戴麗瑋
(國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司漳州供電公司,福建 漳州363000)
供電可靠性是指供電系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)持續(xù)供電的能力。供電可靠性是供電系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、基建、施工、設(shè)備、生產(chǎn)運(yùn)行、供電服務(wù)和管理水平的綜合體現(xiàn)。隨著城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展,人民物質(zhì)生活、文化生活水平和生活質(zhì)量的不斷提高,用戶(hù)對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越高。城市配電網(wǎng)供電可靠性提升是一項(xiàng)循序漸進(jìn)的系統(tǒng)性工程,包含規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、技術(shù)、管理等多方面內(nèi)容。
從國(guó)內(nèi)外的供電可靠性發(fā)展歷程來(lái)看,供電可靠性的發(fā)展歷程大體分為3個(gè)階段:低可靠性水平階段、快速發(fā)展階段、穩(wěn)定發(fā)展階段。其中,第一階段為可靠性起步時(shí)期,可靠性水平較低、波動(dòng)較大;第二階段供電可靠性水平快速上升,總體發(fā)展趨勢(shì)為螺旋式上升,波動(dòng)范圍較第一時(shí)期??;第三階段供電可靠性指標(biāo)比較穩(wěn)定,提升速度較為緩慢。
目前新加坡、日本、歐洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家供電可靠性已經(jīng)處于穩(wěn)定發(fā)展的高水平階段。我國(guó)城市配電網(wǎng)供電可靠性水平正處于快速發(fā)展階段,向高可靠性階段邁進(jìn)。
世界發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的供電可靠性指標(biāo)體系主要是以P2/6為代表的指標(biāo)體系,反映可靠性的主要指標(biāo)為SAIFI、SAIDI、CAIFI、CAIDI等。其中最常用的為系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)SAIDI和系統(tǒng)平均停電頻率SAIFI,其定義如下:
式中,ri為停電事件的恢復(fù)供電時(shí)間;Ni為停電事件導(dǎo)致的停電用戶(hù)數(shù);NT為計(jì)算系統(tǒng)中的用戶(hù)總數(shù)。
式(1)中SAIDI給出了單位用戶(hù)年平均停電分鐘數(shù),式中停電分鐘數(shù)的總和包括所有停電事件,所有電壓等級(jí)或選定電壓等級(jí)。
式中,Ni為停電事件導(dǎo)致的停電用戶(hù)數(shù);NT為計(jì)算系統(tǒng)中的用戶(hù)總數(shù)。
式(2)中SAIFI給出了單位用戶(hù)年平均停電次數(shù)。
我國(guó)現(xiàn)有的指標(biāo)體系主要為可靠率指標(biāo),反應(yīng)可靠性的主要指標(biāo)為SIEH、RS、AIHC、AITC、ASTC、AFTC等,采用的統(tǒng)計(jì)方法較為單一、分類(lèi)不夠細(xì)化。其中最常用的為用戶(hù)平均停電時(shí)間AIHC和用戶(hù)平均停電頻率AITC,含義如下:
用戶(hù)平均停電時(shí)間——供電用戶(hù)在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)的平均停電小時(shí)數(shù),記作AIHC-1,若不計(jì)系統(tǒng)電源不足限電時(shí),則記作AIHC-3,與系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)SAIDI含義相同。
用戶(hù)平均停電次數(shù)——供電用戶(hù)在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)的平均停電次數(shù),記作AITC-1,若不計(jì)系統(tǒng)電源不足限電時(shí),則記作AITC-3,與系統(tǒng)平均停電頻率SAIFI含義相同。
通過(guò)以上可以看出,國(guó)內(nèi)外供電可靠性指標(biāo)體系基本一致。
新加坡、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家供電可靠性處于世界一流水平。這些地區(qū)供電公司原來(lái)是國(guó)家經(jīng)營(yíng),現(xiàn)在仍然是大股東,政府對(duì)供電可靠性有很高的要求。供電公司投資成本被加入到供電成本中,由消費(fèi)者承擔(dān)。城市人口密集,單位線(xiàn)路受電量大,單位客戶(hù)受電量大,有利于降低供電成本。這些地區(qū)的大都市具備了達(dá)到極高供電可靠性的基本條件:很好的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu);主網(wǎng)保持 N-1、N-2甚至N-3;配網(wǎng)達(dá)到 N-1;基本能全電纜,受異常天氣影響小。
從電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、管理角度分析國(guó)外供電可靠性水平高的主要原因:電網(wǎng)規(guī)劃與工程建設(shè)水平高、投入大;運(yùn)行水平較高,專(zhuān)業(yè)化分工明確;配網(wǎng)信息化達(dá)到高水準(zhǔn)及可靠性。
我國(guó)電力建設(shè)中長(zhǎng)期存在“重發(fā)、輕供、不管用”的傾向,配電網(wǎng)投資在整個(gè)電力投資的比例遠(yuǎn)低于國(guó)際平均水平,對(duì)配電網(wǎng)的規(guī)劃、建設(shè)、管理等方面重視不夠研究不多,使得配電網(wǎng)成為電網(wǎng)中最薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié),配電網(wǎng)可靠性成為我國(guó)供電可靠性方面的短板。
當(dāng)前,隨著我國(guó)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快,分布式電源、微電網(wǎng)、智能用電、電動(dòng)汽車(chē)等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,配電網(wǎng)負(fù)荷快速增長(zhǎng),其功能和形態(tài)也在發(fā)生顯著變化。這不僅對(duì)供電安全性、可靠性、適應(yīng)性的要求越來(lái)越高,也對(duì)配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、接入管理、運(yùn)行檢修、安全協(xié)調(diào)控制等也提出了更高的要求。
2013年9月6日,國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見(jiàn)》提出,將配電網(wǎng)發(fā)展納入城鄉(xiāng)整體規(guī)劃,進(jìn)一步加強(qiáng)城市配電網(wǎng)建設(shè),實(shí)現(xiàn)各電壓等級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展。
在電網(wǎng)建設(shè)完善的過(guò)程中需要大量的投資及建設(shè)改造工程,這就勢(shì)必要帶來(lái)大量的預(yù)安排停電,在此階段提升管理水平,可靠性提升效果將會(huì)非常明顯。管理水平的提升是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程,有一個(gè)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、改善提高、穩(wěn)定固化的過(guò)程,因此,需及早實(shí)施管理措施。管理措施具有成本低、效果好、提升空間大的特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)零投資高回報(bào)的可靠性收益。綜上,管理提升是可靠性快速提升階段的首選。
快速發(fā)展階段的可靠性提升策略:(1)夯實(shí)電網(wǎng)基礎(chǔ):完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu),提高設(shè)備水平,提升電網(wǎng)備供裕度。(2)管、建兼顧,管理為重:在夯實(shí)電網(wǎng)基礎(chǔ)的同時(shí),特別注意管理水平的提升。(3)變被動(dòng)管理為主動(dòng)管理,預(yù)防為主:轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的以被動(dòng)搶修管理為主的配網(wǎng)管理模式,通過(guò)配合智能設(shè)備、信息化系統(tǒng)的應(yīng)用,主動(dòng)分析配網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài),評(píng)估電網(wǎng)的運(yùn)行水平,及早發(fā)現(xiàn)安全隱患,預(yù)防故障發(fā)生。(4)開(kāi)展用戶(hù)不停電作業(yè)、狀態(tài)檢修、合環(huán)轉(zhuǎn)供電試點(diǎn)。
供電可靠性穩(wěn)定發(fā)展階段特點(diǎn):供電可靠性波動(dòng)較小、提升幅度減小、單位提升投資大。經(jīng)歷供電可靠性水平的快速發(fā)展階段,電網(wǎng)的基礎(chǔ)建設(shè)基本完成,管理也經(jīng)歷了總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、改善提高的過(guò)程。
隨著電網(wǎng)的完善,管理水平的逐漸成熟,電網(wǎng)趨于固化、管理趨于固化,電網(wǎng)技術(shù)、管理提升空間逐漸減小,此階段繼續(xù)提升可靠性需要依靠可靠性新技術(shù),全面推廣不停電作業(yè)、狀態(tài)檢修,提升電網(wǎng)的信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化水平。
穩(wěn)定發(fā)展階段的可靠性提升策略:(1)電網(wǎng)固化、管理常態(tài)化:進(jìn)一步完善電網(wǎng)技術(shù)、管理水平,達(dá)到各項(xiàng)技術(shù)目標(biāo)后,最終實(shí)施電網(wǎng)固化、管理常態(tài)化。(2)嚴(yán)格落實(shí)供電安全標(biāo)準(zhǔn)。(3)全面推廣不停電作業(yè)和狀態(tài)檢修:運(yùn)用可靠性新技術(shù)最大限度降低預(yù)安排停電影響。(4)提高電網(wǎng)自動(dòng)化、互動(dòng)化、信息化水平:實(shí)施配電自動(dòng)化,建立站所物聯(lián)及電纜物聯(lián),提高自動(dòng)化、互動(dòng)化、信息化水平。
通過(guò)上述分析可以看出,和世界發(fā)達(dá)城市供電可靠性水平相比,我國(guó)城市配電網(wǎng)供電可靠性水平差距顯著。目前我國(guó)城市配電網(wǎng)供電可靠性水平正處于快速發(fā)展階段,并向高可靠性階段邁進(jìn)。為縮小差距,提高我國(guó)城市配電網(wǎng)供電可靠性水平,本文提出了一些提升城市配電網(wǎng)供電可靠性的參考策略。此外,配電網(wǎng)供電可靠性的提升意味著巨額的投資,在提升過(guò)程中應(yīng)尋求供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性的平衡,而不是一味地追求高可靠性。
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