对供电可靠性的要求越来越高。因此，提高供电可靠性既是用户的期望，同时也是供电企业所追求的目标。

1.面向供电可靠性的配电网规划整体思路

1.1配电网现状调研主要涉及供电企业及供电区

域整体情况调研、配电网可靠性现状调研和可靠性影响因素调研。供电企业及供电区域整体情况调研主要涉及供电区域内的地理概况和国民经济发展水平。其中地理概况包括行政区划、土地面积、气候特点、交通条件等方面。国民经济发展水平主要涉及该区域经济总量及发展速度、产业类型及负荷密度分布情况等。可靠性相关因素分析主要从网络结构、设备水平、技术水平和运营管理4个方面调研配电网的现状，为分析配电网供电可靠性薄弱环节提供数据支持。在制定供电可靠性提高方案环节，首先应根据调研的配电网数据分析配电网供电可靠性薄弱环节，然后制定该供电区域的供电可靠性目标，最后根据供电可靠性目标制定出供电可靠性的提高方案。方案的验证主要涉及计算方案在充分执行的前提下能否达到之前设定的供电可靠性的目标。

1.2供电可靠性影响因素分析方法

1.2.1网络结构

清晰的网络接线模式有利于迅速排除故障，进而可缩短故障的修复时间，这里用接线模式典型化率来衡量配电网接线水平；合理的线路分段有利于缩小故障发生时停电的范围；线路间的联络及带备用主变的变电站则有助于故障发生时线路之间及变电站主变之间的负荷转供。主变“N-1”通过率和线路“N-1”通过率则是配电网负荷转供能力的直观体现。因此，网络结构方面主要调研供电区域内配电网的网络接线模式典型化率、中压线路的平均分段数、中压线路的联络率、变电站单变数、主变“N-1”通过率、线路“N-1”通过率等指标。

1.2.2设备水平

设备水平可从线路和设备两方

面加以考虑。线路分为架空线和电缆线路。由于架空线暴露在空中，极易受到外部环境的影响，因此选用架空线路绝缘化率和架空线路不符合防雷标准线路比例两个指标。设备方面主要考察设备本身对故障的防御能力。配电网中成套开关设备和硅橡胶绝缘子等免维护、少维护设备凭借其先进的技术，能够大大减少故障发生的可能；在变电站电源处，GIS设备的使用能够显著提升电源的安全性；而柱上真空断路器和SF6断路器广泛应用，有助于解决由于中压线路中油开关性能不稳定而引起的电网故障。

2.实例计算

选取南方某供电局的部分网架结构图作为算例进行计算分析，共267个节点、266条支路、72个用户点，每个用户点的容量为0．3MW。网络为单辐射网络，可转供率低，用户可靠性较差。目前该网络的系统平均停电频率（SAIFI）为1．1781次/用户·年，系统平均停电持续时间（SAIDI）为4．7931h/用户·年，平均供电可用率（ASAI）为99．9453%。其余设备参数及可靠性评估数据。对上述网络制定三个层次的改建方案来提升网络不间断供电的能力，分别为：架空线改电缆、单辐射改联络、配电自动化。从前两类措施中选择18项措施分别进行iB/C的计算。

3.Pareto曲线的绘制

将成本变化和系统平均停电持续时间（SAIDI）输入Excel表格中分别作为横、纵坐标，绘制出帕累托曲线，如图1所示。

从最右开始第一个点为维持网络现状时的可靠性模拟结果，电力供应中断的平均持续时间为4．7931h，供电可靠率为99．9453%，断电时间较长，可靠率指标较低。在此基础上，对网络加以改建，利用收益增量/成本增量评价的结果得出，优先将单辐射网络改为手拉手网络，继而改为多辐射网络时，可靠性指标有明显的提升，是最为有效的改建方案，电力供应中断的平均持续时间降至1．3384h，供电可靠率为99．9847%。之后从网络构成的角度着手，对网络的实质进行改建，将部分故障率较高、对网络供电能力影响大的架空线改为电缆输电，故障率降低，对网络供电能力有所提升，电力供应中断的平均持续时间降至1．1516h，供电可靠率为99．9869%，但在投资额相同的前提下，架空线改电缆所产生的效益与之前相比有很大差别，也说明了可靠性越高的网络在可靠性规划时投资所产生的效益降低，可靠性的提升越来越艰难。左上角最后一个点是网络在改联络、改电缆的基础上加入配电自动化之后得出的，配电自动化装置对手拉手、多联络网络的可靠性有明显改善，降低了故障修复时间，从而提升了网络的供电能力，电力供应中断的平均持续时间降至0．7577h，供电可靠率为99．9914%。

图1南方某供电局供电可靠性Pareto曲线

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