陳 雪，羅毅初，葉琳浩，魏長春

（1.廣東電網有限責任公司佛山供電局，佛山528000；2.廣州穗華能源科技有限公司，廣州510530）

供電可靠性指標自動化計算與應用研究

陳 雪1，羅毅初1，葉琳浩1，魏長春2

（1.廣東電網有限責任公司佛山供電局，佛山528000；2.廣州穗華能源科技有限公司，廣州510530）

供電可靠性統(tǒng)計往往需人工填報停電運行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的及時性、準確性受人為因素影響大，且統(tǒng)計滯后時間長，供電可靠性未能密切指導配電網的生產運行。基于計量自動化系統(tǒng)提供中壓用戶停電信息，研究了自動提取用戶停電時間、統(tǒng)計計算流程簡化、人工干預少的供電可靠性統(tǒng)計，其指標數(shù)據(jù)能及時反映電力系統(tǒng)對用戶的供電能力。從考核、分析和技術層面分析了供電可靠性理論在供電企業(yè)的應用現(xiàn)狀，通過案例對比了供電可靠性技術應用的典型方式。

供電可靠性；自動化計算；統(tǒng)計指標

引言

可靠性是指部件、元件、產品或系統(tǒng)在規(guī)定的環(huán)境下、規(guī)定的時間內、規(guī)定條件下無故障地完成其規(guī)定功能的概率度。供電可靠性是指供電系統(tǒng)持續(xù)供電的能力，其反映的是電力工業(yè)對國民經濟電能需求的滿足程度，已經成為衡量一個國家經濟發(fā)達程度的標準之一[1]。我國開展研究供電可靠性在電力系統(tǒng)中應用，在可靠性理論和技術研究取得了許多重要成果。據(jù)2008年統(tǒng)計，我國上海等很多城市地區(qū)供電可靠率達到了3個9（即99.9%）以上，用戶年平均停電時間小于3.5h；重要城市中心地區(qū)達到了4個9（即99.99%）以上，用戶年平均停電時間小于53min[2]?？梢姡╇娍煽啃韵嚓P理論和技術在電力企業(yè)生產管理過程中的重要作用，供電企業(yè)越來越重視供電可靠性指導生產運行[3]。目前，供電可靠性的研究和應用大部分都是基于供電企業(yè)所積累的歷史數(shù)據(jù)，主要滿足指標考核要求[4]，沒有充分利用歷史數(shù)據(jù)所包含的信息來促進電力生產管理的改善，缺乏對指標的有力監(jiān)控，不能實時的反映指標變動和管理實施的效果，沒有發(fā)揮可靠性及時指導電力生產的重要作用。

1 供電可靠性理論的應用情況

目前國內外各地區(qū)和各城市之間的可靠性管理水平有較大差距，而且絕大部分供電企業(yè)主要集中在考核層面與分析層面。按照應用可靠性理論的程度不同，將其分為考核層面、分析層面和技術應用層面。

1.1 考核層面應用

為了分析對用戶持續(xù)供電的能力和配電系統(tǒng)中各種設備的特性和功能，以及設備對系統(tǒng)供電能力的影響等，對配電系統(tǒng)的供電可靠性需要建立一套比較完善的指標體系。我國現(xiàn)行的考核體系是以2003年發(fā)布的《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評價規(guī)程》為國家標準的[5]。供電企業(yè)則根據(jù)該規(guī)程的要求，利用國家統(tǒng)一要求實施的供電可靠性綜合信息管理系統(tǒng)輸出可靠性統(tǒng)計報表并進行初步比較分析，上級單位則主要依據(jù)該指標進行考核評價。

評估配電網供電可靠性的指標包括電力用戶點指標和配電網系統(tǒng)指標，主要有用戶平均停電持續(xù)時間指標（CAIDI）、用戶平均停電頻率指標 （CAIFI）、系統(tǒng)平均停電頻率指標（SAIFI）、系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間指標SAIDI、系統(tǒng)平均供電可用率指標（ASAI）。從負荷側統(tǒng)計有如下統(tǒng)計計算公式。其中s表示統(tǒng)計對象集合，λs表示負荷點的平均停運率，Us表示負荷點的年平均停運時間，rs表示負荷點的平均停運持續(xù)時間。λi為元件的故障率，ri為元件的平均故障修復時間。

結合負荷點的用戶數(shù)Ni，整個配電系統(tǒng)的供電可靠性指標可由上述各負荷點的可靠性指標求得。而設備可靠性方面的指標（如故障率等）主要是通過直接的統(tǒng)計匯總獲取，其反映的是設備自身的可靠性，是可靠性評估計算的基礎數(shù)據(jù)。

通過對系統(tǒng)的停電數(shù)據(jù)的統(tǒng)計計算來求取供電可靠性指標，通過統(tǒng)計匯總獲得供電設備的可靠性指標，目的是為了滿足對系統(tǒng)的可靠性水平的評估考核，對于可靠性理論的應用也只停留在考核需要的層面。

1.2 分析層面應用

一般在供電企業(yè)按照要求，在積累了足夠的可靠性相關資料后就會采取對信息的分析整理，嘗試著得出一些結論[6]。通常供電企業(yè)對所管轄的電網進行可靠性評估分析時，會從以下幾個方面得出關于管轄電網的可靠性現(xiàn)狀的認識：①網絡結構方面，如網絡的結構型式是否合理；②設備方面，如設設備老化程度及更新情況；③運行維護和管理方面，如計劃停電安排的合理性；④環(huán)境方面，如地理條件；⑤負荷及上、下級網絡方面，如負荷高低及分布情況等。

通過對歷史運行數(shù)據(jù)的以及可靠性數(shù)據(jù)的分析認清系統(tǒng)現(xiàn)狀，找出系統(tǒng)的薄弱點。運用可靠性相關理論對可靠性指標信息進行發(fā)掘，盡量改善或避開限制供電可靠性指標提高的因素，從而促進電力生產企業(yè)提高電力生產管理水平。

1.3 技術層面高級應用

供電可靠性理論的應用在電力生產管理中的特殊作用要求其不僅要具有反映客觀情況的能力，更要能夠在實際的情況中起到輔助決策的作用。其技術應用主要有以下方面：①運用可靠性理論對配電系統(tǒng)（包括網絡結構、設計、安裝和運行管理）進行可靠性分析、評價；②進行預想故障分析等；③給出提高可靠性的措施；④進行故障分析；⑤開展可靠性指標預測；⑥確定最佳（合理）的檢修方式和更換周期；⑦進行運行方式的可靠性定量評價；⑧目標管理等。

國內大部分供電企業(yè)集中在考核層面和分析層面開展可靠性統(tǒng)計與管理工作，但從技術應用層面看，可靠性理論的技術應用對提高供電企業(yè)生產技術和與管理水平，具有更深層次的作用，因為可靠性的基礎數(shù)據(jù)越真實、自動化程度越高，促進作用就越大。

2 供電可靠性指標自動化計算與實現(xiàn)

為實現(xiàn)可靠性基礎數(shù)據(jù)的自動提取、指標的實時自動計算，并基于自動化計算結果對指標進行展示與預測，結合目前國內供電企業(yè)信息系統(tǒng)建設現(xiàn)狀，給出可行的系統(tǒng)技術方案。

可靠性的自動化統(tǒng)計最關心的停電時間數(shù)據(jù)，在現(xiàn)有的計量自動化系統(tǒng)中能夠獲取，這為可靠性的自動化計算提供了技術可能。GIS系統(tǒng)能夠提供配網的饋線與配變基礎數(shù)據(jù)，可作為可靠性統(tǒng)計的中壓用戶的基礎數(shù)據(jù)。而生產MIS系統(tǒng)則可作為可靠性高級應用功能（如停電計劃優(yōu)化）提供數(shù)據(jù)來源[7]。通過接口程序抽取分散于各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，接口程序直接面對數(shù)據(jù)庫，只需要在現(xiàn)有系統(tǒng)上增加讀數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)功能。系統(tǒng)的網絡拓撲如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)網絡拓撲

在可靠性基礎數(shù)據(jù)的自動提取、可靠性指標的自動化計算基礎上，再開展可靠性指標的動態(tài)預控管理，實現(xiàn)指標的動態(tài)評估等高級應用功能。設計的系統(tǒng)特點有：①在線自動化提取可靠性指標計算的相關數(shù)據(jù)。突破了目前可靠性統(tǒng)計數(shù)據(jù)人工錄入、統(tǒng)計周期長的事后月度統(tǒng)計模式，保證了數(shù)據(jù)的及時性和準確性。②采用數(shù)據(jù)抽取技術[8]，通過接口程序自動從相關系統(tǒng)中獲取可靠性自動化計算所需的數(shù)據(jù)。③系統(tǒng)設計引入模塊概念，該自動化計算模塊在功能上具有獨立性。即使沒有達到可靠性技術應用的更高層面，對可靠性基礎數(shù)據(jù)的自動提取及對可靠性指標的實時計算，仍具有重要的實際應用價值。

3 結論

對可靠性理論在供電企業(yè)中的應用進行分析，并對可靠性技術應用水平較高的典型系統(tǒng)進行了剖析，提出了基于配電變壓器監(jiān)測終端的計量自動化系統(tǒng)的供電可靠性指標自動化計算與應用系統(tǒng)，保證獲取停電運行數(shù)據(jù)的準確性、及時性和完整性，及時客觀反映實際線路和用戶的運行狀況，統(tǒng)計結果減少人工干預，實現(xiàn)了供電可靠性基礎數(shù)據(jù)自動提取、指標自動化計算和指標展示的管理功能。該技術方案基于Web方式在廣東某供電局進行了系統(tǒng)建設和試運行。

系統(tǒng)基于自動化計算數(shù)據(jù)以全新的模式實現(xiàn)可靠性指標的及時展示管理，是一種基于自動化計算指標的動態(tài)管理，還可進一步實現(xiàn)動態(tài)可靠性預測評估，極大降低手工錄入實際停電時間的滯后性和工作量，及時反映電力系統(tǒng)對用戶的供電能力、供電企業(yè)對用戶電能需求的滿足程度，對于提高供電企業(yè)的可靠性技術管理水平具有重要意義。

科技項目：廣東電網有限責任公司科技項目（GDKJ00000043）。

[1]國家電網公司組編.供電可靠性管理實用技術[M].中國電力出版社，2008.

[2]2008年電力安全監(jiān)管報告和電力可靠性指標發(fā)布會在京召開[J].中國電力，2009（06）.

[3]酈 敏，高 山，錢朝陽，何云良，楊長英.電力可靠性預控管理系統(tǒng)的開發(fā)與應用[J].中國電力，2004（11）.

[4]周小波，宗 明.高速發(fā)展中的配電網管理實踐[J].供用電，2007（02）.

[5]《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評價規(guī)程》.《中華人民共和國電力行業(yè)標準》（DL/T836－2003），中華人民共和國國家經濟貿易委員會發(fā)布.

[6]劉松喜，劉金長，王永開.供電可靠性管理信息系統(tǒng)（網絡版）在配電GIS中的應用研究，2006（03）.

[7]張 斌，王俏文.生產管理信息系統(tǒng)的設計思想和技術策略[J].電力系統(tǒng)自動化，2000（14）.

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[9]孫元章，劉海濤，程 林，王 鵬.運行可靠性在線短期評估方案[J].電力系統(tǒng)自動化，2008（03）.

TM732

A

2095-2066（2016）24-0099-02

2016-8-3

陳 雪（1989-），女，吉林長春人，工程師，工學學士，主要從事電網規(guī)劃相關工作。

羅毅初（1979-），男，廣東佛山人，高級工程師，工程碩士，主要從事電網規(guī)劃與電力系統(tǒng)分析工作。

葉琳浩（1983-），男，廣東廣州人，工程師，工學碩士，主要從事電網規(guī)劃與電力系統(tǒng)分析工作。

魏長春（1983-），男，江西奉新人，工程師，工學學士，主要從事電力設備監(jiān)測與控制研究工作。