王 毅

(廣東電網(wǎng)公司廣州供電局， 廣州 510620)

廣州城區(qū)配電網(wǎng)供電可靠性評(píng)估①

王 毅

(廣東電網(wǎng)公司廣州供電局， 廣州 510620)

用戶供電可靠性直接關(guān)系并反映電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行及管理水平等各個(gè)方面。供電可靠性評(píng)估及其決策支持體系的建立是全面提高供電企業(yè)可靠性管理水平的必然趨勢(shì)。本文構(gòu)建了從供電可靠性評(píng)估到?jīng)Q策支持的體系，并基于廣州城區(qū)電網(wǎng)的實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)評(píng)估及決策支持體系進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明，該體系的建立具有較好的工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

配電網(wǎng)； 供電可靠性評(píng)估； 決策支持體系； 薄弱環(huán)節(jié)挖掘

供電可靠性是供電企業(yè)的一項(xiàng)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，是電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、技術(shù)及裝備水平、運(yùn)行管理水平和客戶服務(wù)質(zhì)量的綜合體現(xiàn)，直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展[1]。提高供電可靠性不僅是電網(wǎng)自身規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行及管理的需要，也是廣大用戶提高生活質(zhì)量的重要保障，同時(shí)對(duì)樹立供電企業(yè)良好形象有著決定性的促進(jìn)作用。隨著電網(wǎng)建設(shè)的飛速發(fā)展，用戶供電可靠性評(píng)估日益顯示其必要性和重要性，建立一套完善的供電可靠性評(píng)估及其決策支持體系已提上議事日程[2～4]。

近年來，用戶供電可靠性日益受到重視，并逐步成為研究的熱點(diǎn)。本文首先建立了供電可靠性評(píng)估體系，然后基于廣州城區(qū)2006年供電可靠性實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分析了影響用戶供電可靠性指標(biāo)的各種因素，對(duì)可靠性評(píng)估及其提高策略進(jìn)行了探討，給出可靠性評(píng)估及其決策支持體系的框架，進(jìn)一步將該體系應(yīng)用到實(shí)際電網(wǎng)，結(jié)果表明該評(píng)估體系具有較好的工程應(yīng)用價(jià)值。

1 供電可靠性評(píng)估體系

供電可靠性基本情況統(tǒng)計(jì)包括了用戶和線路的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如線路長(zhǎng)度、用戶總數(shù)、設(shè)備屬性、上級(jí)電源等信息；包括了停電用戶和事件的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如停電開始、結(jié)束時(shí)間、停電性質(zhì)、停電設(shè)備、停電責(zé)任等。由故障引起的停電頻率主要與設(shè)備故障率有關(guān)，故障停電持續(xù)時(shí)間主要由故障復(fù)電處理過程決定；由預(yù)安排引起的停電頻率主要與停電計(jì)劃安排有關(guān)，預(yù)安排停電持續(xù)時(shí)間受典型工作持續(xù)時(shí)間影響。預(yù)安排停電因工程接入安排、檢修計(jì)劃、消除缺陷工作的不同特性，也表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。因此，一個(gè)區(qū)域供電可靠性水平是由各種停電需求所共同影響。

圖1所示為配電網(wǎng)供電可靠性評(píng)估體系構(gòu)架。

圖1 配電網(wǎng)供電可靠性評(píng)估體系基本構(gòu)架Fig.1 Basic frame for reliability assessment system

解決問題的一般邏輯順序?yàn)榉治?、診斷并建立在供電可靠性基本情況統(tǒng)計(jì)上的可靠性評(píng)估及決策支持體系按此可確定為3個(gè)步驟：

首先，通過統(tǒng)計(jì)各類型停電時(shí)戶數(shù)、戶數(shù)，對(duì)比停電數(shù)據(jù)間主要特性，進(jìn)行現(xiàn)狀分析[5～13]；

其次，在現(xiàn)狀分析基礎(chǔ)上得出停電影響關(guān)鍵因素，挖掘出造成用戶停電的時(shí)間及區(qū)域規(guī)律，形成供電可靠性評(píng)估結(jié)論；

最后，針對(duì)結(jié)論制定政策，并通過一系列技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證確保所采取的對(duì)策切實(shí)可行(見圖1)。

整個(gè)體系的建立對(duì)于指導(dǎo)提高供電可靠性及用戶服務(wù)質(zhì)量都有著舉足輕重的作用，并可以年度為周期，形成循環(huán)，動(dòng)態(tài)指導(dǎo)供電企業(yè)形成提高供電可靠性工作策略。

2 廣州城區(qū)配電網(wǎng)供電可靠性評(píng)估

用戶供電可靠性評(píng)估是對(duì)配電網(wǎng)供電可靠性的量化，為保證供電質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)現(xiàn)代化提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和改造提供重要決策依據(jù)，具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。做好用戶供電可靠性的評(píng)估是建立供電可靠性決策支持體系的先決條件。本文主要從電網(wǎng)的停電原因、供電可靠率指標(biāo)以及停電影響三個(gè)方面對(duì)廣州城區(qū)(包括越秀、天河、黃埔、海珠、荔灣的全區(qū)與白云、蘿崗的部分區(qū)域)電網(wǎng)的用戶供電可靠性進(jìn)行評(píng)估。具體如下：

2.1 停電原因的評(píng)估

從電網(wǎng)運(yùn)行角度來看，造成用戶停電的原因有電網(wǎng)的計(jì)劃停電、臨時(shí)停電、事故/故障停電、錯(cuò)峰限電造成的停電以及其他原因造成的停電。從網(wǎng)架的角度來看，造成用戶停電的原因有主網(wǎng)原因、配網(wǎng)原因以及用戶工程接火原因等。關(guān)于用戶停電原因的這兩種分類角度通常是互相組合和交織的。以電網(wǎng)運(yùn)行的角度進(jìn)行停電原因分類為例，表1對(duì)計(jì)劃、臨時(shí)、事故、錯(cuò)峰等停電原因進(jìn)行了評(píng)估。

表1 基于電網(wǎng)運(yùn)行角度的停電原因評(píng)估表(2006年6月-12月)Tab.1 Assessment of outage causes from operation aspects(June-Dec.2006)

注：表中所占比例為占總停電時(shí)戶數(shù)的比例，時(shí)戶數(shù)=小時(shí)數(shù)×戶數(shù)。

由表1可見，從電網(wǎng)運(yùn)行的角度來看，2006年該區(qū)域內(nèi)用戶停電的三大主要因素為：計(jì)劃停電占最大部分，所占比率達(dá)到59.5%；其次是臨時(shí)停電，約占22.8%；事故/故障停電排第三位，約14.6%。

此外，還可以對(duì)停電的幾大主要原因，如計(jì)劃停電、臨時(shí)停電、事故停電以及主網(wǎng)原因造成的停電、配網(wǎng)原因造成的停電以及用戶工程原因造成的停電分別進(jìn)行詳細(xì)的分析和評(píng)估，找到導(dǎo)致各類主要停電原因的一些子原因等。

2.2 供電可靠率指標(biāo)

供電可靠率是體現(xiàn)配電網(wǎng)供電可靠性的重要指標(biāo)之一，能夠綜合體現(xiàn)配電網(wǎng)對(duì)用戶的供電質(zhì)量，以及配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行情況。因此，供電可靠率是配電網(wǎng)供電可靠性評(píng)估的重要內(nèi)容。根據(jù)《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評(píng)價(jià)規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》)，供電可靠率有RS1、RS2和RS3三類。其中RS1反映的是由于所有原因引起的停電，RS2反映了不計(jì)外部影響的停電，RS3則反映了不計(jì)系統(tǒng)電源不足限電的停電。因此，通過分析RS1的變化情況，就可評(píng)估出配電網(wǎng)供電可靠性的變化情況，進(jìn)而分析可靠性變化原因，為提高可靠性提供決策支持。具體計(jì)算如式(1)～(3)所示。圖2是供電可靠率RS1在2006年下半年的變化曲線。

(1)

RS2=(1-

(2)

RS3=(1-

(3)

由圖2可知，2006年6-12月間，該區(qū)供電可靠率RS1平均約為99.7189%。6月、8月、9月和11月的月可靠率較低，均低于平均值，并以6月的可靠率最低，約為99.6737%；而7月、10月和12月的可靠率均高于全網(wǎng)平均值，且以10月份的可靠率最高，達(dá)到99.7810%。根據(jù)前述對(duì)停電原因的分析可知，該區(qū)域分別在當(dāng)年的6月和11月出現(xiàn)了工程施工高峰期，工程的計(jì)劃和臨時(shí)停電比重大；而在10月份，因國(guó)慶長(zhǎng)假期和重要經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等原因限制施工，工程施工較少，施工停電減少，可靠率也就相對(duì)較高。

圖2 廣州城區(qū)可靠率RS1變化曲線(2006年6-12月)Fig.2 Curves of RS1 for Guangzhou urban distributionnetwork (Jun.-Dec., 2006)

2.3 停電影響的評(píng)估

對(duì)停電的影響進(jìn)行評(píng)估，即是量化各類停電原因造成的影響，涉及停電持續(xù)時(shí)間和波及范圍，以及每次停電的影響程度(時(shí)戶數(shù))等多個(gè)方面。結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)及《規(guī)程》要求，本文探討的評(píng)估及決策體系著重圍繞用戶平均停電時(shí)間以及每次停電造成的平均停電時(shí)戶數(shù)兩個(gè)角度。

(1)用戶平均停電時(shí)間的分析

根據(jù)《規(guī)程》，用戶平均停電時(shí)間是用戶在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)的平均停電小時(shí)數(shù)。它能夠體現(xiàn)停電在時(shí)間上的影響尺度。結(jié)合停電原因的評(píng)估，可以進(jìn)一步分析和評(píng)估各類停電原因所造成的用戶停電時(shí)間長(zhǎng)短，并可評(píng)估出在時(shí)間尺度上影響較大的停電原因，為提高可靠性提供決策支持。

(2)每次停電造成的平均停電時(shí)戶數(shù)分析

平均停電時(shí)戶數(shù)(時(shí)戶/次)能反映一次停電對(duì)用戶影響面的大小(包括影響范圍和影響時(shí)間)，是評(píng)估停電影響的重要方面，計(jì)算如式(4)所示。

平均停電時(shí)戶數(shù)=

(4)

圖3 廣州城區(qū)配網(wǎng)因主、配網(wǎng)原因、業(yè)擴(kuò)原因造成的平均停電時(shí)戶數(shù)變化趨勢(shì)對(duì)比曲線(2006年6-12月)Fig.3 Curves for average hour-customer numbersduring each interruption caused by main grid, distribution network and customer businessexpansion respectively (Jun.-Dec., 2006)

評(píng)估過程中可根據(jù)各類停電原因造成的平均停電時(shí)戶數(shù)的變化情況進(jìn)行分析，進(jìn)而得到不同時(shí)間段影響較大的停電原因及其變化規(guī)律等有決策

支持意義的評(píng)估結(jié)論。圖3給出了各類原因造成的平均停電時(shí)戶數(shù)變化趨勢(shì)對(duì)比情況。

2.4 配電網(wǎng)可靠性薄弱環(huán)節(jié)挖掘

通過上述可靠性評(píng)估結(jié)果，可以發(fā)掘出該區(qū)電網(wǎng)供電可靠性方面存在的主要問題，并針對(duì)這些存在的問題給出以下提高該地區(qū)供電可靠性的具體措施和對(duì)策。

(1)該地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，電網(wǎng)“卡脖子”現(xiàn)象嚴(yán)重，重載設(shè)備、線路數(shù)量多，饋線轉(zhuǎn)供電能力差，保證電網(wǎng)及設(shè)備安全可靠運(yùn)行的調(diào)控手段嚴(yán)重不足，停電情況較為嚴(yán)重。同時(shí)，主網(wǎng)110 kV變電站布點(diǎn)嚴(yán)重不足，導(dǎo)致配網(wǎng)轉(zhuǎn)供電能力低，且預(yù)安排停電比重大。迫切要求加強(qiáng)、加快電網(wǎng)建設(shè)，強(qiáng)化停電線路轉(zhuǎn)供電管理，做好綜合停電，減少重復(fù)停電，并探討不停電試驗(yàn)、校驗(yàn)的可行性，以全面提高電網(wǎng)的供電能力。如表2對(duì)該區(qū)加強(qiáng)線路轉(zhuǎn)供電管理對(duì)提高供電可靠率的情況進(jìn)行了測(cè)算，體現(xiàn)了采取該對(duì)策的所帶來的巨大效益。

表2 加強(qiáng)線路轉(zhuǎn)供電管理對(duì)提高供電可靠率測(cè)算Tab.2 RS1 improvement estimate by strengthen the load transformation management during power shortage

(2)關(guān)注事故/故障停電對(duì)可靠性的影響。采取多種技術(shù)防范措施，減少外力破壞；更換殘舊的電纜、開關(guān)、配變及采取防雷措施，減少絕緣損壞事故的發(fā)生；通過實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)故障信息回傳，加快事故響應(yīng)速度，縮短故障停電時(shí)間等。

(3)探索建立完善的可靠性指標(biāo)考核管理辦法和供電可靠性評(píng)估機(jī)制，建立供電可靠性統(tǒng)計(jì)工作系統(tǒng)，完備可靠性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫，逐步提高供電可靠性管理水平。

3 結(jié)語

供電可靠性評(píng)估及其決策支持體系的建立是全面提高供電企業(yè)可靠性管理水平的必然趨勢(shì)。本文以廣州城區(qū)2006年實(shí)際可靠性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)供電可靠性評(píng)估涉及的停電原因、供電可靠率以及停電影響的評(píng)估進(jìn)行了闡述，并基于評(píng)估結(jié)果，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)存在的問題，并進(jìn)一步生成切實(shí)可行的提高供電可靠性的對(duì)策，從而形成了供電可靠性評(píng)估及其決策支持體系的基本框架，并將建立的供電可靠性評(píng)估及其決策支持體系應(yīng)用到該地區(qū)實(shí)際電網(wǎng)中，結(jié)果表明該評(píng)估體系具有較好的工程應(yīng)用價(jià)值。

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ReliabilityAssessmentofGuangzhouDistributionNetwork

WANG Yi

(Department of Technology, Guangzhou Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corporation，Guangzhou 510620, China)

Reliability on service is critical to distribution power network planning, operation and management. It is an inevitable trend to built reliability assessment and decision making support system for improving the comprehensive management level of power supply enterprises. A framework for the reliability assessment and decision making support system was proposed in the paper, and it was applied to a practical distribution network in Guangzhou. Results show that the proposed reliability assessment is of great engineering values.

distribution network； assessment of reliability on service； decision support system； weakness mining.

2011-04-07

2011-06-20

TM711

A

1003-8930(2011)04-0153-5

王 毅(1973-)，男，工程師，主要從事配網(wǎng)運(yùn)行管理和用戶供電可靠性管理工作。Email:tdqslw@sina.com