摘要：本文主要是通過對現(xiàn)有配電網(wǎng)可靠性計算方法的分析，結(jié)合城市配電網(wǎng)運行的實際情況，采用大規(guī)模配電網(wǎng)可靠性指標近似估測算法對城市配電網(wǎng)進行可靠性指標的計算和分析。通過計算分析找出影響供電可靠性指標的因素及與其相關程度，進而對城市可靠性指標提升空間進行評估，并根據(jù)計算分析結(jié)果對城市配電網(wǎng)供電可靠性指標提出一些合理建議和意見。本文所采用的數(shù)據(jù)來自佛山配電網(wǎng)運行的歷史數(shù)據(jù)。

關鍵詞：配電網(wǎng)可靠性；提升空間；可靠性近似估測算法

1 引言

配電網(wǎng)直接連接發(fā)、輸電系統(tǒng)和用戶，承擔著向用戶直接供電和分配電能的任務。電力系統(tǒng)可靠性研究始于60年代中期，但是我國過去電力建設長期“重發(fā)輕供”也使得配電網(wǎng)成為整個電力系統(tǒng)可靠性的薄弱環(huán)節(jié)。近些年，隨著用戶對供電可靠性要求越來越高和一些大的停電事故的警示，配電網(wǎng)可靠性的研究也成為學者的關注對象。

影響城市配電網(wǎng)供電可靠性的因素來自方方面面，大體上可以分為技術原因、責任原因和自然因素。1.技術上原因包括：主網(wǎng)運行風險對配電網(wǎng)的影響、配電網(wǎng)自身的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱、設備的可靠性程度、配電網(wǎng)自動化水平程度等方面。2.責任因素包括：計劃檢修制度的安排、人為因素、外力的破壞、配電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的管理和維護等因素。3.自然因素：氣溫變化對線路造成的影響、風力、雨量、冰雪、雷擊、鳥害、環(huán)境污染等人為不可控的因素也給電網(wǎng)的供電可靠性帶來一定的挑戰(zhàn)。

2 配電網(wǎng)可靠性指標的評估

對于配電網(wǎng)供電可靠性的評估，反映在數(shù)據(jù)上就是對配電網(wǎng)供電可靠性指標的計算和分析。目前我國配電系統(tǒng)可靠性管理反映供電可靠性的指標主要有：系統(tǒng)平均停電頻率SAIFI(次／年)，系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間SAIDI(小時／年)、供電可靠率RS(kwh／年)、用戶平均停電缺供電量AENS(％)。

2.1可靠性指標的近似估算簡介

配電系統(tǒng)可靠性的評估算法最為常用的可分為解析法和模擬法兩大類，此外還有結(jié)合模擬法和解析法發(fā)展起來的混合算法。

本文主要采取基于網(wǎng)絡等值法對大規(guī)模配電網(wǎng)采用的近似計算。在計算過程中先通過計算每條饋線的可靠性指標，利用網(wǎng)絡等值的辦法逐級向上等值，最終求出整個配電網(wǎng)的供電可靠性指標。針對佛山較大規(guī)模配電網(wǎng)來說，要采用每條線路逐級等值和逐條計算，一方面計算耗時較大，另外一方面也很難收集到較為精確的原始數(shù)據(jù)資料。因此本文根據(jù)佛山市配電網(wǎng)的實際運行情況，擬合出反映配電網(wǎng)饋線接線模式的典型線路，統(tǒng)計出佛山各分區(qū)線路的接線形式并按照擬合出來的典型饋線接線模式進行歸類，采用擬合出的典型線路接線模式來對佛山配電網(wǎng)的可靠性指標進行評估。計算結(jié)果相當于整個城市配電網(wǎng)供電可靠性的平均值，從計算結(jié)果跟歷史運行數(shù)據(jù)的對比來看，其計算結(jié)果具有一定的合理性。

2.2配電網(wǎng)可靠性指標的評估

根據(jù)前面介紹的城市配電網(wǎng)可靠性指標的近似計算，集合佛山市配電網(wǎng)運行的歷史數(shù)據(jù)和《用戶供電可靠性管理信息系統(tǒng)》中得到的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計出佛山配電網(wǎng)數(shù)據(jù)表格，并以此為基礎對佛山市城市配電網(wǎng)可靠性進行計算和分析。(注：2006年數(shù)據(jù)統(tǒng)計截至2006年11月30日)(見表1佛山各區(qū)10KV饋線接線模式統(tǒng)計表)

對表佛山配電網(wǎng)運行的歷史數(shù)據(jù)進行分析后，從佛山5區(qū)的15種線路基礎參數(shù)中可形成23回代表性的10kV饋線，對佛山5區(qū)的實際線路進行歸類，應用近似算法進行預測和估算，計算得到佛山各區(qū)及佛山市配電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性指標如表2所示。

2.3計算結(jié)果分析

佛山各區(qū)及全市的供電可靠性理論測算值與2006年實際值相比較，各項理論測算值均稍高于相應的實際值，二者的差異主要由于可靠性理論測算不考慮上級電源不足引起的限電和錯峰而導致的，因此，理論測算結(jié)果是合理的。三水區(qū)的理論測算值與實際值之間的差異明顯干其他各區(qū)，說明數(shù)據(jù)樣本隨機性的合理結(jié)果。

另外，只有禪城區(qū)的供電可靠性較高，主要原因在于，禪城區(qū)的供電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)較成熟，電纜基本實現(xiàn)聯(lián)絡，供電半徑合理(電纜線路平均長度2.395km，架空線路平均長度3.811km)。而其他各區(qū)的結(jié)構(gòu)比較薄弱。有大量沒有轉(zhuǎn)供能力的單輻射狀的線路存在，且架空線的平均長度均在10m以上，在農(nóng)村地區(qū)30kin以上的供電線路并不罕見，農(nóng)村地區(qū)相應的供電可靠性較低，導致整個區(qū)的供電可靠性相應降低。

3 供電可靠性提升空間評估

根據(jù)上面的計算結(jié)果，可以通過調(diào)整計算參數(shù)得到新的配電網(wǎng)供電可靠性指標。若各區(qū)的配電網(wǎng)接線能夠改造完善，使城鎮(zhèn)饋線聯(lián)絡率達到100％，且所有互聯(lián)饋線都滿足非故障段轉(zhuǎn)供率100％的標準接線水平，而農(nóng)村饋線能通過分段開關和分支開關進行合理分段，縮短故障影響范圍，且至少一半的農(nóng)村饋線也能實現(xiàn)單聯(lián)絡，則佛山的供電可靠性指標可進一步提高?？梢钥紤]如下具體改進措施：

1)禪城區(qū)的電纜線路和架空線路全部實現(xiàn)100％聯(lián)絡，且滿足非故障段轉(zhuǎn)供率100％的標準接線水平，架空線3分段。

2)南海區(qū)的電纜線路采用網(wǎng)型接線，100％聯(lián)絡，非故障段轉(zhuǎn)供率為100％，農(nóng)村電纜線路采用樹型接線，2分段，100％聯(lián)絡，非故障段轉(zhuǎn)供率為100％，農(nóng)村架空線實現(xiàn)3分段，50％的線路實現(xiàn)單聯(lián)絡，非故障段轉(zhuǎn)供率為100％，另外50％線路單輻射。

3)順德區(qū)電纜線路采用樹型接線，2分段，100％聯(lián)絡，非故障段轉(zhuǎn)供率為100％，架空線路3分段，主干線平均長度4.5km，分支線平均長度0.6km，其中50％的架空線實現(xiàn)單聯(lián)絡，非故障段轉(zhuǎn)供率100％，另外50％線路單輻射。

4)三水區(qū)電纜線路100％聯(lián)絡，非故障段轉(zhuǎn)供率100％；架空線路全部3分段，其中城鎮(zhèn)的架空線100％聯(lián)絡，非故障段轉(zhuǎn)供率100％；農(nóng)村架空線有50％單聯(lián)絡，非故障段轉(zhuǎn)供率100％，另外50％線路單輻射。

5)高明區(qū)城鎮(zhèn)電纜線路100％聯(lián)絡，非故障段轉(zhuǎn)供率100％。農(nóng)村電纜線路2分段，單輻射，城鎮(zhèn)架空線3分段，主干線平均長度4.5km，分支線平均長度205m，100％單聯(lián)絡，非故障段轉(zhuǎn)供率100％；農(nóng)村架空線路3分段，單輻射。

經(jīng)測算，得到改進后的可靠性指標如表3所示。

如果還需進一步提高供電可靠性，應當從提高設備和維護水平、降低設備故障率方面下手，假設所有設備檢修時間均減少10％，則測算得到的配電網(wǎng)可靠性指標如表4所示。

將表1—4中佛山各區(qū)及全市的供電可靠性原始估算值(CASE1)、“接線方式改進”的估算值(CASE2)以及“接線方式改進+縮短檢修時間”的估算值(CASE3)進行比較，如圖1所示，可見：

1.如果配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)改造后，電纜線路均能實現(xiàn)故障時非故障段的100％轉(zhuǎn)供率，而架空線均能采用3分段，且其中50％的架空線能實現(xiàn)故障時非故障段的100％轉(zhuǎn)供率，則佛山市配電網(wǎng)的供電可靠性可以從99.7685％提高到99.8558％。

2.如果在配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)改造的基礎上再進一步提高檢修效率，使各類設備的平均檢修時間降低10％，則佛山市配電網(wǎng)的供電可靠性可進一步提高到99.9202％。

3.通過配電網(wǎng)改造和在配電網(wǎng)自動化的配合下提高設備檢修和維護水平，佛山市配電網(wǎng)的整體供電可靠性有望提高0.1517個百分點。

4.如果還想進一步提高供電可靠性指標就只有從降低設備故障率或采用雙電源供電或?qū)崿F(xiàn)所有線路100％轉(zhuǎn)供率等方面入手，但是所需投資和難度較高。

4 結(jié)論

對于較大規(guī)模的佛山配電網(wǎng)來說，采用可靠性近似估算，計算結(jié)果與佛山配電網(wǎng)可靠性指標基本吻合，基本反映配電網(wǎng)實際供電的可靠性。計算結(jié)果的精度很大程度上在于代表性線路的選取和對現(xiàn)有線路的歸類，因此對配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的分析顯得尤其重要。

通過優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、縮短檢修時間，重新測算配電網(wǎng)的供電可靠性，從結(jié)果來看供電可靠性有著很好的改善。因此，在配電網(wǎng)運行和管理方面，可以考慮從以上的可行性建議入手，提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

由于采取近似計算，忽略了上級電源供電不足的影響，與實際配電網(wǎng)供電可靠性指標還存在差距。部分提高可靠性的措施，在實際配電網(wǎng)管理中仍有一定的難度。這些不足都需要在以后的工作中加以彌補。