強化配網(wǎng)管理促供電可靠性提高

摘要：配電網(wǎng)直接面向用戶，是保證供電質(zhì)量、提高電網(wǎng)運行效率、創(chuàng)新用戶服務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來，由于對配電網(wǎng)重視不夠、投資不足，導(dǎo)致配電網(wǎng)發(fā)展落后，供電可靠性不高。詳細分析了目前配電網(wǎng)存在的主要問題，并針對弊端提出了可行性解決方案，主要是通過優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、提高設(shè)備水平、提高人員素質(zhì)和加強配網(wǎng)管理等方法。在實際工作中，這些方法已經(jīng)逐步投入使用，并取得了好的效果，對提高配電網(wǎng)可靠性有重大作用。最后簡單介紹了配網(wǎng)自動化，提出智能配電網(wǎng)是今后發(fā)展的方向。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；供電可靠性；解決方案；智能電網(wǎng)

作者簡介：魏智博（1981-），男，河北保定人，天津市電力公司濱海供電分公司，工程師。（天津 300450）；劉博（1982-），男，北京人，北京市電力公司順義供電公司，工程師。（北京101300）

中圖分類號：F272#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻標識碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號：1007-0079（2012）06-0131-03

配電網(wǎng)，特別是城市電網(wǎng)，集中了大量的重要負荷，涉及國家的經(jīng)濟發(fā)展、政治穩(wěn)定。但是，目前配電網(wǎng)存在網(wǎng)架薄弱、設(shè)備老舊、自然災(zāi)害或外部破壞嚴重、運行人員素質(zhì)不高、相關(guān)技術(shù)標準和規(guī)范不完善、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理欠缺等問題，對電網(wǎng)的影響較為重大。一旦發(fā)生故障，往往造成整個系統(tǒng)對用戶的供電中斷，直到配電系統(tǒng)的故障被排除或修復(fù)，才能恢復(fù)對用戶的供電。

我國配電網(wǎng)投資相對不足，自動化、智能化水平明顯地滯后于發(fā)電、輸電，配電網(wǎng)已成為制約供電質(zhì)量與運行效率提高的瓶頸，主要表現(xiàn)在：配電可靠性未得到足夠重視，與國際先進水平相比還有一定的差距；據(jù)一些供電企業(yè)統(tǒng)計，用戶停電約95%以上源于配電網(wǎng)[1]；配電網(wǎng)的落后導(dǎo)致電能質(zhì)量惡化、線路損耗增加；線路平均負荷率低于世界先進水平，因此必須加強對配電網(wǎng)的管理，以提高供電可靠性以適應(yīng)電力發(fā)展的需求[2-3]。

本文將制約配電網(wǎng)發(fā)展、影響供電可靠性的主要因素進行了總結(jié)，概括為配電網(wǎng)本身問題、外界環(huán)境問題、人員素質(zhì)問題、管理缺陷問題等，然后結(jié)合實際工作中成熟的經(jīng)驗提出了相應(yīng)的應(yīng)對措施，最后對配網(wǎng)自動化及智能配電網(wǎng)做了簡單論述。

一、供電可靠性指標

供電可靠性指標是供電企業(yè)對自身向用戶提供電力的供電能力的體現(xiàn)，也可以反映社會各界對電力企業(yè)供電能力的滿意程度，同時也是電力系統(tǒng)從電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計、設(shè)備制造和安裝，直至生產(chǎn)、運行、營銷、管理等各方面的質(zhì)量和水平的綜合體現(xiàn)。

供電可靠性一般利用供電可靠率進行考核。供電可靠率是指在統(tǒng)計時間內(nèi)，對用戶有效供電時間總小時數(shù)與統(tǒng)計期間小時數(shù)的比值，記做RS-1[4]。

RS-1=（1-用戶平均停電時間/統(tǒng)計期間時間）×100%

用戶平均停電時間是指用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均停電小時數(shù)，記作AIHC-1。

由公式可以看出，要提高供電可靠率就要盡可能縮短用戶平均停電時間，而降低用戶平均停電時間途徑有：減少停電次數(shù)、縮短每次停電時間、縮小每次停電范圍。

二、影響配電網(wǎng)供電可靠性的因素

1.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

配電線路分為架空線、電纜或混合結(jié)構(gòu)，由于配電線路是隨著電力用戶的增多而不斷發(fā)展的，而且前期一般沒有總體規(guī)劃，所以最終造成供電區(qū)域錯綜復(fù)雜、接線方式多種多樣。單輻射線路和聯(lián)絡(luò)不合理的線路大量存在，不能完全達到N-1要求，尤其是手拉手比例遠遠不夠，當故障發(fā)生后，不能有效的轉(zhuǎn)移負荷。由于配電線路交錯重疊，導(dǎo)致部分線路間聯(lián)絡(luò)復(fù)雜、冗余，不利于運行管理及維護。受各種因素的影響，部分線路存在供電半徑長、在裝容量大、負載率高的現(xiàn)象，這不僅造成線路末端電壓降低，而且不利于故障時線路反帶。另外，架空線路中缺少干線分段開關(guān)及分支開關(guān)，當線路故障或者計劃停電時，停電范圍擴大，不能有效地縮小停電范圍，進而影響了對其他用戶的供電。

2.線路設(shè)備裝備水平

對于架空線路來說，最為薄弱的環(huán)節(jié)就是裸導(dǎo)線，這是導(dǎo)致線路故障的一個重要因素，尤其是每年3月-5月份鳥類筑巢活躍時期，故障最為突出；部分線路導(dǎo)線截面偏小，從而影響供電能力和供電質(zhì)量；另外，老式開關(guān)、箱變、環(huán)網(wǎng)箱、高損變壓器等設(shè)備的大量存在，不僅對維護設(shè)備帶來困難，而且也影響線路安全運行；故障尋址器能及時反映線路運行情況，對查尋故障作用巨大，但是由于設(shè)備本身或電池得不到及時更換，經(jīng)常在故障發(fā)生后不能正確的反應(yīng)線路情況，延誤查找故障的時間，影響恢復(fù)送電時間。

3.運行管理及維護

由于配網(wǎng)工作多而雜，包括配網(wǎng)改造、大修技改、業(yè)擴工程和日常檢修工作等，如果不能做到很好的協(xié)調(diào)各部門工作、合理安排停電計劃，不僅造成重復(fù)停電，還會擴大停電范圍，這都直接影響供電可靠性。配網(wǎng)設(shè)備較多，同一種設(shè)備或許來自不同的廠家，由于運行人員得不到相關(guān)培訓(xùn)，不熟悉設(shè)備的操作及工作原理，這給今后的維護和處理故障埋下隱患。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，配電線路越來越多，運行人員得不到及時補充且整體技能水平不高、運行經(jīng)驗不足、責(zé)任心不強，這導(dǎo)致了巡線周期加長、巡視不到位、消除缺陷不及時、基礎(chǔ)資料不全、不能正確評估設(shè)備運行狀態(tài)。

4.線路故障

線路故障一般分為外力故障和設(shè)備本身故障。

外力故障主要有：

（1）電纜被刨。由于大型施工機械的廣泛應(yīng)用，且在沒有辦理路由手續(xù)的前提下違規(guī)施工，導(dǎo)致經(jīng)常發(fā)生電纜被刨事故。

（2）汽車撞桿、碰線。施工車輛增多，路邊桿缺少反光標記、防護樁，導(dǎo)致頻繁被撞，尤其夜間，過路線也經(jīng)常被掛斷。

（3）雷擊。由于缺少防雷金具、絕緣水平低，雷雨天氣時，部分設(shè)備經(jīng)常遭受雷擊。

（4）鳥害。由于裸導(dǎo)線路的存在，鳥害造成的故障占較大比例。

（5）樹害、異物短路。多發(fā)生在絕緣水平低、保護距離不夠的線段。

設(shè)備本身故障主要有變壓器故障、瓷瓶閃絡(luò)放電、跌落式熔斷器故障等。設(shè)備故障發(fā)生的原因主要有設(shè)備本身問題，還有巡視不到位，對設(shè)備清掃、測溫等工作不到位。

各類故障一旦發(fā)生將造成線路掉閘，嚴重影響安全運行。由于自動化水平低、人員素質(zhì)有限，故障發(fā)生后，查找故障速度慢、處理故障不及時和排除故障時間長等，最終導(dǎo)致恢復(fù)供電速度慢，造成供電可靠率下降。

5.用戶設(shè)備

運行維護分界點以下為用戶資產(chǎn)，用戶產(chǎn)權(quán)設(shè)施普遍存在無人管理、配電站防護措施不完善、電纜溝坍塌積水、架空線路使用裸線等問題，仍然運行著一部分老舊電力設(shè)備，一方面，這些老舊設(shè)備相對現(xiàn)行的運行要求，技術(shù)標準偏低，另一方面，這些運行已久的設(shè)備，其內(nèi)部絕緣、瓷瓶老化嚴重，經(jīng)高溫或風(fēng)吹雨淋后易發(fā)生故障，而且發(fā)生故障后搶修困難、修復(fù)期長。部分客戶在銷戶時，為了節(jié)省拆除的費用或者為了躲避電費，就利用線路停電機會，直接將變壓器等設(shè)備拆除，而留下高壓T接線，懸掛在空中，帶來極大的安全隱患，在不符合帶電作業(yè)條件情況下，只能按事故處理程序停電處理。另外，目前大部分用戶采用高壓刀閘作為運行維護分界點，當用戶原因發(fā)生故障時，高壓刀閘不能自動隔離故障，直接造成站內(nèi)線路掉閘。

三、提高配網(wǎng)供電可靠性的應(yīng)對措施

1.優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高設(shè)備裝備水平

（1）梳理配網(wǎng)線路，實行分區(qū)分片供電，避免交叉重疊供電，優(yōu)化供電方式，實現(xiàn)“手拉手”環(huán)網(wǎng)供電，適當發(fā)展線路間聯(lián)絡(luò)，有條件時滿足檢修狀態(tài)下N-1安全準則，無聯(lián)絡(luò)配電線路的電纜采用雙電纜互為備用。

（2）線路供電半徑要適中，實現(xiàn)A類供電區(qū)域10kV線路供電半徑不應(yīng)大于2公里，B類供電區(qū)域不宜大于5公里，C類供電區(qū)域不宜大于10公里，0.4kV線路供電半徑在A、B類供電區(qū)域不宜大于200m，C類供電區(qū)域不宜大于400m[5]。

（3）增加10kV出線以降低每條線路的用電負荷，使供電負荷基本合理，提高故障時轉(zhuǎn)移其它線路負荷的能力。

（4）利用配網(wǎng)改造、大修技改等機會，提高架空線路絕緣化水平、更新和改造陳舊、性能差、事故率高和高耗能的電網(wǎng)設(shè)備，提高設(shè)備健康水平，增強抵抗外力破壞及自然災(zāi)害的能力。

（5）在主干線路上加裝分段開關(guān)，控制每段的用戶數(shù)，A、B類供電區(qū)域配電網(wǎng)發(fā)展為5戶一個分段點，C類供電區(qū)域配電線路根據(jù)要求可減少分段點，但不宜大于10戶一個分段點，縮小檢修作業(yè)區(qū)的停電范圍，有效改善配電網(wǎng)調(diào)度靈活性和供電可靠性；在分支線路上加裝大分支斷路器，當分支線路出現(xiàn)故障時，可以快速隔離，不影響主干線路，實現(xiàn)縮小故障范圍，減少停電面積和停電時間。

（6）為了縮短架空線路發(fā)生故障后尋找故障區(qū)段的時間，宜在線路分段開關(guān)處和線路分支處裝設(shè)故障尋址器，當故障后，可以根據(jù)尋址器的變化來判斷故障位置，有利于縮短查找故障的時間。

2.加強配電線路運行管理工作

（1）加強指標管理。層層分解指標，落實責(zé)任，將公司分配到部門的指標落實到個人。根據(jù)指標完成情況對專工、班組、個人層層考核，獎懲分明，從而調(diào)度員工的工作積極性。

（2）加強綜合停電計劃管理。避免重復(fù)停電，在制訂停電計劃時，要將預(yù)檢、大修等作業(yè)計劃好。在檢修管理工作中將可靠性管理與生產(chǎn)計劃管理緊密結(jié)合，安排每項檢修時，各單位配合工作，合理高效利用停電時間，要盡可能的考慮轉(zhuǎn)供電，以保證用戶正常用電，最大限度地減少重復(fù)停電和非故障停電次數(shù)，縮短停電時間，提高工作效率。

（3）加強配電人員的自身素質(zhì)建設(shè)。加強業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提高綜合素質(zhì)，杜絕各種可能的人為誤操作，嚴格按照規(guī)定對電氣設(shè)備、電力線路進行巡視、維護，建立詳細巡視記錄，對發(fā)現(xiàn)的問題及時處理，并根據(jù)季節(jié)性特點做好預(yù)防工作，有針對性地開展特巡、夜巡，減少事故隱患，消除事故萌芽，確保配電設(shè)備、配電線路的正常運行。

（4）積極開展帶電作業(yè)。加大配電線路的帶電作業(yè)力度。配電線路技改、大修工程或配電線路發(fā)現(xiàn)缺陷時，如具備帶電作業(yè)條件，均應(yīng)采用帶電作業(yè)方式進行處理，以有效地減少線路停電時間[6]。

（5）堅持推行狀態(tài)檢修。狀態(tài)檢修是建立在對設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)測，充分掌握系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備健康狀態(tài)的基礎(chǔ)上，對設(shè)備進行主動維修的一種設(shè)備維修體制，其目的在于由于維修引起設(shè)備停運，造成人力物力的投入，同時又能保障電力供應(yīng)的可靠性。另外，要加強基礎(chǔ)資料的積累和完善，建立配電設(shè)備臺賬，詳細記錄所有配電設(shè)備的運行情況，為編制運行方式、檢修計劃和制定有關(guān)生產(chǎn)管理措施提供詳實、準確的決策依據(jù)，同時也為電網(wǎng)可靠性評估提供計算依據(jù)[7]。

（6）充分應(yīng)用配電GIS系統(tǒng)。中、低壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備種類和數(shù)量龐大，運行方式和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)多變，利用GIS技術(shù)實現(xiàn)配電網(wǎng)的管理，利用其拓撲分析功能，可迅速提出供電方案，顯示報警畫面、故障停電區(qū)域，提出故障處理方案等，對供電企業(yè)提高社會、經(jīng)濟效益都有十分重要的意義。

3.降低故障率、減少故障查找及處理時間

（1）防止設(shè)備本身故障。對配電變壓器、配電線路上的絕緣子、避雷器等設(shè)備，定期進行試驗、檢查，及時處理設(shè)備缺陷，提高運行水平。對于柱上油開關(guān)、高耗能配變等，早期投運的老舊設(shè)備，逐步淘汰。

（2）防止外力故障。

1）通過散發(fā)宣傳單、張貼宣傳畫等形式，對廣大群眾進行護線宣傳和電力知識教育，在宣傳教育的基礎(chǔ)上，通過執(zhí)法系統(tǒng)加大外力破壞特別是盜竊者的打擊力度。

2）為杜絕或減少車輛碰撞桿塔事故，可以在交通道路的桿塔上涂上醒目的反光漆，在拉線上加套反光標志管，以引起車輛駕駛員的注意，對遭受過碰撞的桿塔，可設(shè)置防撞混凝土墩，并刷上反光漆。

3）健全線路桿塔、埋地電纜警告牌、標志牌等，由于電纜化水平逐年提高，運行人員不但要掌握電纜線路走向，還要在其走向上設(shè)置標識，防止被機械挖斷。

4）加強對配電線路的巡視，及時清理危及線路安全運行的樹木、垃圾，針對違章建筑進行解釋、勸阻、下發(fā)隱患通知書，并抄送市政府安全部門備案，以明確責(zé)任。

5）對于防鳥害等季節(jié)性強的工作，在特定季節(jié)加派人手，有針對性地進行巡視，以及時消除故障。

6）設(shè)立專門的護線組，專門整治外力事故，通過定點盯防、對事故多發(fā)地不間斷巡視等方式，將外力事故率降到最低。

7）中心點接地和配套技術(shù)的應(yīng)用。隨著光纜廣泛應(yīng)用，對地容性電流越來越高，中性點運行方式的改變和配套技術(shù)的應(yīng)用，是改善系統(tǒng)過電壓對設(shè)備的危害、減少絕緣設(shè)備破壞造成的事故，增強饋線自動化對單相接地故障的判別能力的重要手段。

（3）增強事故查找及事故處理能力。

1）簽訂管理責(zé)任書，做到故障原因未查到不放過，故障不徹底排除不放過，把線路跳閘次數(shù)、跳閘停電時間與責(zé)任單位、責(zé)任人的經(jīng)濟效益相掛鉤考核。

2）在變電所裝設(shè)小電流接地選線裝置，在線路上安裝故障指示器，縮短故障查尋時間。

3）熟悉管轄內(nèi)所有配電線路及設(shè)備運行情況，以減少故障巡視的時間。

4）積極進行職工技術(shù)素質(zhì)培訓(xùn)，提高職工進行事故處理的水平。

5）事先做好事故搶修人員及備品的準備工作，合理配備事故搶修人員、車輛備品，盡量縮短排除故障時間，降低用戶平均故障停電時間。

4.加強治理用戶設(shè)備

對用戶設(shè)備的管理不能放松，指導(dǎo)用戶進行安全用電，向用戶推薦電力新技術(shù)、新設(shè)備，建議其線路絕緣化、更換老舊設(shè)備，以提高線路健康水平。在分界點處加裝故障快速隔離開關(guān)，當用戶資產(chǎn)發(fā)生故障時，能迅速隔離，不影響公共線路，從而提高線路可靠性水平。對存在重大設(shè)備缺陷的用戶要及時下發(fā)通知書，闡述設(shè)備故障對自身帶來的危害，并簽發(fā)安全協(xié)議，建議其立即整改，盡力減少因用戶原因造成的系統(tǒng)故障。及時發(fā)現(xiàn)用戶用電安全隱患，及時予以消除，杜絕因用戶設(shè)備問題造成線路跳閘，影響其他用戶的供電。

四、配電網(wǎng)發(fā)展趨勢

我國配電網(wǎng)的自動化、智能化程度以及自愈和優(yōu)化運行能力遠低于輸電網(wǎng)。因而配電網(wǎng)急需解決以下問題：配電網(wǎng)運行優(yōu)化和自愈控制問題；大量分布式發(fā)電的并網(wǎng)運行對配電網(wǎng)的影響問題；支持可再生能源發(fā)電的政策和市場運行問題；新型混合動力電動汽車（Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV）充放電對配電網(wǎng)的影響問題；配電阻塞問題；用戶參與電網(wǎng)互動，進行需求側(cè)管理問題；負荷參與電網(wǎng)調(diào)峰問題。

1.配網(wǎng)自動化

配網(wǎng)自動化（DA）是運用計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)及新的高性能的配電設(shè)備等技術(shù)手段，對配電網(wǎng)進行離線與在線的智能化監(jiān)控管理，使配電網(wǎng)始終處于安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟、高效的最優(yōu)運行狀態(tài)[8]。具體講就是采用先進設(shè)備，通過通信網(wǎng)絡(luò)，對配電網(wǎng)進行實時監(jiān)測，隨時掌握網(wǎng)絡(luò)中各元件的運行工況，對電網(wǎng)實時狀態(tài)、設(shè)備、開關(guān)動作次數(shù)、負荷管理情況、潮流動向進行采集，實施網(wǎng)絡(luò)管理，故障未發(fā)生就能及時消除。

配網(wǎng)自動化的目標是將環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)開環(huán)運行的配電網(wǎng)線路通過分段開關(guān)把供電線路分成各個供電區(qū)域，在配電網(wǎng)事故情況下，系統(tǒng)能適時分析確定事故原因，消除因瞬間故障造成的不必要的停電事故，對于永久性故障，系統(tǒng)將及時分隔故障段，進行電網(wǎng)重構(gòu)，保障非事故線路段盡快恢復(fù)供電，從而避免了因線路出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整條線路連續(xù)失電，大大減少了停電范圍，提高了供電可靠性。

2.智能配電網(wǎng)

智能配電網(wǎng)（SDG）是一個集成了傳統(tǒng)和前沿配電工程技術(shù)、高級傳感和測控技術(shù)、現(xiàn)代計算機與通信技術(shù)的配電系統(tǒng)，更加安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、高效，支持分布式電源的大量接入，并為用戶提供擇時用電與配電網(wǎng)互動的服務(wù)[9-12]。

智能配電網(wǎng)特征有[13-14]：（1）配電網(wǎng)有更高的供電可靠性；（2）更高的電能質(zhì)量；（3）支持分布式電源的大量接入配電網(wǎng)；（4）支持與用戶互動；（5）配電網(wǎng)及其設(shè)備進行可視化管理；（6）更高的配電資產(chǎn)利用率；（7）配電管理的信息化；（8）配電自動化基礎(chǔ)上的自愈功能。

配電網(wǎng)智能化的核心支持技術(shù)是自愈控制技術(shù)、智能微網(wǎng)技術(shù)、用戶服務(wù)和需求響應(yīng)技術(shù)、集成通信技術(shù)、設(shè)備技術(shù)等。結(jié)合我國配電網(wǎng)建設(shè)的實際，掌握智能配電網(wǎng)核心支持技術(shù)，賦予配電網(wǎng)自預(yù)測、自預(yù)防、自優(yōu)化、自恢復(fù)、自適應(yīng)的能力，對于提高我國配電網(wǎng)的自動化和可靠性水平、改變傳統(tǒng)電網(wǎng)的控制方式和建設(shè)具有較優(yōu)越綜合性能、較高運營效率、較好社會效益、較低投資成本的統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)，推動我國配電網(wǎng)技術(shù)革命和解決人類所面臨的能源、環(huán)境、氣候等問題都具有重要意義。

目前天津濱海新區(qū)中新生態(tài)城已啟用智能電網(wǎng)，效果顯著，供電可靠性明顯提高；分布式電源包括風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電也投入運行，最終根據(jù)容量大小確定并網(wǎng)方式；為滿足電動汽車的需求，電動汽車充電樁正逐步投入使用，其可作為配電網(wǎng)的分散移動負荷，對電網(wǎng)穩(wěn)定運行不會產(chǎn)生大的影響。總之，智能電網(wǎng)作為配電網(wǎng)的高級階段其優(yōu)越性已經(jīng)體現(xiàn)出來，在不久的將來會服務(wù)于整個配電網(wǎng)。

五、結(jié)論

結(jié)合近年來工作上的實際情況，分析了目前配電網(wǎng)普遍存在的問題，并從改善配網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高設(shè)備水平、加大防外力力度、尤其是加強配網(wǎng)管理等方面提出了應(yīng)對措施，如果在生產(chǎn)工作中都得到應(yīng)用，對提高配網(wǎng)可靠性水平將起到重要作用。最后提出智能配電網(wǎng)是配電網(wǎng)的更高發(fā)展目標，其具有更高的供電可靠性，是今后電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。

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（責(zé)任編輯：劉麗娜）