供電可靠性評估方法探究

吳黎黎

摘要：供電質量除了服務質量以外，還包括供電連續性和電壓質量，供電連續性已被定義為供電可靠性。有沒有電用對一般用戶的影響遠超過其他兩項，所以供電可靠性也成為衡量供電企業技術經濟水平的重要指標。文章闡述了供電可靠性評估體系的建立方法，并結合算例探討了配網可靠性的評估方法。

關鍵詞：配電網；供電可靠性；評估方法；供電質量；電壓質量；供電連續性 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM732 文章編號：1009-2374（2015）09-0152-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0833

電力系統由發電、輸電和配電三個環節所組成，處于電力系統末端的配電系統因為與用戶設施直接相連，對用戶供電質量的影響最密切，也最易受到用戶的關注。供電質量除了服務質量以外，還包括供電連續性和電壓質量，供電連續性已被定義為供電可靠性。有沒有電用對一般用戶的影響遠超過其他兩項，所以供電可靠性也成為衡量供電企業技術經濟水平的重要指標。供電可靠性背后是配網架構、技術與裝備質量、運行管理水平和客戶服務質量的綜合體現，準確而高效評估供電可靠性，才便于分析這些因素的影響程度，有利于供電企業從配網規劃設計、施工安排、運行管理等各方面加以改進和提高。因此，本文對供電可靠性的評估方法進行了探討。

1 供電可靠性評估體系的建立

1.1 可靠性評價規程

我國1985年正式頒發了《配電系統供電可靠性統一評價方法》，標志著供電可靠性評估管理工作在我國全面鋪開。1989年更名為《供電系統用戶供電可靠性統計辦法》，1998年定名為《供電系統用戶供電可靠性評價規程（暫行）》（電可1998[02]），2003年成為正式行業標準《供電系統用戶供電可靠性評價規程》（DL/T 836-2003），目前的版本是DL/T 836-2012。DL/T 836成為了供電企業對用戶供電可靠性評價的依據和指南。

1.2 評估體系的建立

供電可靠性涵蓋了用戶和配網的基礎數據、停電用戶及事件的運行數據等內容，反映了由各種停電需求共同影響所產生的供電可靠性水平。建立供電可靠性評估體系可以從技術、組織和管理上明確供電可靠性評估的策略、流程和方法，從而為形成以年度為周期的可靠性評估良性循環奠定了堅實的基礎。供電可靠性評估體系分為三個部分：（1）第一部分是供電可靠性基本情況的統計分析，包含了電網運行、網架等情況；停電用戶數量、時間情況；各類停電分布等。（2）第二部分是供電可靠性評估部分，也就是通過分析停電影響的關鍵因素，找出與停電相關的規律，并形成供電可靠性結論，其流程為停電原因評估→停電影響評估與供電可靠率評估→供電可靠性評估匯總。（3）第三部分是決策部分，根據供電可靠性結論制定切實可行的技術經濟政策，以推動供電可靠性持續提高和改進，其流程為供電可靠性評估數據與結論→形成提高供電可靠性的對策→從技術經濟角度評估擬采取的對策→形成可行的提高供電可靠性的對策。

2 配網可靠性評估方法

2.1 主要方法

雖然DL/T 836-2012給出了數量眾多的供電可靠性評價指標與計算公式，但由于配網結構非常復雜，要準確而快速地對其進行評估卻非易事，目前對配網可靠性評估計算主要采用蒙托卡洛模擬法和解析法兩類方法。蒙托卡洛模擬法以概率統計學基礎建立數學模型，再通過抽樣試驗計算出供電可靠性統計指標，這種方法雖然可以適應各種復雜的系統，但計算精度較差，而且需要花費較多時間才能出結果。

解析法是將電力系統簡化為元件，并建立供電可靠性數學模型，再通過數值求解。解析法可再細分為狀態空間法和網絡簡化法兩大類。狀態空間法意即以狀態和操作符為基礎建立空間問題求解的方法，這種方法計算精度高，但計算大系統較困難，目前主要在美、加等國使用。網絡簡化法中包括了故障模式與后果分析法、網絡等值法、最小路法、最小割集法、故障遍歷法、網絡分塊法、饋線分區法等多種方法。上述方法各有優劣，近年來研究人員不斷探索研究，提出了不少改進的

方法。

2.2 數據收集

配電網由配電線路、配電設備和用戶設備所組成，這些線路和設備可看成系統和元件，例如配電系統與配電變壓器、架空線路、電纜線路、母線、斷路器、隔離開關、聯絡開關和分段開關等元件，其中大部分元件為可修復元件。這些元件的數據包括設備可靠性基礎數據、計劃停運數據以及空間位置關系數據。設備可靠性基礎數據是指來自可靠性管理系統的各類設備故障檢修數據，例如故障停運率、計劃停運率、故障修復時間、計劃檢修時間等。計劃停運數據是指可能造成停電的各種計劃性數據，例如基建計劃、改造計劃、業擴計劃、大修計劃等數據。空間位置關系數據主要來自配網GIS管理數據庫，還要結合AutoCAD電網接線圖和手工圖形建模方式才能得到可靠性計算所需的空間位置關系

數據。

2.3 建模方法

解析法將系統與元件的關系以數學模型表達，并將可靠性分析指標以公式描述，這樣就能通過嚴格的數學關系對配電系統的可靠性進行周密分析。元件建模一般采用三狀態模型。三狀態即指正常運行狀態、計劃檢修狀態和故障修復狀態。其中正常運行狀態可以分別與故障修復狀態和計劃檢修狀態之間相互轉化，例如從正常運行狀態到故障修復狀態可以確定故障率，從故障修復狀態到正常運行狀態確定故障修復率；正常運行狀態與計劃檢修狀態之間亦然，可確定計劃檢修率和計劃修

復率。

2.4 配電網可靠性評估算例

2.4.1 概況。某10kV配電網一條饋線上有26條線路和26個負荷點，配置26個配變和26個熔斷器。其中系統元件的可靠性參數如下：10kV饋線故障率為0.05

次/km·a，平均修復時間為8h；配變故障率為0.015endprint

次/臺·a，平均修復時間為200h；斷路器故障率為0.006次/a，平均修復時間為6.5h；熔斷器故障率為0.0015次/a，平均修復時間為4h。

2.4.2 算法思路。如前所述，供電可靠性評估方法有多種算法可供選擇，現選擇最小路法。方法原理是對配電網中的每個負荷點求取最小路，非最小路上負荷點故障對供電可靠性影響也折算到最小路上，這樣只需考慮最小路上的元件和節點的計算，就可以得到系統的可靠性指標。最小路的求取方法包括搜索法、布爾行列式法和聯絡矩陣法等，現采用搜索法中的廣度優先搜索法，這種方法從電源點開始搜索，然后搜索與之關聯的所有沒訪問過的鄰接點，接下來訪問與已訪問過的鄰接點關聯的沒訪問過的其他鄰接點，直至訪問完所有

節點。

2.4.3 計算結果。系統平均停電次數（SAIFI）為1.0013次/（戶·a）（相當于DL/T 836中的AITC-1），系統平均停電時間（SAIDI）為3.5083h/（戶·a）（相當于DL/T 836中的AIHC-1），用戶平均停電時間（CAIDI）為3.5036h/次（=SAIDI/SAIFI），供電可靠率（ASAI）為99.01%（相當于DL/T 836中的RS-1）。

2.4.4 提高可靠性對策。從停電原因分析，主要問題是配變恢復時間長及開關操作時間長，因此提高供電可靠性的對策：（1）配備備用變壓器；（2）降低開關操作時間。這兩個做法可使ASAI分別提高0.25%和0.16%。

3 結語

供電可靠性評估的目的是為了提高供電可靠性，為此要做的工作很多，首要任務是建立完善的供電可靠性評估體系，然后還要掌握可靠性評估的計算方法。隨著計算機技術的普及，各種評估算法不再是難事。本文以最小路法為例介紹了評估計算的過程，供感興趣的讀者參詳和借鑒。

參考文獻

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[2] 康文韜，趙歡，劉莎，等.配電網供電可靠性評估預測系統[J].上海電力學院學報，2012，28（1）.

[3] 肖楊明.安吉縣10kV配電網的供電可靠性評估與研究[D].華北電力大學，2012.

（責任編輯：蔣建華）endprint