方志輝，姜 潔，金 敏，王建軍，董 瑛，洪宇凱

（國(guó)網(wǎng)浙江岱山縣供電公司，浙江 岱山 316200）

提高海島配電網(wǎng)可靠性的探索與研究

方志輝，姜 潔，金 敏，王建軍，董 瑛，洪宇凱

（國(guó)網(wǎng)浙江岱山縣供電公司，浙江 岱山 316200）

簡(jiǎn)要介紹岱山電網(wǎng)的現(xiàn)狀，對(duì)配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)進(jìn)行了分析，并給出了常用指標(biāo)的計(jì)算公式。結(jié)合案例，提出了提高海島電網(wǎng)供電可靠性的主要措施。

偏差率；帶電作業(yè)；供電可靠性；智能配電網(wǎng)

配電網(wǎng)處于電網(wǎng)末端，是向用戶提供電能和分配電能的重要環(huán)節(jié)。供電可靠性指標(biāo)直接反映了供電系統(tǒng)的供電能力，同時(shí)也反映了地區(qū)經(jīng)濟(jì)及人民生活電能需求的滿足程度。

隨著新農(nóng)村建設(shè)的逐步完善，海島岱山的居民生活區(qū)域也逐步集中，中心城區(qū)用戶數(shù)量不斷上升，負(fù)荷密度增大，對(duì)供電可靠性要求也越來(lái)越高，建設(shè)高可靠性配電網(wǎng)已成為岱山供電公司的重要目標(biāo)之一。

1 岱山電網(wǎng)現(xiàn)狀

目前岱山電網(wǎng)內(nèi)尚無(wú)火電機(jī)組，只有1家衢山美達(dá)風(fēng)電廠，總裝機(jī)容量為40.8 MW。由于風(fēng)電出力具有不確定性、隨機(jī)性、波動(dòng)性特點(diǎn)，故主要依靠?jī)苫赝布?20 kV郎蓬2R42線和蓬洲2R48線以及1回架空和海纜混合的110 kV舟蘭1923線，由舟山本島提供電能。220 kV輸電線路距離遠(yuǎn)、跨度大，易遭雷擊，存在雙線同跳風(fēng)險(xiǎn)；110 kV海纜段易受海水腐蝕，也存在被漁船拋錨鉤斷的危險(xiǎn)。

岱山配電網(wǎng)共分配運(yùn)、東供、秀供、衢供和長(zhǎng)供5個(gè)供電區(qū)域。其中配運(yùn)和東供屬于同1個(gè)島嶼，另外3個(gè)處于其他不同島嶼。受海島地理?xiàng)l件限制，各島嶼之間10 kV配電網(wǎng)無(wú)電氣連接，無(wú)法實(shí)現(xiàn)不同島嶼之間的負(fù)荷轉(zhuǎn)供。又因歷史原因，岱山配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱、設(shè)備落后老舊，嚴(yán)重制約了高可靠性海島電網(wǎng)的建設(shè)。

“三集五大”、“大運(yùn)行”以及“地縣一體化”體系建設(shè)，給提高海島電網(wǎng)的可靠性帶來(lái)了希望，使打造堅(jiān)強(qiáng)的海島電網(wǎng)成為可能。

2 配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)分析

供電可靠性是考核供電企業(yè)電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，反映了國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)電能的需求程度，是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的指標(biāo)之一。電力企業(yè)供電可靠性管理是否到位、供電可靠性的高低，是衡量企業(yè)內(nèi)部管理水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。為了保證可靠性要求，必須對(duì)SAIFI（系統(tǒng)平均停電）、AIHC（用戶平均停電時(shí)間）、SAIDI（系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間）、月度偏差率和ASAI（平均供電可靠度）等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[1-3]，表1為2014年10月岱山供電公司原始數(shù)據(jù)，本文以這些原始數(shù)據(jù)為例，對(duì)月度偏差率和ASAI進(jìn)行分析計(jì)算。

用戶平均停電時(shí)間（AIHC）=∑每戶每次停電時(shí)間/總用戶數(shù)=∑（每次停電持續(xù)時(shí)間×每次停電用戶數(shù)）/總用戶數(shù)。

停電時(shí)戶數(shù)=∑（每次停電持續(xù)時(shí)間×每次停電用戶數(shù)）。

允許用戶平均停電時(shí)間=（1-供電可靠率）×統(tǒng)計(jì)期間時(shí)間。

表1 2014年10月的原始數(shù)據(jù)

2.1 月度偏差率

式（1）中，月度指標(biāo)實(shí)際完成值即表1中停電時(shí)戶數(shù)，為1 673.15，月度指標(biāo)預(yù)測(cè)值即預(yù)計(jì)停電時(shí)戶數(shù)，為2 500，可得月度偏差率為33.07%。雖已達(dá)到公司要求的40%，但在國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司中的排名還比較落后。今后應(yīng)從數(shù)據(jù)錄入的及時(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性和預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性方面加大力度。同時(shí)各供電區(qū)域要加大月度停電計(jì)劃的管理力度，結(jié)合停電時(shí)戶數(shù)的控制，科學(xué)、合理地安排停電計(jì)劃，提高月度偏差率。

2.2 平均供電可靠度

平均供電可靠度是主管部門對(duì)供電公司的重要考核指標(biāo)，是指統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)對(duì)用戶有效供電時(shí)間總小時(shí)數(shù)與統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)小時(shí)數(shù)之比：

由表1可知用戶平均停電時(shí)間為1.09 h，統(tǒng)計(jì)期間總時(shí)間為24×31=744 h，由式（2）可得到ASAI為99.85%。通常主管部門下達(dá)的供電可靠性指標(biāo)就是ASAI，2014年國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司下達(dá)的城網(wǎng)供電可靠性目標(biāo)值為99.963%，農(nóng)網(wǎng)供電可靠性目標(biāo)值為99.92%。故岱山供電公司的平均供電可靠性還有待進(jìn)一步提升。

3 提高配電網(wǎng)可靠性的具體措施

影響配電網(wǎng)供電可靠性的因素有多種，對(duì)不同的影響因素可采取相應(yīng)的措施。根據(jù)岱山電網(wǎng)的具體情況，提出以下幾方面的措施。

3.1 打造堅(jiān)強(qiáng)可靠的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

堅(jiān)強(qiáng)可靠的配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，是提高供電可靠性的重要手段。首先應(yīng)對(duì)岱山配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化規(guī)劃。配電網(wǎng)接線應(yīng)根據(jù)負(fù)荷水平、電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)定位、資源環(huán)境承載能力因地制宜地選取，滿足安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求，考慮抗臺(tái)風(fēng)、抗雷擊等災(zāi)害的能力，滿足N-1準(zhǔn)則要求。

要實(shí)現(xiàn)10 kV配電線路環(huán)網(wǎng)供電、開環(huán)運(yùn)行，應(yīng)不斷加大配電網(wǎng)改造力度，改善10 kV線路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，逐步實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)手拉手供電，縮小供電半徑，使供電負(fù)荷符合技術(shù)水平。近年來(lái)岱山電網(wǎng)10 kV配電網(wǎng)發(fā)展區(qū)域大量采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，僅變電站出線處設(shè)置斷路器，線路上其他節(jié)點(diǎn)（環(huán)網(wǎng)柜）采用負(fù)荷開關(guān)，并隨網(wǎng)架的逐步穩(wěn)定開始在開閉所裝設(shè)RTU（遠(yuǎn)程控制終端），為將來(lái)實(shí)施配電網(wǎng)自動(dòng)化打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過(guò)學(xué)習(xí)、創(chuàng)新，配運(yùn)中心在負(fù)荷較高城區(qū)實(shí)現(xiàn)了“三供一備”網(wǎng)架，如圖1所示。

圖1 “三供一備”網(wǎng)架

正常運(yùn)行情況下，中心箱式開關(guān)站由竹嶼變電站對(duì)江116線供電，竹嶼變電站陽(yáng)光109線、岱山變電站高亭005線和育才007線作為備供線路。任意1條線路發(fā)生故障或停電檢修時(shí)，可對(duì)該線路負(fù)荷進(jìn)行多通道轉(zhuǎn)移，從而提高城區(qū)供電的高可靠性，保證居民正常供電。例如2014年6月24日04:00—15:32，高亭005線 1號(hào)桿和45號(hào)桿架空線落地，實(shí)施騰龍箱式開閉所的投運(yùn)工作。由于高亭005線是岱山城區(qū)的主要線路，負(fù)荷較重，當(dāng)時(shí)電流達(dá)175A，此時(shí)“三供一備”網(wǎng)架就發(fā)揮了重要作用。將圖1高亭005線負(fù)荷2中由宏泰箱式開閉所進(jìn)線至末端的負(fù)荷切換至對(duì)江116線，經(jīng)計(jì)算約減少停電時(shí)戶數(shù)760（時(shí)·戶），多供電量4 502.35 kWh。

3.2 提高電網(wǎng)設(shè)備水平

隨著海島新區(qū)建設(shè)的高層化及環(huán)境美化的要求，配電網(wǎng)用電纜供電取代傳統(tǒng)的架空線供電方式已成趨勢(shì)。采用電纜供電方式的配電線路，其抵御強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、雷電、冰雪、落物甚至海水腐蝕等自然侵害的能力大大提高。以絕緣導(dǎo)線替代采用裸導(dǎo)線的架空線，不但提高了絕緣水平，同時(shí)為同一走廊多回路供電提供了便利。

老舊的一次、二次設(shè)備已無(wú)法適應(yīng)劇增的負(fù)荷要求，帶病、重載運(yùn)行，無(wú)疑是配電網(wǎng)可靠、安全運(yùn)行的潛在威脅。應(yīng)采用新設(shè)備、減少因設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題造成的停電。設(shè)備的每個(gè)元件都有一定的生命曲線，依據(jù)元件的故障率隨時(shí)間變化可分為3個(gè)時(shí)期：早期、偶然期和損耗期。早期故障率較高，但隨時(shí)間的增加，故障率迅速降低。損耗期故障率上升，主要是由機(jī)械和電氣磨損以及絕緣老化引起。為了提高元件可靠率，在運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)，延長(zhǎng)偶然期的時(shí)間，海島地區(qū)則應(yīng)從加大設(shè)備防腐力度著手。

3.3 采取帶電作業(yè)方式

3.3.1 帶電作業(yè)的作用及意義

帶電作業(yè)是提高配電網(wǎng)供電可靠性的重要手段。實(shí)踐證明：開展和發(fā)展配電網(wǎng)帶電作業(yè)，在降低設(shè)備計(jì)劃停運(yùn)率、提高供電可靠性、最大限度地縮小停電范圍、為電力用戶提供最優(yōu)質(zhì)服務(wù)等方面發(fā)揮著極其重要的作用。按照國(guó)家電網(wǎng)公司《10 kV架空配電線路帶電作業(yè)管理規(guī)范》的規(guī)定，帶電作業(yè)分為：絕緣桿作業(yè)法、絕緣手套作業(yè)法和綜合不停電作業(yè)法。

3.3.2 保證帶電作業(yè)安全的技術(shù)條件

為防止帶電作業(yè)人員受觸電的傷害，在進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)必須具備3個(gè)技術(shù)條件：

（1）流經(jīng)人體的電流不超過(guò)人體的感知水平1 mA（穩(wěn)態(tài)電流）；

（2）人體體表局部場(chǎng)強(qiáng)不超過(guò)人體的感知水平240 kV/m（2.4 kV/cm，強(qiáng)電場(chǎng)防護(hù)）；

（3）人體與帶電體（或接地體）保持規(guī)定的安全距離（空氣間隙）。

3.3.3 帶電作業(yè)提高可靠性的典型案例

2014年4月10日，10 kV岱東112線南峰水產(chǎn)支線3號(hào)桿需要進(jìn)行搭接金源水利水務(wù)投資有限公司基建變支線跌落式熔斷器上引線和更換6號(hào)桿中相絕緣子的工作。上述工作若采用停電作業(yè)就必需拉開岱東112線南峰水產(chǎn)支線1號(hào)桿的跌落式熔斷器，包括掛、拆接地線等，預(yù)計(jì)作業(yè)時(shí)間需要4 h，意味用戶將被停電4 h。由于采用帶電作業(yè)，避免了75個(gè)用戶的停電，作業(yè)時(shí)電流41 A，約減少停電300（時(shí)·戶），多供電量1 917.56 kWh。

3.4 開展智能配電網(wǎng)建設(shè)

智能配電網(wǎng)在發(fā)生異?；蚬收蠒r(shí)能迅速查出異常、快速切除和隔離故障，使配電網(wǎng)的設(shè)備故障得到有效控制，縮短故障隔離時(shí)間、縮小停電范圍，提高了搶修效率和供電可靠性。

在智能配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中，要引入信息通信、分布式電源等，綜合考慮電網(wǎng)建設(shè)、升級(jí)改造及應(yīng)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)在規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)行控制、管理維護(hù)等方面的協(xié)同優(yōu)化。對(duì)配電變壓器實(shí)現(xiàn)二遙，主要環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)三遙。在主環(huán)網(wǎng)配電箱式變壓器上安裝通信終端與故障指示儀，將信息上報(bào)給主站系統(tǒng)；在環(huán)網(wǎng)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)與環(huán)網(wǎng)柜后端開關(guān)安裝FTU（饋線終端），對(duì)線路運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)；在配電變壓器上安裝TTU（配電變壓器監(jiān)測(cè)終端），采集處理配電變壓器低壓側(cè)的各種數(shù)據(jù)，并將其上傳至主站以監(jiān)視變壓器的運(yùn)行狀況。當(dāng)主站系統(tǒng)接收到線路上報(bào)的故障信息時(shí)，及時(shí)通過(guò)主站遙控命令對(duì)開關(guān)進(jìn)行分合操作[4]。

3.5 采取科學(xué)的管理手段

實(shí)行電力可靠性管理是提高電力系統(tǒng)可靠性水平、保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的行之有效的管理模式[5，6]。

（1）加強(qiáng)工作計(jì)劃和臨時(shí)停電管理。應(yīng)嚴(yán)格控制施工停電范圍，盡量做到不因1點(diǎn)停電造成整條饋線停電。事先做好事故搶修人員及備品的準(zhǔn)備工作，盡量縮短故障排除時(shí)間，降低用戶平均故障停電持續(xù)時(shí)間。加強(qiáng)停/送電管理。檢修人員提前到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，做好開工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，等候設(shè)備停電；送電實(shí)行預(yù)匯報(bào)制度，以便操作人員及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。

（2）改變施工方式。對(duì)電網(wǎng)的新建、技改工程，停電管理是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。應(yīng)該嚴(yán)格履行停電申請(qǐng)和審批手續(xù)，對(duì)停電的薄弱環(huán)節(jié)加強(qiáng)控制，提高工作效率，減少無(wú)效作業(yè)時(shí)間，避免重復(fù)停電和超時(shí)停電現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）提高巡線質(zhì)量。實(shí)行網(wǎng)格化巡視，將巡視工作質(zhì)量檢查納入考核，加大防外力破壞工作的力度，做好安全用電、保護(hù)電力設(shè)施的宣傳工作。

（4）強(qiáng)化配電操作管理。優(yōu)化操作環(huán)節(jié)，壓縮操作時(shí)間。在保障安全的情況下，嚴(yán)格控制停電時(shí)間。

（5）提高可靠性專業(yè)人員的業(yè)務(wù)水平和工作能力。加強(qiáng)員工的理論知識(shí)和工作實(shí)踐力度，不斷提高人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和思想素質(zhì)，并定期組織業(yè)務(wù)考核。

4 結(jié)語(yǔ)

提高10 kV配電網(wǎng)供電可靠性是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況有選擇地予以實(shí)施，運(yùn)用現(xiàn)代化的技術(shù)措施和管理模式，改造現(xiàn)有電網(wǎng)存在的缺陷，使電力與經(jīng)濟(jì)發(fā)展同步，不斷滿足社會(huì)的需求。

電力企業(yè)是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的重要服務(wù)行業(yè)，要確立以客戶滿意度為工作的出發(fā)點(diǎn)，在“多供電、用好電、少停電”上狠下苦功，保證高供電可靠率。

[1]丁毓山，楊勇.農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃與改造[M].北京：中國(guó)電力出版社，2001.

[2]國(guó)能安全[2014]204號(hào).國(guó)家能源局關(guān)于印發(fā)供電企業(yè)可靠性評(píng)價(jià)實(shí)施辦法的通知[S].北京：國(guó)家能源局，2014.

[3]國(guó)家電網(wǎng)公司.用戶供電可靠性管理工作手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2011.

[4]吉利.提高城市配電網(wǎng)供電可靠性的措施分析[J].中國(guó)電業(yè)，2011（11）:58-60.

[5]李曉輝，吳彬，張來(lái)，等.提高天津中壓配網(wǎng)可靠性的建設(shè)方案效果分析[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2009，21（6）:92-97.

[6]李靜.談提高10 kV配電網(wǎng)供電可靠性的措施[J].農(nóng)村電工，2008，21（1）:22.

（本文編輯：龔 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

方志輝（1984），男，工程師，主要從事電網(wǎng)調(diào)控、運(yùn)行方式、電力電子技術(shù)、電網(wǎng)可靠率、潮流分析工作。