考慮電網整體一致性的配電系統綜合評價要素研究

秦 濤

（國網寧夏電力公司吳忠供電公司，寧夏 吳忠 751100）

0 引言

在今后很長的一段時期內，配電系統必將獲得迅速的大規模的發展，而配電系統可靠性工作是現代化配電系統管理的重要手段，無疑也會獲得重大的發展。配電網自動化技術的推行推廣，給提高配電網供電質量探索出一條新的實用化道路。提高配電網電能質量，不僅是用戶的需求，也是供電企業自身發展的需要。

1 供電安全性

配電網的供電安全性是指在供電的任意一個時間斷面，針對一組預想故障，電網能夠保持對負荷正常持續供電的能力，即電網有能力避免較大面積的供電中斷，并保持線路等設備的負載和電壓幅值在允許的限制范圍內。在規劃中一般只需考慮全年最大負荷時的供電安全性。在判斷電網供電是否安全時，涉及到電網當前和發生預想事故后兩種狀態，需要考慮如下兩方面因素：

（1）部分設備停運時，電網能否通過開關操作盡量減少負荷停電；（2）電網能夠在多大程度上抵抗大面積停電事故。

由于配電網大多閉環設計、開環運行，且存在大量的分段和聯絡開關，使網絡具有明顯的變結構特性。因此，電網發生事故之后，一般部分或全部的非故障區域負荷可以通過開關操作恢復供電。配電網的這種結構特性對于提高電網的供電安全水平具有重要作用。

2 供電可靠性

電力系統可靠性是指電力系統按可接受的質量標準和所需數量不間斷的向電力用戶提供電力和電量的能力。電網的可靠性包含充裕性的意義，即電網穩定運行時，在電網元件容量、母線電壓和系統頻率等的允許范圍內；考慮電網元件在計劃停運以及合理的非計劃停運條件下，向用戶提供全部所需的電力和電量的能力。“系統平均停電持續時間”、“系統平均停電頻率”、“用戶平均停電持續時間”、“系統平均供電可用度”和“停電成本”等指標可用于反映這種能力。

3 供電經濟性

配電系統經濟性評價是配電網建設項目決策科學化、減少和避免決策失誤、提高項目經濟效益的重要手段。由于電網規劃工程持續周期長，并且涉及諸多使用壽命不同的投資項目，需要對電網建設和運行中涉及的費用支出和收益等相關內容歸類分析。電網的運行經濟性主要是從網損率和設備利用率角度進行分析。電網的建設經濟性主要從資金投入、供電收益以及售電收入等角度出發，詳細分析電網投資在資金流動過程中帶來的供電滿足程度和經濟效益。電網的年費用則是對電網的投資、運行維護費用和損耗費用的折算值，以便于方案之間的經濟比較。

4 供電適應性

4.1 資源裕度

（1）在不增加站點的基礎上，對變電站擴容改造能夠增加電網供電容量，可用指標“變電站擴容裕度”反映這種裕度。設該項指標數值為mc，則其計算方法為：

mc=（擴容增加的供電容量/現有供電容量）100%

（2）在規劃中間年，指標“出線間隔裕度”是指變電站未使用的出線數占變電站現有的以及將來擴展后的出線總數的比例。而在目標年，該指標是指變電站未使用的出線數占變電站現有的出線總數的比例。

設LP為電網中現在已經使用的出線數，LN為現在未使用的出線數，LF為將來擴展的出線數，ML為該指標數值，則：

（3）在規劃中間年，指標“通道裕度”是指未使用的通道數占電網現有的以及將來擴展后的通道總數的比例。而在目標年，該指標是指未使用的通道數占電網現有的通道總數的比例。指標的計算公式與指標“出線裕度”的計算公式類似，不再贅述。

4.2 供電能力裕度

鑒于負荷的不確定性和電網的長期發展，電網的供電能力一般應大于電網所帶負荷量，因此設計指標“供電能力裕度”來量化電網適應負荷增長的能力大小。設SN-1為電網供電能力，Ld為電網正常運行所帶負荷大小，cosφ 為系統功率因數，ms為該指標數值，則：

4.3 電網擴展裕度

指標“電網擴展裕度”用于評價電網結構能否根據未來電網發展的需要作靈活變化。電網結構包括變電站的主接線模式以及配電網絡的接線模式，電網發展的需要主要是指新增的負荷需求。

在對該指標進行計算的過程中，可首先明確電網的結構方式，然后分析確認能否通過比較簡單的操作改變電網結構，再根據該種操作的難易程度、通過操作可得到的電網結構方式的種類等，對電網結構的擴展裕度給定具體數值。通常情況下，電網結構越簡單，通過加強電網建設進而改善電網結構來增大電網的供電能力，就越容易實現。例如，若電網為典型的手拉手接線模式，則通過增加開關等操作就可比較容易地將電網轉換為多分段多聯絡的接線模式，從而提高電網的供電能力以適應負荷發展的需求。電網擴展裕度具體數值的確定，需要綜合多方面專家的意見，并滿足相關要求或規定，計算難度較大。通常情況下，電網結構越簡單，其供電能力越低，可以通過不同接線模式下電網的供電能力與最大可能值的差額來表示電網的擴展裕度，以使該指標得到量化評價；還可以用網絡中可擴展的接線模式數量所占比例來反映該指標。

5 供電協調性

5.1 高（中）壓配電網供電能力協調性

“高（中）壓配電網供電能力協調性”即是對高（中）壓配電網供電能力的組成情況所進行的評價。電網供電能力是指在一定供電區域內，系統滿足“N-1”準則條件的最大負荷供應能力。電網供電能力大小取決于變電站站內供電能力和變電站站間的電網供電轉移能力。

5.2 高中壓配電網供電能力匹配度

高中壓配電網之間存在相互支持相互制約的關系，一方面要求高壓網接受的電能能夠全部輸出，另一方面要求中壓網需要的電能能夠得到滿足。理想狀態下，兩者的供電能力應該是1：1 的關系。然而，在電力系統中，由于各種負荷的最大值不大可能同時出現，造成系統中各組成負荷的最大值之和總是大于系統綜合負荷的最大值，后者與前者的比值就是電力系統中廣泛使用的同時率的概念。在將中壓網的負荷匯總折算到高壓網的時候就存在這個負荷同時率γt的影響，因此可以借助γt的概念定義供電能力的匹配系數αs，以表征高中壓配電網供電能力之間的匹配度。

5.3 各級變電容量匹配度

“各級變電容量匹配”是指220kV 變電站供區內容量、110（35）kV變電站供區內容量和10kV 電網供區內容量三者之間應相互協調配和，三者的比值應處于一定的合理范圍之內。指標“各級變電容量匹配度”用于從整體上描述電網各級變電站供區內總容量的匹配程度。

5.4 負載均衡度

負載均衡是電網穩定和經濟運行的重要保證。這種均衡性主要體現在變電站站內主變負載均衡、站間負載均衡和出線負載均衡三方面。

5.5 通道均衡度

城市配電系統電纜通道評價的主要目的是為了摸清通道網絡的現狀和需求，明確當前存在的問題，并最終通過優化規劃，提高通道對于電力網絡的適應性。

6 結束語

總之，配電系統是聯系電源與用戶的一個重要環節，其供電可靠性與用戶有著直接關系。隨著用戶對供電質量要求的提高，配電系統的可靠性問題也越來越受到人們的重視。配電系統具有元件多、結構繁雜的特點，如何快速準確的進行可靠性評估，確定網絡薄弱環節成為十分重要的問題。

［1］吳金民.談如何提高供電可靠性管理[J].中國科技信息，2006（1）.

［2］陳堂，趙祖康，陳星鶯，等.配電系統及其自動化技術[M].北京：中國電力出版社，2003.