基于供電可靠性評估的配電網(wǎng)規(guī)劃研究

白如峰

【摘 要】隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，電力客戶對供電服務(wù)質(zhì)量的要求也越來越高。供電可靠性評估為電網(wǎng)提供了基于可靠性理論分析的一次設(shè)備的運行維護與管理優(yōu)化，切實提高了電網(wǎng)一次設(shè)備的可靠性程度，對于提高城市配電網(wǎng)規(guī)劃的可靠性管理水平、提高供電服務(wù)的質(zhì)量和社會影響、增強決策的科學(xué)性都具有重要的意義。

【關(guān)鍵詞】可靠性評估 配電網(wǎng) 規(guī)劃

1 引言

在提高供電可靠性這一關(guān)鍵任務(wù)上，國際甚至國內(nèi)先進供電企業(yè)已經(jīng)走得相當(dāng)?shù)倪h。其普遍具備堅強靈活的網(wǎng)架以及質(zhì)素優(yōu)良的電網(wǎng)設(shè)備，自動化程度足夠高，足以支撐大部分故障設(shè)備停運事件而不會帶來用戶停電，而且設(shè)備檢修停運率相當(dāng)?shù)停收贤ｋ姾罂梢钥焖倩謴?fù)供電，這就從多方面保證了穩(wěn)定可靠的供電水準。再加上其運作了數(shù)十載、已經(jīng)改良了無數(shù)次的精益化管理，在小修小補的情況下即可維持可觀的可靠性業(yè)績。對于江門電網(wǎng)而言，前比不上領(lǐng)頭大哥，后有眾多即將迎頭趕上的兄弟單位，要鞏固當(dāng)前的發(fā)展地位乃至更進一步，靠的絕不是吃老本，而是在汲取各方優(yōu)秀經(jīng)驗的前提下，積極開展創(chuàng)新管理，結(jié)合自身實際走出一條江門特色的發(fā)展道路。目前而言，江門供電局正在積極利用先進技術(shù)和管理，大力開展可靠性電網(wǎng)規(guī)劃，并應(yīng)用國際先進的設(shè)備管理制度推進智能電網(wǎng)建設(shè)，在眾多兄弟單位中勇于擔(dān)當(dāng)探索者，爭當(dāng)國內(nèi)先進、國際一流的標桿性電力企業(yè)。

2 傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃的弊端

傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃是在滿足一定運行條件下使電網(wǎng)投資最小為原則，無法達到規(guī)劃方案的經(jīng)濟性和可靠性的協(xié)調(diào)。其主要問題包括：

（1）可靠性準則僅僅是依賴確定性的“N-1”為檢驗準則，沒有將供電可靠性問題有機地結(jié)合到電網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)化目標中去，也沒有考慮由于電網(wǎng)供電可靠性問題而造成的社會經(jīng)濟損失，因此既造成大量的低效率投資，又增加了大量低容量運行甚至空載的線路和臺變，與企業(yè)降低線損的目標南轅北轍；（2）對于不符合“N-1”原則的配電線路改造，電力企業(yè)一般采用典型設(shè)計為規(guī)劃手段，缺乏針對負荷和設(shè)備運行狀況的因地制宜，使得規(guī)劃不夠科學(xué)有效；（3）供電可靠性預(yù)測指標計算方式簡單而低效，為了使計算過程簡單化，規(guī)劃時力求形成架空網(wǎng)單聯(lián)絡(luò)、雙聯(lián)絡(luò)和電纜網(wǎng)“2-1”、“3-1”為主的典型結(jié)線模式，做到結(jié)線簡單化、規(guī)范化，但是這種化繁為簡的思路并不能得到部分地區(qū)供電可靠性的有效提高，反而浪費了不少資源。

3 利用供電可靠性軟件規(guī)劃配電網(wǎng)

3.1 應(yīng)用手段

電網(wǎng)公司如何把生產(chǎn)性設(shè)備資產(chǎn)管理好，使其在生命周期內(nèi)最大限度發(fā)揮應(yīng)有價值量，增強資產(chǎn)的價值創(chuàng)造能力，是公司當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵性問題。從外部環(huán)境來看，國資委將對公司開展 EVA 考核，對公司的資產(chǎn)投資效益提出了更高的要求。隨著社會經(jīng)濟增長的放緩，電網(wǎng)公司售電量增長逐步放緩，反映公司投資效益的投資電量增長比指標逐年下降。具此種趨勢而言，依靠電量快速增長帶動利潤上升的盈利模式將難以為繼，必須通過資產(chǎn)管理提高公司效益。而投資總量的減少，必定帶來電網(wǎng)配置升級速度的放慢，進而影響到供電可靠性的提高。對此，供電局應(yīng)用供電可靠性評估理論對配電網(wǎng)進行了系統(tǒng)的可靠性分析，找出關(guān)鍵節(jié)點進行深化改造，最大化地提高電網(wǎng)可靠性。

3.2 評估計算因素

（1）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方面：負荷可轉(zhuǎn)供率；電纜化率；饋線的平均用戶數(shù)；饋線的平均負荷率；主干線平均長度；主干線平均分段數(shù)；饋線自動化程度；設(shè)備運行數(shù)據(jù)。（2）設(shè)備運行數(shù)據(jù)方面：設(shè)備故障停運率；設(shè)備故障停運持續(xù)時間；設(shè)備計劃停運率；設(shè)備計劃停運持續(xù)時間。（3）停電規(guī)劃指標方面：建設(shè)與改造工程投資計劃；每年設(shè)備的檢修比例（包括檢修與預(yù)試）；電網(wǎng)新建與改造比例對用戶造成停電的影響；業(yè)擴比例。（4）主網(wǎng)停電指標方面：主網(wǎng)停電指標因素主要是考慮主網(wǎng)發(fā)生故障時對配電網(wǎng)供電可靠性的影響，在研究分析時，主要是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進行推算。

3.3 可靠性評估結(jié)構(gòu)及算法

可靠性理論計算主要評估和預(yù)測方法為回路搜索法，其主要特點是以負荷點為起點，在回路上搜索對該負荷點可能產(chǎn)生直接影響的設(shè)備，并根據(jù)設(shè)備的遠近和聯(lián)系緊密程度分析其發(fā)生故障對負荷點造成的具體影響?；芈匪阉鞣ǖ膬?yōu)點如下：

（1）容易對網(wǎng)絡(luò)進行分析，其算法便于編程實現(xiàn)；（2）考慮了故障停運和計劃停運的對可靠性影響的區(qū)別；（3）當(dāng)計算個別負荷點的可靠性時，只需考慮與其相關(guān)的系統(tǒng)元件，并能對各元件按影響程度大小進行排序，從而方便電力企業(yè)針對影響較大的關(guān)鍵元件進行優(yōu)化整改；（4）回路搜索法采用遞歸算法，編程工作量低，程序執(zhí)行效率高；（5）可計算配網(wǎng)自動化對可靠性的影響。

在以每個負荷點作為研究對象時，軟件所計算的設(shè)備如果造成其他負荷點的停電將不計算在內(nèi)，由此來減少算法的累贅?？煽啃杂嬎丬浖捎渺`敏度算法，其意義是通過結(jié)合電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及設(shè)備運行情況，分析出當(dāng)前電網(wǎng)各配網(wǎng)設(shè)備在不同位置以及不同運行狀態(tài)對整個網(wǎng)絡(luò)相關(guān)供電可靠性指標如 AIHC-1，RS-1，AITC-1 的影響狀況，從而了解現(xiàn)狀電網(wǎng)各設(shè)備情況，指導(dǎo)未來針對某項指標改善的電網(wǎng)規(guī)劃。影響因素一般包括兩種，一種是設(shè)備停運時可以量化的指標，如設(shè)備停運率，設(shè)備停運時間，一類是不能量化的因素，如網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、是否實現(xiàn)配網(wǎng)自動化等。對于設(shè)備而言，其停運指標的靈敏度有兩種：對負荷點以及對系統(tǒng)這兩方面的可靠性指標造成影響的靈敏度，主要采用的分析方法是數(shù)值法。為提高計算速度，本軟件根據(jù)可靠性計算過程的特點，提出內(nèi)嵌式靈敏度計算方法。

4 結(jié)語

良好的配電網(wǎng)可靠性，有利于企業(yè)的安全、高效生產(chǎn)、增大產(chǎn)品供給，有利于維護人們的正常的生活秩序和社會和諧。與傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃方案相比，基于供電可靠性評估的配電網(wǎng)規(guī)劃更具針對性和經(jīng)濟性，而且資料能長期保存，通過軟件接口能存儲到企業(yè)的通用數(shù)據(jù)庫中，符合當(dāng)前社會云應(yīng)用的潮流趨勢。

參考文獻：

[1] 潘淵生.提高10kV配電網(wǎng)供電可靠性的措施[J]，廣東科技，2010（2）：90-92.

[2] DLT 836-2012.供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評價規(guī)程[S].北京：中國電力出版社，2012.

[3] 汪穗峰，張勇軍，任倩，等.配電網(wǎng)可靠性定量分析研究綜述[J].繼電器，2008（3）：79-84.