配电网规划提升配网可靠性的研究

王 磊

（国网吉林省电力有限公司大安市供电公司，吉林白城 131300）

0 引言

电能在社会生产生活中占有重要地位，对我国经济增长产生巨大深远的影响，因此必须做好电力系统发展的规划设计，做好基础设施建设。全球范围内曾经发生过许多重大停电事故，根据美国电力科学院调查，电力系统停电故障造成超千亿美元的巨额损失。例如，2003年包括加拿大地区出现大范围停电，超过5000万人工作受到影响，有21间发电厂停电后关闭；2008年我国南方部分省份遭受50年来最严重的雨雪冰冻天气，给电力系统安全运行造成巨大冲击。对负荷中心等部门来说，应聚焦于保证供电的可靠性，大力发展局部地区对抗电网打扰动时供电可靠性，提高供电质量、提升配电网系统可靠性尤为重要，对城市配网建设规划可靠性研究具有重要意义。

1 配电网可靠运行的重要性

在发电机组等发生强迫故障、停运等退出运行期间，为保证连续不断供电，电力系统应具有备用冗余容量，满足设备的经济性与技术性约束要求。需对经济性与可靠性进行协调分析，大面积停电事故造成灾难后果迫使加大对电力系统可靠性的监管，保证电力系统运行风险度维持在可控范围内[1]。

电力系统规划运行需要考虑元件故障不确定性特征。电力系统由大量设备、元件等构成，具有规模大、潮流非线性分布、故障点对系统安全运行影响难预测等特点，可靠性关系到电力系统的各关键部门，工作覆盖设计等各管理环节。可靠性工作内容种类繁多，包括对可靠性统计、提高方式措施等。随着我国经济快速发展，城市用电负荷需求巨大，随着产业结构调整，负荷构成比例发生变化，居民用电增长快速，对电能质量及供电可靠性要求提高[2]。过去国家对发电环节投入比重较大，导致对配电网不重视，用电负荷增加使得一些线路负荷增大，电力系统局部故障扩大，会导致大面积停电事故。

配电网规划改造时，供电能力等与经济效益密切相关，降低网损能减少成本消耗，供电能力强化能增加售电量，使供电更加可靠，提升电能质量。大部分地区普遍出现配电网不能满足负荷需求问题，大中城市冬夏季负荷高峰连年增长，导致中低压配电网面临极大挑战。保证电器元件安全运行，做好城市配电网规划建设，提升配网系统可靠性非常重要。要优化完善配电网结构，使配电网更加安全可靠，建立电源站点，有效处理供电不足问题，完善电网结构，使配电网安全可靠，保证城乡居民生活需要得到满足。

2 配电网可靠性评估

电力系统可靠性包括充裕度与安全度两部分：充裕度是系统元件规定额定容量等允许范围内，考虑配电网设备等元件预停运非预计划停运下提供服务能力；安全度是电力系统运行中遇到突然扰动，如电气设备隔离开关等意外退出，不间断供电能力[3]。

配电网可靠性是电力可靠性的重要内容，涉及发、输、配电等环节以及规划、运维等供电企业运营专业，受到网架结构、技术装备等诸多因素影响。配电系统处于电网直接与用户相连关键位置，供电可靠性包含配电可靠性。用户供电可靠性工作范围繁杂，用户期望供电系统不会发生停电等故障，电力企业供电必须满足可靠性各项要求，供电系统按电压等级分为高中低压。电网可靠性指标是供电部门关键技术经济指标，是社会对供电服务评价的核心因素。

RS-2外部影响是供电企业管辖范围外的电网引起停电，外部影响包括交通破坏，外部计划检修停电，外部电网建设施工等因素。AIHC是供电可靠性常用指标，用户平均停电时间短则AIHC指标高。由于用户数客观固定，需提高供电可考虑，减少用户停电总时数，减少停电用户数是提高供电可靠率的方法。AITC（Average interruption times of customer，用户平均停电次数）是一定期间内平均停电次数，停电影响可靠性指标计入记为AITC-1，指标为供电可考虑反映工系统对用户供电质量。

3 影响配网运行可靠性的因素

配电网供电可靠性受到多种因素的影响，如配电网自动化水平等，配网运行中如不能进行科学有效的管理，配网电源容量较小时会对供电安全产生不利影响。配网设备规划中产生的问题会缩短设备使用寿命，无法及时发现设备运行中出现的问题，会降低供电质量。配电网运行中受到自然灾害因素的影响，管理人员技术水平较低，不能及时发现潜在问题，会出现线路故障，影响人们的日常生活用电需求。

对某地配网可靠性进行分析，调查研究配网系统故障原因，从架空线路，配电变压器运行情况等方面分析影响可靠性，为提高配网系统运行可靠性提供数据基础。架空线路故障停电率反映架空线路故障情况，老城区主线架空通常采用导线型号为HKLGJYJ-10-240/30，据统计每年架空线路因故障停电13次，配网架空线路发生故障停电次数较少。按故障设备分类分析，导线故障最多，杆塔故障相对较多[4]。反映电缆线路故障情况为电缆线路故障停电率，老城区主线电缆故障通常采用YJV22-10-3*300型号导线电缆，每年电缆线路故障停电约5次，配网架空线路发生故障停电次数较少。按电缆线路停电故障原因分类分析，设备老化2次，安装质量故障1次。

反映配电变压器故障情况为配电故障停电率，根据配变按

密布点的原则配置，应靠近负荷中心，变压器容量不宜大于400 kV·A，变压器选型应选用S11系列以上低损耗环保节能型密封变压器，在过载率低的地区应推广非晶合金变压器。统计配电故障停电14次，故障停电率为1.54次（/百台·年）。按配变故障停电故障设备分类分析，高压熔断器故障最多，低压引线为2次。按故障原因分类分析，设备老化引起配电故障次数最多，其次为产品质量3次，安装质量引起配变停电为1次。

4 提高电网可靠性规划措施

电网核心内容是配网，供电系统安全受到配网安全影响，规划改造配电网应结合可靠性关键参数，提高改造水平。配电网规划改造需分段设计，传统设计配电网需对系统整体规划，能保障配电网运行效率，但配电网出现问题会延长检修时间，影响供电系统稳定性。规划配电网时应分段设计，配电网改造需遵循技术原则，随着配电网技术升级，先进配电技术使线路更稳定，依据先进技术提前诊断故障，保证供电系统可靠性。

配电网规划必须采取有效措施，以保证电网运行质量，提高供电网可靠性。实际工作中要考虑配电网情况进行改造，必须保证正确选取样本，配电网辐射范围较大，固化中采用不同改造标准会影响配网规划工作，配网改造中应合理控制与负荷中心的距离，借助负荷变化增大配电架空线路截面。采取措施保证电力设备质量，及时更换性能差的设备。配电网运行中应改进技术措施，更好地保证配单网规划改造工作顺利进行。采用信息系统对数据汇总，建立配电网规划模型，可以更好地观察规划中的不合理处。配电网规划中，需合理采用满足要求的设备，为提高配电网规划效果，应采取科学隔离措施，有效降低配电网运行中产生的损失。

为提高配电网运行可靠性，需充分考虑电网规划要求，保证其运行质量。配网规划中应全面分析，按照不同地区配电网运行情况采取规划方案，采用相应配网方法提高配网供电可靠性。无功补偿型配电网规划中应保证网络分布平衡性，配网规划中应做好巡视工作，及时发现线路中的问题，采取有效措施处理控制线路问题。使用年限较长的设备应进行维修更新，经过地势复杂区域应采取措施保护隔离供电线路。

提高电网运行可靠性可以通过组织管理与技术经济措施保证配网安全，通过严格执行指标管理制度，建立电力设施保护执法队伍组织措施，提高基础数据准确性，加强停电管理能力的管理措施，进行成本效益分析，加速推广带电作业，加大带电作业装备投入的技术措施，推行设备全寿命周期管理的经济措施保证配电网运行可靠。

5 结语

可靠性是配网系统的重要指标，目前采用可靠性方法停留于理论阶段，研究者采用复杂的数学模型获得精确结论，但在使用中由于实际情况变化产生大量问题，存在数学模型推导结论与实际情况不符的问题。通过对配电网规划运行可靠性的分析，总结影响配网系统运行可靠性的多方面原因，提出配网科学规划提高运行可靠性的对策建议。