劉立運(yùn)，鄭 瀟，丁 磊

（鎮(zhèn)江供電分公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

0 引 言

當(dāng)前時(shí)代下，人們對(duì)于電力系統(tǒng)的要求逐漸提升。作為電力系統(tǒng)中與電源及用戶直接進(jìn)行聯(lián)系的配電系統(tǒng)，其供電可靠性水平高低也直接聯(lián)系著用戶。若是有不穩(wěn)定電流出現(xiàn)在供電過程中，將會(huì)對(duì)人們的日常生活構(gòu)成一定程度的影響。所以，要想確保電流輸出的穩(wěn)定性，就必須對(duì)配電系統(tǒng)可靠性展開研究。

1 配電自動(dòng)化技術(shù)概述

配電自動(dòng)化發(fā)展與智能電網(wǎng)之間存在密切聯(lián)系，如有故障出現(xiàn)在配電網(wǎng)中，配電自動(dòng)化系統(tǒng)可將故障單元自動(dòng)識(shí)別出來并實(shí)施隔離處理，以系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的自動(dòng)修復(fù)模塊為依據(jù)自動(dòng)處理設(shè)備線路的故障，可將故障停電范圍大幅度縮減，為電網(wǎng)供電可靠性提供有效保障[1]。配電自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控配電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，將可靠的數(shù)據(jù)支持供于配網(wǎng)線路的優(yōu)化改進(jìn)，有利于供電質(zhì)量的提升，能夠幫助供電單位實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的科學(xué)控制，并促進(jìn)供電設(shè)備利用率的提高。

十余年之前，配電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展受限于我國(guó)電網(wǎng)有關(guān)的政策因素及技術(shù)發(fā)展，一段時(shí)間內(nèi)停滯不前，未能將其應(yīng)有的促進(jìn)供電可靠性提升的作用發(fā)揮。20世紀(jì)90年代的配電自動(dòng)化及相關(guān)技術(shù)不夠成熟，配電網(wǎng)架設(shè)計(jì)欠缺合理性，計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)發(fā)展落后，這一系列技術(shù)層面的因素都對(duì)配電自動(dòng)化的發(fā)展造成了阻礙。而電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)缺乏規(guī)范性、沒有及時(shí)優(yōu)化早期配網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)等政策、管理方面的因素，同樣阻礙了配電自動(dòng)化的發(fā)展。

2 配電系統(tǒng)供電可靠性影響因素及其評(píng)估研究的必要性

就配電系統(tǒng)供電可靠性影響因素而言，主要包含如下四方面。第一，配電設(shè)備本身可靠性，如供電回路、環(huán)網(wǎng)或多電源等；設(shè)備安裝、質(zhì)量，供電容量，自動(dòng)裝置動(dòng)作正確性等；第二，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備可靠性。配電網(wǎng)供電半徑大，導(dǎo)線截面小，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，線路互代能力欠缺，一旦出現(xiàn)停電的情況，基本都一停一片或一停一線。同時(shí)，配電網(wǎng)對(duì)事故自動(dòng)處理的能力有所欠缺，耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，短時(shí)間內(nèi)很難再次供電。第三，人員自身可靠性。工作人員自身工作能力也密切關(guān)聯(lián)著供電可靠性，如工作人員的操作能力、檢測(cè)維修能力、事故處理能力及設(shè)備運(yùn)行能力等。第四，地理?xiàng)l件的限制。環(huán)境的影響亦或是自然災(zāi)害，皆會(huì)對(duì)配電系統(tǒng)可靠性造成影響。

而因配電系統(tǒng)供電會(huì)受到上述一系列因素影響，通過研究供電可靠性，可在一定程度上優(yōu)化供電的質(zhì)量，幫助電力工業(yè)改善生產(chǎn)技術(shù)及管理，達(dá)成現(xiàn)代化電力工業(yè)的目標(biāo)，并獲取更高的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也有利于城市電網(wǎng)建設(shè)及改造，使得人們逐漸對(duì)配電系統(tǒng)供電可靠性問題予以了更高的關(guān)注[2]。就其研究的必要性而言，主要包含如下4點(diǎn)。第一，電力系統(tǒng)的發(fā)展方向逐漸轉(zhuǎn)化為大容量、超高壓、大機(jī)組及遠(yuǎn)距離，不但對(duì)系統(tǒng)提出了經(jīng)濟(jì)性的要求，同時(shí)也將更高的要求帶給了系統(tǒng)的安全可靠性。第二，為了避免電力系統(tǒng)多項(xiàng)優(yōu)越性如大容量、遠(yuǎn)距離、大機(jī)組等受不利因素的限制，應(yīng)當(dāng)深入研究可靠性。第三，快速發(fā)展的國(guó)民經(jīng)濟(jì)背景下，人們?nèi)粘９ぷ髦幸央x不開自動(dòng)化辦公設(shè)備，對(duì)于電力也產(chǎn)生了更深厚的依賴。瞬時(shí)電壓下降亦或是短暫停電，皆會(huì)影響人們的生產(chǎn)生活，政府針對(duì)電力行業(yè)供電質(zhì)量及安全性，在行政及立法上也陸續(xù)提出嚴(yán)格要求。第四，國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，電力是一種重要能源，國(guó)外近年來在電力行業(yè)中引入了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，電力經(jīng)濟(jì)性與可靠性被當(dāng)作競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，各國(guó)電力公司為迎合市場(chǎng)需要，也逐漸對(duì)供電可靠性展開了研究。

3 配電自動(dòng)化條件下配電系統(tǒng)供電可靠性評(píng)估方法

3.1 解析法

該方法主要是依托可靠性模型逐一分析各個(gè)元件的故障，同時(shí)針對(duì)各元件對(duì)配電網(wǎng)線路的影響，沿用配電網(wǎng)故障處理模式展開分析，隨后計(jì)算配電網(wǎng)供電可靠性指標(biāo)。解析法主要包含狀態(tài)空間法、網(wǎng)絡(luò)等值法及故障模式影響分析法3種方法。

狀態(tài)空間法具體是指通過構(gòu)建狀態(tài)空間圖，在完成了馬爾科夫狀態(tài)方程的解析并將狀態(tài)空間轉(zhuǎn)移概率獲取后，結(jié)合轉(zhuǎn)移模式逐一解析配電網(wǎng)各狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率，同時(shí)計(jì)算平穩(wěn)概率。配電網(wǎng)處于某種狀態(tài)中的頻率計(jì)算，主要是分析出該狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間，并對(duì)配電網(wǎng)供電可靠性指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。該方法具有較高的計(jì)算精確度，然而也存在相當(dāng)繁瑣的計(jì)算過程。

網(wǎng)絡(luò)等值法是以配電網(wǎng)各分支結(jié)構(gòu)為對(duì)象，進(jìn)行供電可靠性的計(jì)算。配電網(wǎng)接線本身具有極高的復(fù)雜性，而在分支線路逐層被近似于供電可靠性的元件替換之后，能夠被最大限度簡(jiǎn)化[3]。該方法的實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)供電可靠性指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需從配電網(wǎng)最末端分支線開始，同時(shí)該分支線替換為等效元件，按照上述步驟不斷重復(fù)，直至全部分支線被等效元件完全替換，此時(shí)獲取的網(wǎng)絡(luò)最為簡(jiǎn)單。而配電網(wǎng)供電可靠性指標(biāo)在逐一綜合了各個(gè)節(jié)點(diǎn)供電可靠性之后，便可順利獲取。使用該方法時(shí)，僅需單次計(jì)算每個(gè)元件可靠性，計(jì)算效率極高。然而，該方法卻不能用于計(jì)算用戶側(cè)供電可靠性。

故障模式影響分析法具體指的是將主要元件故障發(fā)生率獲取之后，以配電網(wǎng)各元件為對(duì)象分析故障處理模式，待影響配電網(wǎng)構(gòu)成的故障逐一列出后，并在計(jì)算配電線路供電可靠性指標(biāo)時(shí)，將故障影響事件當(dāng)作關(guān)鍵性依據(jù)。該方法原理簡(jiǎn)單且相當(dāng)準(zhǔn)確，而網(wǎng)絡(luò)連接較復(fù)雜或配電網(wǎng)元件偏多的情況下，采用該方法就會(huì)大大增加計(jì)算量。

3.2 最小路法

兩節(jié)點(diǎn)間一條路指的是與任意兩節(jié)點(diǎn)連接的無向或有向弧相，移除了任意一條路中的單條弧會(huì)阻礙路的構(gòu)成，而最小路就是該條路。最小路法具體表示求取各負(fù)荷點(diǎn)最小路，在與網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況相結(jié)合的基礎(chǔ)上，將負(fù)荷點(diǎn)可靠性受非最小路上元件故障的影響折算至對(duì)應(yīng)最小路節(jié)點(diǎn)上，如此一來對(duì)應(yīng)負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)的獲取就僅需對(duì)每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)最小路上元件及節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。最小路評(píng)估方法主要是對(duì)各負(fù)荷點(diǎn)最小路進(jìn)行求取，因而系統(tǒng)元件主要由最小路及非最小路上元件兩類組成。

在處理最小路上元件時(shí)沿用的原則是：無備用電源的系統(tǒng)，一旦有故障出現(xiàn)在最小路元件上，負(fù)荷點(diǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)就會(huì)被迫終止。在計(jì)算中，需要將元件停運(yùn)率、停運(yùn)時(shí)間考慮在內(nèi)。非最小路上元件，在參照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在對(duì)應(yīng)的最小路節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)影響的折算，同時(shí)采取上述方法進(jìn)行處理。此時(shí)涉及的原則是：分支線首端如果配備了烙斷器，當(dāng)分支線上元件有故障出現(xiàn)后，烙斷器熔斷，其他支線并不會(huì)受到故障的影響；若有分段斷路器、隔離開關(guān)安置在主饋線內(nèi)，一旦有故障出現(xiàn)在元件上，迫使前段負(fù)荷點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)終止，分段斷路器或隔離開關(guān)的操作時(shí)間是停運(yùn)時(shí)間，此時(shí)后段元件檢修與前段負(fù)荷點(diǎn)停運(yùn)并無聯(lián)系存在。

3.3 遞歸算法

該方法具有與配電網(wǎng)絡(luò)樹狀基本結(jié)構(gòu)一致的特點(diǎn)，配電系統(tǒng)可靠性等效后會(huì)有形式簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)形成，遍歷過程中通過可靠性計(jì)算公式的遞歸調(diào)用，即可獲取系統(tǒng)可靠性指標(biāo)、配電系統(tǒng)負(fù)荷點(diǎn)[4]。因配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)近似于樹形結(jié)構(gòu)的緣故，該方法將配電系統(tǒng)饋線當(dāng)作樹節(jié)點(diǎn)，以樹型結(jié)構(gòu)的形式完成配電系統(tǒng)的儲(chǔ)存，在對(duì)樹后序遍歷的基礎(chǔ)上，朝著等效分支逐層等效下層饋線對(duì)上層饋線的影響，配電網(wǎng)內(nèi)包含主饋線與多條子饋線，相當(dāng)負(fù)責(zé)，將其簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單饋線連接負(fù)荷點(diǎn)，并依托可靠性計(jì)算公式展開計(jì)算，在完成了樹的前序遍歷之后，以不同層饋線為對(duì)象，逐層進(jìn)行與其相連接的負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)的計(jì)算，將上層饋線影響下層饋線負(fù)荷點(diǎn)可靠性的等效串聯(lián)元件找出，遞歸遍歷，并在獲取系統(tǒng)負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)后，最終即可將整個(gè)系統(tǒng)供電可靠性指標(biāo)求出。

4 配電系統(tǒng)供電可靠性的提升策略

配電自動(dòng)化系統(tǒng)供電可靠性不單單可以通過創(chuàng)新可靠性評(píng)估計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)提升，同時(shí)也可立足于基礎(chǔ)管理水平、技術(shù)管理水平等方面，合理評(píng)估配電自動(dòng)化系統(tǒng)供電可靠性，通過多角度全面評(píng)估供電可靠性，逐步優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行。具體而言，可通過下述策略提升配電系統(tǒng)供電可靠性。

4.1 深入分析供電可靠性故障

為促進(jìn)供電可靠性的提升，對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)展開深入分析十分必要?？煽啃苑治龅膬?nèi)容并非僅是統(tǒng)計(jì)匯總數(shù)據(jù)并報(bào)告，也包含上個(gè)月及上季度供電可靠性的情況。工作人員應(yīng)當(dāng)將存在于工作中的不足及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并以此為根據(jù)合理進(jìn)行改進(jìn)計(jì)劃與建議的制定，同時(shí)也要全面總結(jié)可靠性。為提高停電計(jì)劃的合理性，工程竣工時(shí)相應(yīng)的調(diào)整計(jì)劃必不可少。此外，供電可靠性分析內(nèi)容也將相關(guān)性指標(biāo)、故障檢修停電方案包含在內(nèi)，在此基礎(chǔ)上也需要對(duì)故障具體原因進(jìn)行分析，以便確保其指導(dǎo)性作用能夠發(fā)揮在供電過程中。

4.2 重視運(yùn)行維護(hù)管理工作

當(dāng)前，城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造已經(jīng)全面實(shí)施，供電網(wǎng)絡(luò)中的舊設(shè)備基本上都被淘汰，現(xiàn)今的設(shè)備設(shè)施已投入使用。以往的10 kV開關(guān)基本替換為真空開關(guān)，線路主開關(guān)的每個(gè)部分也被單獨(dú)開關(guān)取代，且融入了雙回路線路，大幅度消除了潛在的安全隱患[5]?，F(xiàn)今的供電設(shè)備具有良好的質(zhì)量、極高的可靠性，加之無需檢修的優(yōu)勢(shì)，可將開關(guān)設(shè)備維護(hù)、維修過程中引發(fā)的停電規(guī)避。供電可靠性管理工作開展過程，也需要嚴(yán)格、仔細(xì)地檢查區(qū)域內(nèi)設(shè)備及線路，以便將問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決，為供電可靠性提供保障。

4.3 改進(jìn)和完善停電管理制度

結(jié)合相關(guān)資料得知，電力企業(yè)計(jì)劃停電在停電類型中占據(jù)了極高的比例，因此需要對(duì)停電管理制度進(jìn)行完善、改進(jìn)，確保停電工作開展的科學(xué)性與合理性。同時(shí)，也要著重關(guān)注維護(hù)檢修工作，圍繞具體情況合理決策。例如，能帶電作業(yè)的項(xiàng)目堅(jiān)決不停電，多項(xiàng)目同時(shí)操作時(shí)單項(xiàng)目不停電。停電計(jì)劃中，要想保障合理與科學(xué)，就需要對(duì)停電時(shí)間充分利用并大幅度縮短，規(guī)避重復(fù)性停電，嚴(yán)格考核各項(xiàng)檢修指標(biāo)，以此促進(jìn)供電可靠性的提升。

5 結(jié) 論

供電可靠性能將電力工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)電能需求的滿足程度反映，同時(shí)也能將供電系統(tǒng)持續(xù)為用戶供電的能力直接反映出來。供電可靠性管理是與現(xiàn)代化電力行業(yè)特點(diǎn)相符合的一種科學(xué)化管理方法，是電力系統(tǒng)及設(shè)施的全面質(zhì)量管理，是組成電力工業(yè)現(xiàn)代化管理的關(guān)鍵性成分之一，與電力企業(yè)管理的各方各面皆有聯(lián)系，綜合體現(xiàn)了供電系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)運(yùn)行及服務(wù)等質(zhì)量管理水平。因此，評(píng)估配電系統(tǒng)供電可靠性極具意義，且必須保障評(píng)估結(jié)果的精準(zhǔn)與精確。