用戶供電可靠性評(píng)估及提升方案研究

韓菲 牛雨 李宗峰

摘 要：用戶供電可靠性涉及全省各地市的電網(wǎng)基礎(chǔ)、設(shè)備運(yùn)行實(shí)際情況、停電計(jì)劃、各類管理經(jīng)驗(yàn)等各個(gè)方面。由此，本文通過分析辨識(shí)影響供電可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，建立針對(duì)性的提升措施，制定可靠性目標(biāo)量化值分解到各業(yè)務(wù)部門和運(yùn)維班組，并完善供電可靠性工作的體系標(biāo)準(zhǔn)。分析表明，該提升方案可以有效提升河南公司配電網(wǎng)供電可靠性精益化管理水平。

關(guān)鍵詞：供電可靠性;薄弱環(huán)節(jié);目標(biāo)量化值

中圖分類號(hào)：TM732文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2018）28-0118-03

Abstract： The reliability of user power supply involves the power grid foundation， the actual situation of equipment operation， blackout plan and various management experiences of all provinces and municipalities. Therefore， By analyzing and identifying the weak links affecting the reliability of power supply， the paper established corresponding measures to enhance the reliability， and formulated the quantitative value of reliability objectives to be decomposed into various business departments and operations. The analysis showed that the scheme could effectively improve the lean management level of power supply reliability of Henan distribution network.

Keywords： power supply reliability;weak link; target quantification value

1 研究背景

供電系統(tǒng)是聯(lián)系電源與用戶、向用戶輸送與分配電能的重要環(huán)節(jié)。供電系統(tǒng)可靠性管理是電力可靠性管理的重要組成部分。供電系統(tǒng)可靠性水平不僅與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件有關(guān)，而且與管理水平有關(guān)[1]。通過加強(qiáng)供電系統(tǒng)可靠性管理，深入分析供電可靠性信息，對(duì)供電過程進(jìn)行科學(xué)的、量化的評(píng)估，可以揭示影響電力供應(yīng)和電能質(zhì)量鏈條上任何一個(gè)環(huán)節(jié)存在的問題，辨識(shí)影響供電可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)消除設(shè)備隱患，制定可靠性目標(biāo)量化值分解到各業(yè)務(wù)部門和運(yùn)維班組，對(duì)改善電力企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和管理水平、提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益及指導(dǎo)電網(wǎng)建設(shè)和改造有著十分重要的意義[2]。國外電力市場化的國家，已經(jīng)將城市用戶供電可靠性作為政府監(jiān)管的重要內(nèi)容。例如，新加坡把用戶供電可靠率、平均停電恢復(fù)時(shí)間等納入政府的監(jiān)管指標(biāo)中，澳大利亞也是如此。

近年來，我國供電可靠性管理工作得到了長足發(fā)展。通過可靠性管理所帶來的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益也為越來越多的人們和企業(yè)所認(rèn)識(shí)，可靠性管理已經(jīng)成為企業(yè)管理的重要組成部分和有效手段[3]。但同時(shí)，我國供電系統(tǒng)可靠性管理工作還存在諸多不完善的地方。例如：由于地域原因造成經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡，使電網(wǎng)水平參差不齊，供電企業(yè)管理水平也參差不齊。供電可靠性是一個(gè)供電企業(yè)技術(shù)裝備水平和管理水平的綜合體現(xiàn)，供電可靠率的高低不僅直接關(guān)系到供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，更代表著供電企業(yè)的服務(wù)水平，是供電企業(yè)自身發(fā)展的需求和追求的目標(biāo)[4]。為有效提升供電可靠性，根據(jù)試點(diǎn)先行的原則，在河南省內(nèi)選取具有代表性的試點(diǎn)單位。對(duì)試點(diǎn)單位進(jìn)行可靠性現(xiàn)狀摸底，評(píng)估理論可靠性指標(biāo)、制定試點(diǎn)單位的可靠性目標(biāo)，通過指標(biāo)對(duì)比，辨識(shí)試點(diǎn)單位在供電可靠性方面的薄弱環(huán)節(jié)，就技術(shù)和管理層面針對(duì)性地建立提升措施。同時(shí)，將制定的可靠性目標(biāo)指標(biāo)量化分解到試點(diǎn)單位的各專業(yè)部門和運(yùn)維班組，提升供電可靠性工作的體系標(biāo)準(zhǔn)。

2 試點(diǎn)單位可靠性現(xiàn)狀分析

對(duì)試點(diǎn)單位供電可靠性現(xiàn)狀進(jìn)行摸底，分析其網(wǎng)架水平、設(shè)備可靠性水平、可靠性管理水平等因素對(duì)供電可靠性的影響情況。

第一，對(duì)試點(diǎn)單位110kV和35kV變電站電氣主接線、10kV饋線信息及線路聯(lián)絡(luò)等情況進(jìn)行分析。統(tǒng)計(jì)試點(diǎn)單位10kV線路電纜化率、架空絕緣化率、聯(lián)絡(luò)率等，確定網(wǎng)架結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀。

第二，根據(jù)中電聯(lián)供電可靠性信息系統(tǒng)中各種停電責(zé)任原因?qū)?yīng)的設(shè)備歷史停運(yùn)數(shù)據(jù)，結(jié)合其他相關(guān)業(yè)務(wù)具體數(shù)據(jù)，確定主要設(shè)備的可靠性水平及現(xiàn)狀網(wǎng)的可靠性水平，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分析，將現(xiàn)狀網(wǎng)可靠性水平細(xì)化到每一條10kV饋線。

第三，選擇預(yù)安排停電率、預(yù)安排平均停電持續(xù)時(shí)間、設(shè)備故障率、故障平均停電持續(xù)時(shí)間等指標(biāo)作為衡量供電可靠性管理水平的主要指標(biāo)，通過河南公司配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測平臺(tái)和中電聯(lián)供電可靠性信息系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，分析試點(diǎn)單位的供電可靠性管理水平。

3 用戶供電可靠性評(píng)估

3.1 理論評(píng)估

在河南公司內(nèi)部選取與試點(diǎn)單位同設(shè)備類型但運(yùn)行情況較好的標(biāo)桿企業(yè)，結(jié)合試點(diǎn)單位網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及標(biāo)桿企業(yè)架空線路、電纜、開關(guān)、配電變壓器等的可靠性參數(shù)（即故障率和修復(fù)時(shí)間），基于故障模式后果分析法，評(píng)估試點(diǎn)單位網(wǎng)架應(yīng)該達(dá)到的理論可靠性水平。針對(duì)試點(diǎn)單位每一條10kV饋線，列舉其設(shè)備故障，包括線路、變壓器、斷路器等，計(jì)入設(shè)備故障后斷路器跳閘、故障隔離、恢復(fù)供電過程，確定故障對(duì)各負(fù)荷點(diǎn)停電的影響，進(jìn)一步確定各負(fù)荷點(diǎn)的故障停電率和故障停電時(shí)間;對(duì)所有設(shè)備單獨(dú)故障后各負(fù)荷點(diǎn)的故障停電率和故障停電時(shí)間列表，形成故障模式后果分析表;根據(jù)故障模式后果分析表計(jì)算每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的可靠性指標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算系統(tǒng)可靠性指標(biāo)[5]。

3.2 目標(biāo)制定

綜合考慮區(qū)域經(jīng)濟(jì)差異、歷史可靠性水平，結(jié)合試點(diǎn)單位可靠性現(xiàn)狀水平，在河南公司內(nèi)部選擇合適的供電可靠性標(biāo)桿。以標(biāo)桿可靠性水平為參照，制定試點(diǎn)單位未來可靠性提升目標(biāo)。

結(jié)合標(biāo)桿企業(yè)可靠性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確定影響配電網(wǎng)可靠性的主要因素，如聯(lián)絡(luò)率、線路絕緣化率、平均每段線路長度、平均每段線路用戶數(shù)、線路平均分段數(shù)等，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法從這些因素指標(biāo)中篩選出影響可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)，建立基于關(guān)鍵可靠性指標(biāo)的企業(yè)供電可靠率預(yù)測模型[6]。

以標(biāo)桿企業(yè)的各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)為基準(zhǔn)，結(jié)合試點(diǎn)單位未來電網(wǎng)投資計(jì)劃，估算試點(diǎn)單位各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)取值，基于前述預(yù)測模型，確定試點(diǎn)單位未來可靠性提升目標(biāo)。

4 薄弱環(huán)節(jié)辨識(shí)與分析

分別從管理和技術(shù)層面辨識(shí)試點(diǎn)單位的可靠性薄弱環(huán)節(jié)。其中，管理層面薄弱環(huán)節(jié)主要通過對(duì)比試點(diǎn)單位主要可靠性業(yè)務(wù)指標(biāo)與標(biāo)桿的差異獲得，技術(shù)層面薄弱環(huán)節(jié)主要通過理論可靠性評(píng)估獲得。管理薄弱環(huán)節(jié)辨識(shí)：分別從“基礎(chǔ)管理、電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)行管理、技術(shù)進(jìn)步”五方面，梳理試點(diǎn)單位主要供電可靠性業(yè)務(wù)及業(yè)務(wù)指標(biāo)，通過與標(biāo)桿的對(duì)比，找到試點(diǎn)單位水平較低的業(yè)務(wù)，將其作為試點(diǎn)單位可靠性管理的薄弱環(huán)節(jié)。技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)辨識(shí)：針對(duì)試點(diǎn)單位理論評(píng)估中可靠性水平較低的10kV饋線，分別從主網(wǎng)和配網(wǎng)層面確定饋線是否存在如下可能導(dǎo)致可靠性水平較差的影響因素：所在變電站主變?nèi)萘坎蛔?、進(jìn)線容量約束、饋線自身聯(lián)絡(luò)不足、分段不足、同桿架設(shè)嚴(yán)重、供電半徑較長、電纜化率和絕緣化率較低、負(fù)載率較高等。針對(duì)每一種影響因素，基于理論可靠性評(píng)估模型，評(píng)估因素改善前、后饋線可靠性變化量，變化量較大的因素即為饋線薄弱環(huán)節(jié)。

5 提升措施優(yōu)化

5.1 試點(diǎn)單位可靠性提升措施

針對(duì)試點(diǎn)單位可靠性薄弱環(huán)節(jié)，分別從技術(shù)和管理層面提出具體的可靠性提升措施。

針對(duì)管理類薄弱環(huán)節(jié)，直接制定業(yè)務(wù)考核指標(biāo)，考核業(yè)務(wù)部門和班組的管理水平及工作效率。針對(duì)技術(shù)類薄弱環(huán)節(jié)，基于理論可靠性評(píng)估，評(píng)估各項(xiàng)措施實(shí)施前、后系統(tǒng)可靠性增量，并結(jié)合各項(xiàng)措施經(jīng)濟(jì)成本，以單位投資減少的停電時(shí)戶數(shù)最大為原則，將各項(xiàng)可靠性提升措施排序，選取可靠性提升效益最好的措施作為最終實(shí)施措施。

5.2 可靠性管理和技術(shù)提升措施庫

根據(jù)試點(diǎn)單位可靠性提升措施及實(shí)施效果，進(jìn)一步結(jié)合河南公司歷史配電網(wǎng)可靠性提升經(jīng)驗(yàn)，分別從技術(shù)和管理層面梳理配電網(wǎng)可靠性提升措施庫。

技術(shù)提升方面：包括單條饋線改造（開關(guān)優(yōu)化配置、電纜化絕緣化改造、更換部分導(dǎo)線、配網(wǎng)自動(dòng)化改造、加裝其他設(shè)備等），以變電站為單位的改造（環(huán)網(wǎng)改造、新建環(huán)網(wǎng)、供電半徑調(diào)整、新建饋線、負(fù)荷轉(zhuǎn)移等），以供電公司為單位的改造（新建變電站、現(xiàn)有變電站擴(kuò)容、新建饋線、新建環(huán)網(wǎng)、負(fù)荷轉(zhuǎn)移等）。

管理提升方面：加強(qiáng)可靠性組織管理（強(qiáng)化組織管理、績效考核等）、加快電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)（以可靠性為中心的規(guī)劃、完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、加快電網(wǎng)工程建設(shè)），減少故障停電影響（故障停電預(yù)防、快速定位、故障隔離、恢復(fù)供電、控制故障搶修時(shí)間等）。

5.3 不同電網(wǎng)發(fā)展階段提升可靠性措施分類

結(jié)合前述試點(diǎn)單位薄弱環(huán)節(jié)辨識(shí)及針對(duì)性的可靠性提升措施，綜合考慮地區(qū)供電可靠性差異，總結(jié)歸納不同供電可靠性發(fā)展階段的提升措施。

以試點(diǎn)單位為依托，將其可靠性提升分為不同的階段，針對(duì)每一個(gè)階段，分別執(zhí)行前述薄弱環(huán)節(jié)辨識(shí)及可靠性提升措施的分析，將每個(gè)階段的可靠性提升措施劃分到“基礎(chǔ)管理、電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)行管理、技術(shù)進(jìn)步”五個(gè)類別，對(duì)比每個(gè)階段可靠性改善措施的差異，梳理出不同發(fā)展階段可靠性提升的關(guān)鍵措施。

6 目標(biāo)可靠性指標(biāo)分解

根據(jù)試點(diǎn)單位供電可靠性工作體系現(xiàn)狀，研究試點(diǎn)單位內(nèi)部各業(yè)務(wù)部門（運(yùn)維、發(fā)策、調(diào)控中心等）及下轄各班組對(duì)供電可靠性指標(biāo)的影響程度，界定各業(yè)務(wù)部門在供電可靠性指標(biāo)中的縱向和橫向聯(lián)絡(luò)關(guān)系，形成供電可靠性過程管理理論，建立可靠性指標(biāo)評(píng)價(jià)體系。

將試點(diǎn)單位的供電可靠性提升目標(biāo)量化分解到各業(yè)務(wù)部門和班組，通過明確每個(gè)業(yè)務(wù)部門、每個(gè)班組的工作要求，進(jìn)而達(dá)到提升全局供電可靠性指標(biāo)的目的，實(shí)現(xiàn)供電可靠性管理由條塊分割向協(xié)同高效的根本性轉(zhuǎn)變。

①調(diào)研試點(diǎn)單位典型計(jì)劃停電事件和隨機(jī)停電事件產(chǎn)生的原因及其比例構(gòu)成，結(jié)合河南公司供電可靠性改善實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，梳理出提升供電可靠性水平的主要業(yè)務(wù)。從實(shí)施難度和改善效果兩個(gè)維度對(duì)供電可靠性業(yè)務(wù)進(jìn)行分析，得到難度低、效果大的一類業(yè)務(wù)作為影響供電可靠性的關(guān)鍵業(yè)務(wù)，最終形成供電可靠性業(yè)務(wù)樹。

②基于供電可靠性業(yè)務(wù)樹，理清“業(yè)務(wù)-業(yè)務(wù)”“業(yè)務(wù)-部門（班組）”“業(yè)務(wù)-指標(biāo)”的關(guān)聯(lián)關(guān)系。分別從三個(gè)層面建立供電可靠性管理評(píng)價(jià)指標(biāo)體系：一級(jí)指標(biāo)依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)供電企業(yè)可靠性管理工作的評(píng)價(jià)要求構(gòu)建;二級(jí)指標(biāo)從各類業(yè)務(wù)對(duì)供電可靠性改善角度進(jìn)行構(gòu)建;三級(jí)指標(biāo)從班組作業(yè)的執(zhí)行率、作業(yè)效率與質(zhì)量角度進(jìn)行構(gòu)建。

③基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用多元回歸方法分別建立故障停電目標(biāo)變化量與關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)變化量之間的函數(shù)關(guān)系模型和預(yù)安排停電目標(biāo)變化量與關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)變化量之間的函數(shù)關(guān)系模型;基于關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)的變化量，通過灰色關(guān)聯(lián)度分析和層次分析法確定各項(xiàng)業(yè)務(wù)對(duì)供電可靠性指標(biāo)的權(quán)重;結(jié)合函數(shù)關(guān)系模型和業(yè)務(wù)指標(biāo)權(quán)重得到供電可靠性目標(biāo)分解模型，實(shí)現(xiàn)供電可靠性指標(biāo)分解到各業(yè)務(wù)部門及班組。

7 結(jié)語

為有效開展供電可靠性提升工作，根據(jù)試點(diǎn)先行的原則，在河南省內(nèi)選取具有代表性的試點(diǎn)單位。對(duì)試點(diǎn)單位進(jìn)行可靠性現(xiàn)狀摸底，評(píng)估理論可靠性指標(biāo)、制定試點(diǎn)單位的可靠性目標(biāo)，通過指標(biāo)對(duì)比，辨識(shí)試點(diǎn)單位在供電可靠性方面的薄弱環(huán)節(jié)，就技術(shù)和管理層面針對(duì)性地建立提升措施庫。同時(shí)，將制定的可靠性目標(biāo)指標(biāo)量化分解到試點(diǎn)單位的各專業(yè)部門和運(yùn)維班組，完善提升供電可靠性工作的體系標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周波.解析配電網(wǎng)規(guī)劃與改造對(duì)供電可靠性的提高[J].科技與創(chuàng)新，2014（13）：45-46.

[2]黃亮標(biāo).配電網(wǎng)供電可靠性評(píng)價(jià)及優(yōu)化措施[J].東北電力技術(shù)，2014（6）：41-44.

[3]范明天.中國配電網(wǎng)面臨的新形勢及其發(fā)展思路[J].供用電，2013（1）：1-5.

[4]張巍，鄭琰，楊鳳民.中壓用戶供電可靠性主要指標(biāo)分析及應(yīng)用[J].供用電，2009（1）：10-13.

[5]孫健.我國供電可靠性管理的現(xiàn)狀分析與展望[J].供用電，2015（11）：1-5.

[6]賴一峰，高亞靜.基于灰色與預(yù)測改進(jìn)模型的配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)預(yù)測[J].陜西電力，2012（4）：68-71.