電力系統(tǒng)配電網(wǎng)可靠性與經(jīng)濟(jì)性問題研究

王明懷

[摘要]配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其可靠性直接關(guān)系著用戶的安全使用和使用質(zhì)量，因此，電力系統(tǒng)可靠性一直備受人們關(guān)注。世界上很多國家都在開展針對(duì)電網(wǎng)可靠性方面的研究工作，并制定了配電網(wǎng)絡(luò)的評(píng)估模型除此之外，配電網(wǎng)絡(luò)在整個(gè)電力系統(tǒng)中的投資占有將近六成的比重，而且配電網(wǎng)的可靠性直接影響著配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性。本文通過對(duì)配電網(wǎng)可靠性及經(jīng)濟(jì)性的分析和探討，提出了影響電力系統(tǒng)可靠性與經(jīng)濟(jì)性的主要因素，并給出了相應(yīng)的解決方法和措施。

[關(guān)鍵詞]電力系統(tǒng)；配電網(wǎng)；可靠性；經(jīng)濟(jì)性；對(duì)策

[中圖分類號(hào)]TM712 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158（2013）06-0041-02

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們?cè)絹碓街匾暛h(huán)境保護(hù)。在這種大背景下，電能作為可再生和最為清潔的能源逐漸受到各國、各行業(yè)的青睞。配電網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性作為供電企業(yè)的研究?jī)?nèi)容的重要方面，對(duì)于我國電網(wǎng)可靠性的提升具有重要意義。

一、對(duì)電網(wǎng)可靠性評(píng)定的具體方法

西方國家對(duì)于電網(wǎng)可靠性評(píng)定和研究開始的時(shí)間較早，電網(wǎng)可靠性評(píng)定和研究為電網(wǎng)中存在問題地解決提供科學(xué)、有效的參數(shù)依據(jù)。電網(wǎng)可靠性的評(píng)定方法有模擬法、人工智能算法以及解析法。

（一）模擬法

模擬法的全稱是蒙特卡洛模擬法，其模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)是配電系統(tǒng)內(nèi)部各組成元件儲(chǔ)存的可靠原始數(shù)據(jù)資料，計(jì)算機(jī)可以隨機(jī)模擬供電系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)的各種狀況，最后根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果為電網(wǎng)可靠性研究提供數(shù)據(jù)指標(biāo)。模擬法在復(fù)雜配網(wǎng)可靠性評(píng)定中的應(yīng)用比較頻繁，其具有計(jì)算量大、模擬時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。與此同時(shí)，模擬評(píng)估法屬于靜態(tài)評(píng)估法，其計(jì)算方式和程序相對(duì)比較簡(jiǎn)單，而且對(duì)計(jì)算機(jī)的要求也較低。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，模擬法也在不斷更新和進(jìn)步，具體表現(xiàn)在提出了模擬法的改進(jìn)版，其對(duì)于配網(wǎng)可靠性的評(píng)價(jià)具有重要意義，模擬法的改進(jìn)版在模擬板的基礎(chǔ)上吸收了下文將要提到的解析法的優(yōu)點(diǎn)，從而其應(yīng)用價(jià)值得到增強(qiáng)。

（二）解析法

解析法是通過對(duì)電網(wǎng)各部分單元化和模塊化來確定系統(tǒng)各模塊的邏輯關(guān)系，根據(jù)邏輯關(guān)系原理建立模型的基礎(chǔ)上通過數(shù)學(xué)方法解析模型，對(duì)影響系統(tǒng)作用的參數(shù)實(shí)行準(zhǔn)確掌控?？煽啃越馕龇ǖ姆诸惗喾N多樣，后果故障分析法是比較直接和常見的分析法類型。此種方法通過對(duì)已發(fā)故障信息的匯總分析，找出出現(xiàn)故障的具體原因，并進(jìn)一步將故障原因量化，再依據(jù)量化因素所處的模塊或者單元格找出模塊或者單元格之間的邏輯關(guān)系。

（三）人工智能算法

人工智能算法是隨著控制理論的發(fā)展和完善逐漸被應(yīng)用到電網(wǎng)的可靠性分析方法。以運(yùn)用模糊控制理論和神經(jīng)控制理論為依據(jù)，但是由于電力系統(tǒng)復(fù)雜而且規(guī)模龐大，存在著可變性因素較多，而且電力系統(tǒng)設(shè)備存在著許多故障點(diǎn)，所以，在實(shí)際應(yīng)用中模糊控制理論比神經(jīng)控制理論的應(yīng)用頻繁，模糊控制理論可以最大限度的將設(shè)備的狀態(tài)率、修復(fù)率以及設(shè)備故障概率匯集運(yùn)算。

二、配電系統(tǒng)的可靠性經(jīng)濟(jì)

電力行業(yè)包括發(fā)電、供電和用電三部分內(nèi)容，電力行業(yè)的發(fā)展與人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活密切相關(guān)，其對(duì)技術(shù)和投資的要求都較高，因此屬于投資密集型產(chǎn)業(yè)，也屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)新工藝的應(yīng)用，社會(huì)各個(gè)行業(yè)對(duì)電力發(fā)展和供電質(zhì)量提出了更高的要求，反過來考慮，穩(wěn)定的供電環(huán)境也會(huì)給企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，也能使社會(huì)資源的效果得到最大限度的發(fā)揮。配電系統(tǒng)可靠性經(jīng)濟(jì)是電力系統(tǒng)可靠性的重要分支，研究配電系統(tǒng)的可靠性與經(jīng)濟(jì)性對(duì)于研究配電網(wǎng)的可靠性具有重要意義。

三、影響配電網(wǎng)的可靠性因素

（一）IN絡(luò)結(jié)構(gòu)

運(yùn)用混合結(jié)構(gòu)、放射狀供電是供電線路鋪設(shè)的主要方式。供電線路鋪設(shè)結(jié)構(gòu)的選擇要根據(jù)用電量和用戶分布情況來設(shè)計(jì)。供網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)是否科學(xué)直接關(guān)系著供電成效，尤其對(duì)于高載荷供電線路的影響最為明顯。

（二）線路故障率與修復(fù)時(shí)間

線路供電環(huán)境復(fù)雜是供電線路出現(xiàn)故障的主要原因之一，線路老化、年久失修、絕緣性降低以及人為破壞等因素都是線路出現(xiàn)故障的主要原因。配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化效果以及配電網(wǎng)的管理機(jī)制決定著線路故障發(fā)生率和線路的修復(fù)頻率。

（三）系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)與管理

系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)與管理效果的決定性因素包括：操作人員運(yùn)用新技術(shù)新工藝的能力、供電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行能力、電力公司工作人員對(duì)配電網(wǎng)故障的檢修能力、部門管理與人員調(diào)動(dòng)的能力等。

（四）用戶的分布以及密度

客戶密度的涵義是單位長(zhǎng)度線路所承載的客戶數(shù)量。客戶密度的大小與客戶分布成正比關(guān)系，客戶的分布密度直接決定著一次停電事故所涉及到的人群數(shù)量。

（五）系統(tǒng)的自動(dòng)化配置

高質(zhì)量、高自動(dòng)化配置的配電網(wǎng)是工作人員在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)、定位系統(tǒng)故障的重要保證，另外，自動(dòng)化配置先進(jìn)的配電網(wǎng)還可以對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行及時(shí)隔離，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行重新分配，不光可以節(jié)省故障排除時(shí)間，還能夠減少停電事故波及到的區(qū)域和人員數(shù)量，對(duì)于配電網(wǎng)可靠性的提升具有重要作用。

四、提高配電網(wǎng)可靠性的措施

（一）提高配電網(wǎng)抵抗外力侵襲的能力

針對(duì)一些雷雨天氣比較多發(fā)的地區(qū)，可以通過以下方法提高配電網(wǎng)的可靠性能：選擇性能高的避雷設(shè)備，最好使用氧化鋅的避雷設(shè)備；盡量使用陶瓷橫擔(dān)絕緣子；電力電纜以及配電箱等設(shè)備使用性能高的絕緣引線；架空線的避雷線必須要有接地網(wǎng)的功能。對(duì)于雷電發(fā)生頻率較少的地區(qū)可以根據(jù)實(shí)際情況安裝使用性能適中的設(shè)備即可，既能夠抵抗雷電的襲擊又能節(jié)約資金投入，提高經(jīng)濟(jì)效益。

（二）提高電網(wǎng)的裝備水平

針對(duì)外力破壞主要采用以下措施予以應(yīng)對(duì)：電力系統(tǒng)相關(guān)部門與城市建設(shè)部門協(xié)商調(diào)節(jié)，對(duì)重要電纜進(jìn)行標(biāo)注和警示提醒，盡可能地避免在路口設(shè)置桿，如果必須要設(shè)在路口設(shè)置桿和拉線，需要有醒目的標(biāo)注提示，防止車輛碰撞而引起電網(wǎng)受損；針對(duì)動(dòng)工頻繁的路段，要加強(qiáng)電力施工的規(guī)劃，盡量減少挖掘電纜線路的挖掘次數(shù)；為了防止電纜埋藏的位置與檢修等維護(hù)措施發(fā)生沖突，可以推廣使用電纜溝。

（三）更新配電網(wǎng)電源和輸電方式

提高電源的穩(wěn)定可靠性，盡量避免因?yàn)殡娫磫栴}影響配電網(wǎng)的可靠性，主要采取以下方式：適當(dāng)放寬導(dǎo)線的截面，提升單位面積內(nèi)導(dǎo)線的輸送量；不斷使用新的管理理念和方法，運(yùn)用平復(fù)算法和控制算法升級(jí)軟件系統(tǒng)，提升配電網(wǎng)可靠性；對(duì)供電線路實(shí)行分段控制，變電站之間增加溝通聯(lián)絡(luò)，提升變電站應(yīng)對(duì)負(fù)荷的轉(zhuǎn)供力，這對(duì)于減少因?yàn)榕潆娋W(wǎng)不穩(wěn)定而導(dǎo)致的停電具有重要作用。

（四）建立GIS系統(tǒng)

在配電網(wǎng)維修過程中，移動(dòng)倉庫的物品未必健全。有一部分設(shè)備需要從臨近庫存中調(diào)取，因此，建立一套GIS配電網(wǎng)物件的管理系統(tǒng)可以大大減少維修準(zhǔn)備時(shí)間，提高工作效率。操作人員可以根據(jù)需以最快速度查詢物件的最近庫存?zhèn)}庫，為了確保物件提取過程的暢通無阻，各倉庫需要24小時(shí)有人看守。

結(jié)束語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電能作為可再生資源和最為清潔的能源在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中發(fā)揮著日益重要的作用，不管是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國防建設(shè)，甚至人們的日常生產(chǎn)生活都與電能有著密不可分的關(guān)系。配電網(wǎng)系統(tǒng)作為整個(gè)電力系統(tǒng)的末端環(huán)節(jié)，其可靠性歷來受人們關(guān)注，加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性的研究，對(duì)于電力系統(tǒng)作用的充分發(fā)揮具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]吳榮嘉，蘇波，伍敬文，電力系統(tǒng)配電網(wǎng)可靠性與經(jīng)濟(jì)性問題研究[J]，價(jià)值工程，2013（20）

[2]李文靜，調(diào)度自動(dòng)化可靠性與經(jīng)濟(jì)性的分析[J]科協(xié)論壇（下半月版本），2012（12）

[3]曾榮禮，建筑電氣設(shè)計(jì)可靠性與經(jīng)濟(jì)性的保證措施研究[J]中國科技財(cái)富，2010（08）

[4]張建忠，建筑電氣設(shè)計(jì)的可靠性與經(jīng)濟(jì)性探討[J]，中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（11）

[5]王鋼，丁茂生，李曉華，趙建倉，UPS供電系統(tǒng)可靠性與經(jīng)濟(jì)性綜合研究[J]，中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2010（10）

[6]陳建華，蔣錦峰，電力市場(chǎng)條件下發(fā)電設(shè)備可靠性與經(jīng)濟(jì)性關(guān)系探討[J]，中國電力，2011（12）