提高海岛配电网可靠性的探索与研究

方志辉，姜 洁，金 敏，王建军，董 瑛，洪宇凯

（国网浙江岱山县供电公司，浙江 岱山 316200）

提高海岛配电网可靠性的探索与研究

方志辉，姜 洁，金 敏，王建军，董 瑛，洪宇凯

（国网浙江岱山县供电公司，浙江 岱山 316200）

简要介绍岱山电网的现状，对配电网可靠性指标进行了分析，并给出了常用指标的计算公式。结合案例，提出了提高海岛电网供电可靠性的主要措施。

偏差率；带电作业；供电可靠性；智能配电网

配电网处于电网末端，是向用户提供电能和分配电能的重要环节。供电可靠性指标直接反映了供电系统的供电能力，同时也反映了地区经济及人民生活电能需求的满足程度。

随着新农村建设的逐步完善，海岛岱山的居民生活区域也逐步集中，中心城区用户数量不断上升，负荷密度增大，对供电可靠性要求也越来越高，建设高可靠性配电网已成为岱山供电公司的重要目标之一。

1 岱山电网现状

目前岱山电网内尚无火电机组，只有1家衢山美达风电厂，总装机容量为40.8 MW。由于风电出力具有不确定性、随机性、波动性特点，故主要依靠两回同塔共架220 kV郎蓬2R42线和蓬洲2R48线以及1回架空和海缆混合的110 kV舟兰1923线，由舟山本岛提供电能。220 kV输电线路距离远、跨度大，易遭雷击，存在双线同跳风险；110 kV海缆段易受海水腐蚀，也存在被渔船抛锚钩断的危险。

岱山配电网共分配运、东供、秀供、衢供和长供5个供电区域。其中配运和东供属于同1个岛屿，另外3个处于其他不同岛屿。受海岛地理条件限制，各岛屿之间10 kV配电网无电气连接，无法实现不同岛屿之间的负荷转供。又因历史原因，岱山配电网网架结构薄弱、设备落后老旧，严重制约了高可靠性海岛电网的建设。

“三集五大”、“大运行”以及“地县一体化”体系建设，给提高海岛电网的可靠性带来了希望，使打造坚强的海岛电网成为可能。

2 配电网可靠性指标分析

供电可靠性是考核供电企业电能质量的重要指标，反映了国民经济对电能的需求程度，是衡量一个国家经济发达程度的指标之一。电力企业供电可靠性管理是否到位、供电可靠性的高低，是衡量企业内部管理水平的重要标准。为了保证可靠性要求，必须对SAIFI（系统平均停电）、AIHC（用户平均停电时间）、SAIDI（系统平均停电持续时间）、月度偏差率和ASAI（平均供电可靠度）等进行统计分析[1-3]，表1为2014年10月岱山供电公司原始数据，本文以这些原始数据为例，对月度偏差率和ASAI进行分析计算。

用户平均停电时间（AIHC）=∑每户每次停电时间/总用户数=∑（每次停电持续时间×每次停电用户数）/总用户数。

停电时户数=∑（每次停电持续时间×每次停电用户数）。

允许用户平均停电时间=（1-供电可靠率）×统计期间时间。

表1 2014年10月的原始数据

2.1 月度偏差率

式（1）中，月度指标实际完成值即表1中停电时户数，为1 673.15，月度指标预测值即预计停电时户数，为2 500，可得月度偏差率为33.07%。虽已达到公司要求的40%，但在国网浙江省电力公司中的排名还比较落后。今后应从数据录入的及时性、准确性、完整性和预测准确性方面加大力度。同时各供电区域要加大月度停电计划的管理力度，结合停电时户数的控制，科学、合理地安排停电计划，提高月度偏差率。

2.2 平均供电可靠度

平均供电可靠度是主管部门对供电公司的重要考核指标，是指统计期间内对用户有效供电时间总小时数与统计期间内小时数之比：

由表1可知用户平均停电时间为1.09 h，统计期间总时间为24×31=744 h，由式（2）可得到ASAI为99.85%。通常主管部门下达的供电可靠性指标就是ASAI，2014年国网浙江省电力公司下达的城网供电可靠性目标值为99.963%，农网供电可靠性目标值为99.92%。故岱山供电公司的平均供电可靠性还有待进一步提升。

3 提高配电网可靠性的具体措施

影响配电网供电可靠性的因素有多种，对不同的影响因素可采取相应的措施。根据岱山电网的具体情况，提出以下几方面的措施。

3.1 打造坚强可靠的配电网结构

坚强可靠的配电网网架结构是保证电网安全稳定运行的基础，是提高供电可靠性的重要手段。首先应对岱山配电网网架结构进行精细化规划。配电网接线应根据负荷水平、电网发展目标定位、资源环境承载能力因地制宜地选取，满足安全性、可靠性、经济性的要求，考虑抗台风、抗雷击等灾害的能力，满足N-1准则要求。

要实现10 kV配电线路环网供电、开环运行，应不断加大配电网改造力度，改善10 kV线路网络结构，逐步实现环网手拉手供电，缩小供电半径，使供电负荷符合技术水平。近年来岱山电网10 kV配电网发展区域大量采用环网结构，仅变电站出线处设置断路器，线路上其他节点（环网柜）采用负荷开关，并随网架的逐步稳定开始在开闭所装设RTU（远程控制终端），为将来实施配电网自动化打下了坚实基础。通过学习、创新，配运中心在负荷较高城区实现了“三供一备”网架，如图1所示。

图1 “三供一备”网架

正常运行情况下，中心箱式开关站由竹屿变电站对江116线供电，竹屿变电站阳光109线、岱山变电站高亭005线和育才007线作为备供线路。任意1条线路发生故障或停电检修时，可对该线路负荷进行多通道转移，从而提高城区供电的高可靠性，保证居民正常供电。例如2014年6月24日04:00—15:32，高亭005线 1号杆和45号杆架空线落地，实施腾龙箱式开闭所的投运工作。由于高亭005线是岱山城区的主要线路，负荷较重，当时电流达175A，此时“三供一备”网架就发挥了重要作用。将图1高亭005线负荷2中由宏泰箱式开闭所进线至末端的负荷切换至对江116线，经计算约减少停电时户数760（时·户），多供电量4 502.35 kWh。

3.2 提高电网设备水平

随着海岛新区建设的高层化及环境美化的要求，配电网用电缆供电取代传统的架空线供电方式已成趋势。采用电缆供电方式的配电线路，其抵御强台风、雷电、冰雪、落物甚至海水腐蚀等自然侵害的能力大大提高。以绝缘导线替代采用裸导线的架空线，不但提高了绝缘水平，同时为同一走廊多回路供电提供了便利。

老旧的一次、二次设备已无法适应剧增的负荷要求，带病、重载运行，无疑是配电网可靠、安全运行的潜在威胁。应采用新设备、减少因设备质量问题造成的停电。设备的每个元件都有一定的生命曲线，依据元件的故障率随时间变化可分为3个时期：早期、偶然期和损耗期。早期故障率较高，但随时间的增加，故障率迅速降低。损耗期故障率上升，主要是由机械和电气磨损以及绝缘老化引起。为了提高元件可靠率，在运行中应加强维护，延长偶然期的时间，海岛地区则应从加大设备防腐力度着手。

3.3 采取带电作业方式

3.3.1 带电作业的作用及意义

带电作业是提高配电网供电可靠性的重要手段。实践证明：开展和发展配电网带电作业，在降低设备计划停运率、提高供电可靠性、最大限度地缩小停电范围、为电力用户提供最优质服务等方面发挥着极其重要的作用。按照国家电网公司《10 kV架空配电线路带电作业管理规范》的规定，带电作业分为：绝缘杆作业法、绝缘手套作业法和综合不停电作业法。

3.3.2 保证带电作业安全的技术条件

为防止带电作业人员受触电的伤害，在进行带电作业时必须具备3个技术条件：

（1）流经人体的电流不超过人体的感知水平1 mA（稳态电流）；

（2）人体体表局部场强不超过人体的感知水平240 kV/m（2.4 kV/cm，强电场防护）；

（3）人体与带电体（或接地体）保持规定的安全距离（空气间隙）。

3.3.3 带电作业提高可靠性的典型案例

2014年4月10日，10 kV岱东112线南峰水产支线3号杆需要进行搭接金源水利水务投资有限公司基建变支线跌落式熔断器上引线和更换6号杆中相绝缘子的工作。上述工作若采用停电作业就必需拉开岱东112线南峰水产支线1号杆的跌落式熔断器，包括挂、拆接地线等，预计作业时间需要4 h，意味用户将被停电4 h。由于采用带电作业，避免了75个用户的停电，作业时电流41 A，约减少停电300（时·户），多供电量1 917.56 kWh。

3.4 开展智能配电网建设

智能配电网在发生异常或故障时能迅速查出异常、快速切除和隔离故障，使配电网的设备故障得到有效控制，缩短故障隔离时间、缩小停电范围，提高了抢修效率和供电可靠性。

在智能配电网规划建设过程中，要引入信息通信、分布式电源等，综合考虑电网建设、升级改造及应用技术，实现配电网在规划建设、运行控制、管理维护等方面的协同优化。对配电变压器实现二遥，主要环网节点实现三遥。在主环网配电箱式变压器上安装通信终端与故障指示仪，将信息上报给主站系统；在环网联络点与环网柜后端开关安装FTU（馈线终端），对线路运行状况进行监测；在配电变压器上安装TTU（配电变压器监测终端），采集处理配电变压器低压侧的各种数据，并将其上传至主站以监视变压器的运行状况。当主站系统接收到线路上报的故障信息时，及时通过主站遥控命令对开关进行分合操作[4]。

3.5 采取科学的管理手段

实行电力可靠性管理是提高电力系统可靠性水平、保证电力系统安全稳定运行的行之有效的管理模式[5，6]。

（1）加强工作计划和临时停电管理。应严格控制施工停电范围，尽量做到不因1点停电造成整条馈线停电。事先做好事故抢修人员及备品的准备工作，尽量缩短故障排除时间，降低用户平均故障停电持续时间。加强停/送电管理。检修人员提前到达现场，做好开工前的各项准备工作，等候设备停电；送电实行预汇报制度，以便操作人员及时到达现场。

（2）改变施工方式。对电网的新建、技改工程，停电管理是关键环节。应该严格履行停电申请和审批手续，对停电的薄弱环节加强控制，提高工作效率，减少无效作业时间，避免重复停电和超时停电现象的发生。

（3）提高巡线质量。实行网格化巡视，将巡视工作质量检查纳入考核，加大防外力破坏工作的力度，做好安全用电、保护电力设施的宣传工作。

（4）强化配电操作管理。优化操作环节，压缩操作时间。在保障安全的情况下，严格控制停电时间。

（5）提高可靠性专业人员的业务水平和工作能力。加强员工的理论知识和工作实践力度，不断提高人员的业务素质和思想素质，并定期组织业务考核。

4 结语

提高10 kV配电网供电可靠性是一项系统工程，应根据实际情况有选择地予以实施，运用现代化的技术措施和管理模式，改造现有电网存在的缺陷，使电力与经济发展同步，不断满足社会的需求。

电力企业是关系到国计民生的重要服务行业，要确立以客户满意度为工作的出发点，在“多供电、用好电、少停电”上狠下苦功，保证高供电可靠率。

[1]丁毓山，杨勇.农村电网规划与改造[M].北京：中国电力出版社，2001.

[2]国能安全[2014]204号.国家能源局关于印发供电企业可靠性评价实施办法的通知[S].北京：国家能源局，2014.

[3]国家电网公司.用户供电可靠性管理工作手册[M].北京：中国电力出版社，2011.

[4]吉利.提高城市配电网供电可靠性的措施分析[J].中国电业，2011（11）:58-60.

[5]李晓辉，吴彬，张来，等.提高天津中压配网可靠性的建设方案效果分析[J].电力系统及其自动化学报，2009，21（6）:92-97.

[6]李静.谈提高10 kV配电网供电可靠性的措施[J].农村电工，2008，21（1）:22.

（本文编辑：龚 皓）

Exploration and Research of Highly-reliable Island Distribution Networks

FANG Zhihui，JIANG Jie，JIN Min，WANG Jianjun，DONG Ying，HONG Yukai
（State Grid Daishan Power Supply Company，Daishan Zhejiang 316200，China）

The paper briefly introduces current status of Daishan power grid and analyzes feasibility index of distribution networks；furthermore，it gives commonly used formula of index computation.In the light of cases，the paper presents major measures for improving power supply reliability of island distribution networks.

deviation rate；live working；power supply reliabillity；smart distribution network

TM727

B

1007-1881（2015）02-0016-04

2014-11-06

方志辉（1984），男，工程师，主要从事电网调控、运行方式、电力电子技术、电网可靠率、潮流分析工作。