供电可靠性评估方法探究

吴黎黎

摘要：供电质量除了服务质量以外，还包括供电连续性和电压质量，供电连续性已被定义为供电可靠性。有没有电用对一般用户的影响远超过其他两项，所以供电可靠性也成为衡量供电企业技术经济水平的重要指标。文章阐述了供电可靠性评估体系的建立方法，并结合算例探讨了配网可靠性的评估方法。

关键词：配电网；供电可靠性；评估方法；供电质量；电压质量；供电连续性 文献标识码：A

中图分类号：TM732 文章编号：1009-2374（2015）09-0152-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0833

电力系统由发电、输电和配电三个环节所组成，处于电力系统末端的配电系统因为与用户设施直接相连，对用户供电质量的影响最密切，也最易受到用户的关注。供电质量除了服务质量以外，还包括供电连续性和电压质量，供电连续性已被定义为供电可靠性。有没有电用对一般用户的影响远超过其他两项，所以供电可靠性也成为衡量供电企业技术经济水平的重要指标。供电可靠性背后是配网架构、技术与装备质量、运行管理水平和客户服务质量的综合体现，准确而高效评估供电可靠性，才便于分析这些因素的影响程度，有利于供电企业从配网规划设计、施工安排、运行管理等各方面加以改进和提高。因此，本文对供电可靠性的评估方法进行了探讨。

1 供电可靠性评估体系的建立

1.1 可靠性评价规程

我国1985年正式颁发了《配电系统供电可靠性统一评价方法》，标志着供电可靠性评估管理工作在我国全面铺开。1989年更名为《供电系统用户供电可靠性统计办法》，1998年定名为《供电系统用户供电可靠性评价规程（暂行）》（电可1998[02]），2003年成为正式行业标准《供电系统用户供电可靠性评价规程》（DL/T 836-2003），目前的版本是DL/T 836-2012。DL/T 836成为了供电企业对用户供电可靠性评价的依据和指南。

1.2 评估体系的建立

供电可靠性涵盖了用户和配网的基础数据、停电用户及事件的运行数据等内容，反映了由各种停电需求共同影响所产生的供电可靠性水平。建立供电可靠性评估体系可以从技术、组织和管理上明确供电可靠性评估的策略、流程和方法，从而为形成以年度为周期的可靠性评估良性循环奠定了坚实的基础。供电可靠性评估体系分为三个部分：（1）第一部分是供电可靠性基本情况的统计分析，包含了电网运行、网架等情况；停电用户数量、时间情况；各类停电分布等。（2）第二部分是供电可靠性评估部分，也就是通过分析停电影响的关键因素，找出与停电相关的规律，并形成供电可靠性结论，其流程为停电原因评估→停电影响评估与供电可靠率评估→供电可靠性评估汇总。（3）第三部分是决策部分，根据供电可靠性结论制定切实可行的技术经济政策，以推动供电可靠性持续提高和改进，其流程为供电可靠性评估数据与结论→形成提高供电可靠性的对策→从技术经济角度评估拟采取的对策→形成可行的提高供电可靠性的对策。

2 配网可靠性评估方法

2.1 主要方法

虽然DL/T 836-2012给出了数量众多的供电可靠性评价指标与计算公式，但由于配网结构非常复杂，要准确而快速地对其进行评估却非易事，目前对配网可靠性评估计算主要采用蒙托卡洛模拟法和解析法两类方法。蒙托卡洛模拟法以概率统计学基础建立数学模型，再通过抽样试验计算出供电可靠性统计指标，这种方法虽然可以适应各种复杂的系统，但计算精度较差，而且需要花费较多时间才能出结果。

解析法是将电力系统简化为元件，并建立供电可靠性数学模型，再通过数值求解。解析法可再细分为状态空间法和网络简化法两大类。状态空间法意即以状态和操作符为基础建立空间问题求解的方法，这种方法计算精度高，但计算大系统较困难，目前主要在美、加等国使用。网络简化法中包括了故障模式与后果分析法、网络等值法、最小路法、最小割集法、故障遍历法、网络分块法、馈线分区法等多种方法。上述方法各有优劣，近年来研究人员不断探索研究，提出了不少改进的

方法。

2.2 数据收集

配电网由配电线路、配电设备和用户设备所组成，这些线路和设备可看成系统和元件，例如配电系统与配电变压器、架空线路、电缆线路、母线、断路器、隔离开关、联络开关和分段开关等元件，其中大部分元件为可修复元件。这些元件的数据包括设备可靠性基础数据、计划停运数据以及空间位置关系数据。设备可靠性基础数据是指来自可靠性管理系统的各类设备故障检修数据，例如故障停运率、计划停运率、故障修复时间、计划检修时间等。计划停运数据是指可能造成停电的各种计划性数据，例如基建计划、改造计划、业扩计划、大修计划等数据。空间位置关系数据主要来自配网GIS管理数据库，还要结合AutoCAD电网接线图和手工图形建模方式才能得到可靠性计算所需的空间位置关系

数据。

2.3 建模方法

解析法将系统与元件的关系以数学模型表达，并将可靠性分析指标以公式描述，这样就能通过严格的数学关系对配电系统的可靠性进行周密分析。元件建模一般采用三状态模型。三状态即指正常运行状态、计划检修状态和故障修复状态。其中正常运行状态可以分别与故障修复状态和计划检修状态之间相互转化，例如从正常运行状态到故障修复状态可以确定故障率，从故障修复状态到正常运行状态确定故障修复率；正常运行状态与计划检修状态之间亦然，可确定计划检修率和计划修

复率。

2.4 配电网可靠性评估算例

2.4.1 概况。某10kV配电网一条馈线上有26条线路和26个负荷点，配置26个配变和26个熔断器。其中系统元件的可靠性参数如下：10kV馈线故障率为0.05

次/km·a，平均修复时间为8h；配变故障率为0.015endprint

次/台·a，平均修复时间为200h；断路器故障率为0.006次/a，平均修复时间为6.5h；熔断器故障率为0.0015次/a，平均修复时间为4h。

2.4.2 算法思路。如前所述，供电可靠性评估方法有多种算法可供选择，现选择最小路法。方法原理是对配电网中的每个负荷点求取最小路，非最小路上负荷点故障对供电可靠性影响也折算到最小路上，这样只需考虑最小路上的元件和节点的计算，就可以得到系统的可靠性指标。最小路的求取方法包括搜索法、布尔行列式法和联络矩阵法等，现采用搜索法中的广度优先搜索法，这种方法从电源点开始搜索，然后搜索与之关联的所有没访问过的邻接点，接下来访问与已访问过的邻接点关联的没访问过的其他邻接点，直至访问完所有

节点。

2.4.3 计算结果。系统平均停电次数（SAIFI）为1.0013次/（户·a）（相当于DL/T 836中的AITC-1），系统平均停电时间（SAIDI）为3.5083h/（户·a）（相当于DL/T 836中的AIHC-1），用户平均停电时间（CAIDI）为3.5036h/次（=SAIDI/SAIFI），供电可靠率（ASAI）为99.01%（相当于DL/T 836中的RS-1）。

2.4.4 提高可靠性对策。从停电原因分析，主要问题是配变恢复时间长及开关操作时间长，因此提高供电可靠性的对策：（1）配备备用变压器；（2）降低开关操作时间。这两个做法可使ASAI分别提高0.25%和0.16%。

3 结语

供电可靠性评估的目的是为了提高供电可靠性，为此要做的工作很多，首要任务是建立完善的供电可靠性评估体系，然后还要掌握可靠性评估的计算方法。随着计算机技术的普及，各种评估算法不再是难事。本文以最小路法为例介绍了评估计算的过程，供感兴趣的读者参详和借鉴。

参考文献

[1] 王毅.广州城区配电网供电可靠性评估[J].电力系统及其自动化学报，2011，23（4）.

[2] 康文韬，赵欢，刘莎，等.配电网供电可靠性评估预测系统[J].上海电力学院学报，2012，28（1）.

[3] 肖杨明.安吉县10kV配电网的供电可靠性评估与研究[D].华北电力大学，2012.

（责任编辑：蒋建华）endprint