廣州電網供電可靠性改進策略研究

代曉豐，任 倩，賴穎東

（廣州供電局有限公司天河供電局，廣東 廣州 510620)

1 廣州電網供電可靠性現狀

供電可靠性是供電系統對用戶持續供電的能力，是考核供電系統電能質量的重要指標。供電系統的可靠性水平是整個電力系統在電源建設、電網結構、供電能力、電能質量和運行管理等諸多方面問題的集中反映，是提高電網自身現代化水平的重要方面。研究電網供電可靠性改善策略，對保證電力系統可靠供電，促進與改善電力企業生產技術和管理水平，提高經濟效益和社會效益，以及指導電網建設和改造具有著十分重要的意義。

廣州電網供電可靠性管理從2007年全面起步，重點是抓好電網規劃、工程建設、運行管理、技術進步和基礎管理。通過5年的時間，將城市用戶平均停電時間從23.83h降低到3h以內。但隨著時間的推移，各項快速顯效的管理與技術舉措，都已基本發揮了其最大的潛力，僅維持舉措現狀，將難以滿足下階段的指標改善要求。因此需要重新審視和豐富既有舉措內涵，并尋找新的提升舉措，為后續工作補充強勁動力。

國際先進供電企業用戶平均停電時間SAIDI基本在1h以內。新加坡新能源電網的SAIDI指標在國際先進供電企業中處于領先地位，2010年平均停電時間為0.012h/戶(0.70min/戶)，2009年平均停電時間僅為0.005h/戶(0.31min/戶)。因此，與新加坡新能源電網進行全面對比分析，能有效地發現差距差異，挖掘提升廣州地區電網可靠性的潛力。

2 廣州電網與新加坡電網差距分析

在電網發展歷史上，新加坡新能源電網前后歷經了10年時間，實現了可靠性的跨越式發展。上世紀90年代初期，新加坡配網以6.6kV環網結線為主，即使開環運行，線路設備也大都滿足“N-1”要求，用戶平均停電時間約30min。90年代中期，新加坡開始將6.6kV配網逐步改造成22kV電網，形成花瓣式環網結構，實現全網“N-1”，甚至部分“N-2”，核心城區配電自動化系統全覆蓋，光纖差動保護全覆蓋，實現故障自動隔離及自動轉電，用戶年平均停電時間降至10min以內。21世紀初期，新加坡通過推廣狀態監測和狀態檢修策略，大幅度減少計劃維修，用戶年平均停電時間控制在3min以內。

由此可見，一個地區供電可靠性的快速提升，主要還是依靠網架的發展、新技術的投入以及運維策略的革新。而國內不注重電網投資、技術更新，過分依賴考核、評比等管理手段進行可靠性管理，實質上是舍本逐末的體現。因此，若要在真正意義上實現供電可靠性的可持續提升，必須從根本入手，通過發掘自身的不足，找到提升的方向。

2.1 網架結構比較

(1)新加坡新能源電網以“N-1”為原則開展電網規劃建設。新加坡本地電源充裕，發電裝機容量相當于最高供電負荷的1.4倍。變電站布點和容量充足，平均負載不到40%，無重過載問題。新加坡主干環網，230kV電網以400kV變電站為中心成環，各片網間設置聯絡(見圖1)，66kV電網為日字形環網結構。22kV電網采用花瓣式接線(見圖2)，合環運行，配網典型接線率、可轉供電率均達100%；低壓配電網在低壓母線處設置聯絡，同樣滿足“N-1”要求，并在低壓母線預留發電車專用接口，減少低壓網故障引起的停電影響。

圖1 新加坡230kV電網接線

圖2 新加坡22kV電網花瓣式接線

(2)廣州電網發展相對滯后。廣州電網本地電源支撐不足，220kV及以下電網裝機容量僅占最高負荷的40%，電力供應依賴外網下送。廣州電網不滿足“N-1”的設備數量眾多，超過10%的變電站出現重過載問題，部分地區配電網設備重過載比例超20%。電網結構仍不完善，220kV電網以鏈式接線為主(見圖3)，由于短路電流超標被迫分列運行，導致多個220kV站單側電源串行供電，同塔線路故障易造成多站失壓，運行風險突出；110kV電網采用3T接線，存在部分變電站單線供電、主變并接以及線路T接主變過多等問題，不滿足“N-1”要求。2010年，廣州配網典型接線率僅為55%，可轉供率為78%。低壓電網建設無規劃，不成環，未配置發電車專用接口。低壓故障、新用戶接入均會影響用戶停電。

圖3 廣州220kV電網接線

2.2 技術支持比較

(1)新加坡新能源公司將配網自動化要求納入統一的配網規劃原則、建設標準和設備商務技術規范中，要求一、二次設備同步建設。二次設備全部使用專門的導引電纜通訊，全面實現遙測、遙信及遙控，系統功能完善，使用簡單，可實時查看設備在線狀態，由SCADA(數據采集與監視控制系統)部門統一進行專業維護。22kV花瓣式配電網，全部配備繼電保護裝置，投入差動保護；開環運行的6.6kV手拉手環網，也在斷路器處配備過流、接地保護，分段設置定值。保護配備直流電源系統，與自動化終端共用電源及通信導引線，信號接入配網SCADA系統，并開發高級應用。故障后保護動作直接跳開故障段，非故障段自動進行轉電，限制停電于最小范圍。

(2)廣州供電局配電網光纖覆蓋范圍率不足30%，大量采用無線通信方式，因電房運行環境惡劣，無線信號極度不穩定，2010年終端系統在線率僅為65%。自動化設備廠家繁多、維護不力，故障頻發。建設初期沒有專業的維護人員，導致實用化水平低下。典型設計未同時考慮配套的直流配電系統。電纜網僅在變電站10kV出線處設置饋線保護，線路中段未裝設繼電保護裝置。一旦發生設備故障，易造成全線停電，擴大了影響范圍。

2.3 運維策略比較

(1)新加坡新能源公司狀態監測開展10余年，主、配網狀態監測體系化運作。新加坡新能源公司狀態監測項目覆蓋全面，已全部替代停電預防性試驗；根據設備狀態評估結果動態調整監測周期。新加坡新能源公司建立了狀態監測的實施、初步診斷、專家診斷“三級梯隊”架構，制定了狀態監測手冊，狀態監測裝備技術成熟，有效確保工作的開展。新加坡新能源公司建立了以狀態監測為基礎的狀態檢修機制，通過分析設備狀態趨勢、故障歷史、維修歷史及廠家建議，結合設備年限、績效、狀態進行風險評估，制定維修準則，有效地降低了設備事故停電風險。

(2)廣州地區狀態監測工作處于起步階段，主要依靠紅外測溫和局放測試，均需要巡視人員現場測試。其檢修策略以往主要采用預防性試驗和年度定檢，或設備發生故障后檢修，造成一定程度的過度檢修或失修。

3 提升廣州地區供電可靠性策略

3.1 強化網架基礎

強化網架基礎以改善電網結構性缺陷，向堅強、靈活的電網發展為目標。

(1)對原有規劃思路進行優化和調整。將220kV鏈式接線調整為以500kV變電站為中心的閉式環網結構，同時220kV變電站確保有2個獨立進線走廊，避免同塔線路故障造成220kV變電站全站失壓，提高電網抗風險能力。調整后的規劃接線在裝備規模和投資基本相當的條件下，供電能力較鏈式接線提升約33%。結合500kV木棉站、穗西站等重點工程建設，構建以500kV變電站為中心的220kV閉式環網，計劃于2015年形成六大供電片區。

(2)加快220kV站配套110kV線路建設，完善110kV標準化3T接線。為了避免大范圍的改造引起投資浪費，繼續堅持推廣10kV“3-1”典型接線。將10kV配網典型接線率和可轉供電率指標逐年分解到配網單位，并落實到具體規劃項目;新建10kV線路嚴格按配網典型接線建設，對不符合典型接線的原有網絡，借新用戶接入、重過載線路改造等機會逐步改造完善。

(3)完善低壓配電網規劃原則，明確低壓電網典型結線。在新建公變低壓母線間適當設置聯絡，并將低壓業擴接入納入規劃管理。在新建配網項目中，結合實際情況及客戶對供電可靠性的要求，在配變低壓側設置發電設施接口，滿足發電車接入的要求。

(4)在廣州中新知識城開展20kV花瓣式接線環網運行試點建設。經初步計算，建設完成后城市用戶平均停電時間將小于5min，可打造世界頂尖水平的可靠供電區域。

3.2 提高配電網技術水平支持

提高配電網技術水平主要依靠配電自動化及繼電保護等二次設備。

(1)提高配網自動化規劃標準，將配網自動化建設納入配網典型設計。加強配網自動化建設協調，實現通信網絡、自動化終端與一次設備同步施工，同步驗收，同期投產。制定涵蓋從設計、安裝、驗收、投運到質保期各階段的商務技術規范，將配網自動化設備納入統一招標清單，加強配網自動化設備入網檢測。結合其他設備改造、更新及業擴新建，逐步完成運行中設備的自動化改造。配備配網二次專業運行隊伍，保障配網二次系統的工程驗收、運維和定值管理，建立長效運維工作機制。完善配網二次專業運行指標，建立監督機制，常態化開展配網二次設備運行質量分析，嚴格做好缺陷閉環管理，確保終端在線率。

(2)研究10kV策略點加裝斷路器、配置繼電保護的可行性。選取公用線路中主干分段、重要分支、聯絡點等策略點加裝斷路器并適當配備保護，縮小停電范圍。二次專業運維班組負責配網保護、配網自動化相關設備、通信通道、圖紙的一般維護，并明確管理職責和維護要求。

3.3 建立健全狀態監測、狀態檢修策略

(1)建立由試驗研究所和各運行單位組成的2級狀態監測體系。運行單位負責巡檢測試，試驗研究所負責專業測試與診斷分析。確立在試驗研究所設立設備狀態評價與檢修策略技術支持中心及其技術監督職能，完善狀態監測相關機構設置和技術崗位配備，規范并完善各級狀態監測設備配置。

(2)以狀態監測為核心全面開展狀態檢修。推廣成熟的狀態監測技術，特別是在線監測技術，對狀態監測結果進行系統處理，并根據處理意見開展狀態檢修。系統構建狀態檢修的標準體系，主要包括：狀態監測與狀態檢修技術導則、狀態評價及風險評估技術導則、狀態監測及狀態檢修管理規定、狀態監測數據管理規定以及相關的作業指導書及作業表單等。

(3)提高狀態監測和狀態檢修結果運用水平。將狀態監測和狀態檢修結果應用于設備采購環節，作為設備技術評價的重要依據。

3.4 其他策略

除以上各類措施以外，加強設備質量控制，深化綜合停電管理，做好事故障礙技術分析，提升快速復電搶修效率，提高帶電作業水平等，都是加強基礎建設，提高技術、管理水平的重要舉措。

4 總結

通過與新加坡新能源電網進行對比分析，得出了廣州電網主要在電網網架、技術支持、運維策略上的差異差距，通過提升主配網網架強度，提高繼保自動化水平，健全狀態監測、狀態檢修機制，可大大縮小與國際先進電網企業的差距。所有能夠避免用戶停電、減少用戶停電的措施，都是對提高供電可靠性最直接的體現。只有從規劃、設計、安裝、調度、運行、檢修、維護等各階段、各環節入手，才能從根本上實現供電可靠性可持續性的提高。

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

2 駱 敏.配電網供電可靠性定量評估及可靠性成本效益[J].供用電，2006.

3 張建志.提高火力發電企業供電可靠性的幾項措施[J].電力安全技術，2014(1).