影響配電網(wǎng)供電可靠性的因素及原因分析

林恒

摘要：我國的配電網(wǎng)供電可靠性研究相比其他發(fā)達(dá)國家來說起步較晚，仍處于發(fā)展初期。而今國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活水平的提高都受到建設(shè)和改造配電網(wǎng)工作的直接影響，所以應(yīng)通過運(yùn)用合理的管理手段和技術(shù)方法，降低對供電可靠性的影響，以達(dá)到向用戶提供經(jīng)濟(jì)、可靠、優(yōu)質(zhì)的電能的目的。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；供電可靠性；供電企業(yè)；供電可行性；定量評估 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM732 文章編號：1009-2374（2015）34-0133-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.068

隨著社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)的進(jìn)步，配電網(wǎng)可靠性所占的比例也越來越大。在現(xiàn)階段，由于考核供電企業(yè)安全生產(chǎn)文明雙達(dá)標(biāo)的基本指標(biāo)是供電可行性和供電可靠性。因此，應(yīng)立足于我國配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，及時預(yù)見經(jīng)常發(fā)生的故障，分析其原因，并找尋解決問題的方法，保證長時間的供電來提高供電可靠性，而這將在高速發(fā)展的現(xiàn)在越來越受到電力企業(yè)和電力客戶的青睞。

1 配電網(wǎng)可靠性的基本概念及內(nèi)容

配電網(wǎng)可靠性是配電網(wǎng)按可承受的質(zhì)量準(zhǔn)則和所需數(shù)量不間斷地向電力用戶提供電力和電量的能力的量度。其發(fā)展嚴(yán)重影響著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。

配電網(wǎng)具有元件繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特征，因此準(zhǔn)確有效地進(jìn)行可靠性評估十分重要。

在對配電網(wǎng)可靠性進(jìn)行定量評估時，要首先規(guī)定問題的定量指標(biāo)，這些定量指標(biāo)要易為人們接受，且便于在系統(tǒng)間進(jìn)行比較。定量指標(biāo)的合理性可以為人們提供大量有用的信息，為提高供電可靠性作為依據(jù)。

提高配電網(wǎng)的可靠性的內(nèi)容：（1）設(shè)備自身的可靠性。泛指構(gòu)成配電系統(tǒng)的元件處于完好的正常狀態(tài)，能夠充分發(fā)揮自身的功能，并且具有較高的可靠性；（2）配電系統(tǒng)的可靠性。是指有效地利用具有相當(dāng)?shù)目煽啃运降呐潆娋W(wǎng)元件，將諸多元件按照最合理、高效的組合方式組合，并使之運(yùn)行。系統(tǒng)的可靠性還應(yīng)當(dāng)包括其可維護(hù)程度；（3）運(yùn)營的可靠性。系統(tǒng)具有自動處理的能力，并能夠向用戶可靠供電，在方便用戶用電的同時，還不斷提升自身的運(yùn)行處理能力。

2 影響供電可靠性的因素

2.1 故障發(fā)生率與修復(fù)時間

長期暴露于外，并且具有點密、線長、面域大的特點的配電網(wǎng)在運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生跳閘事故，極大地降低了供電的可靠性。在維修、替換等方面給供電企業(yè)造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失，還給居民正常生活造成了影響。線路的強(qiáng)度不夠、安全的距離較近、自然地老化等問題都無形中加大了故障出現(xiàn)的概率。

2.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的不合理

由于我國地勢較復(fù)雜，許多配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計得不合理，系統(tǒng)一發(fā)生故障時就會導(dǎo)致停電事故發(fā)生，達(dá)不到相應(yīng)的安全指標(biāo)。在配電網(wǎng)運(yùn)行中，主接線的形式不同，會造成大修、調(diào)試、故障檢查的停電時應(yīng)及時保證長時間和大面停電的不同，因此，在受端系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生任一嚴(yán)重故障時，配電網(wǎng)應(yīng)保證系統(tǒng)穩(wěn)定，快速解決問題，并對故障點進(jìn)行及時的隔離，對電網(wǎng)進(jìn)行重新分配，不僅可以大大節(jié)省故障的排除時間，同時能夠極大地減小停電事故的影響范圍，對提高配電網(wǎng)可靠性具有重要的意義。加快配電網(wǎng)改造，防止過電壓事故大面積再生，可使配電網(wǎng)安全有效地運(yùn)行。

3 提高配電網(wǎng)可靠性的方法

一般說來，提高配電網(wǎng)可靠性有兩種方法：首先是改造配電網(wǎng)設(shè)施的硬件力度要增大，其中分布式電源的應(yīng)用較多；其次是軟件改進(jìn)，評估算法和控制算法這兩方面需要加強(qiáng)改進(jìn)。

3.1 利用分布式電源提高配電網(wǎng)可靠性

分布式發(fā)電系統(tǒng)一般是指靠近用戶現(xiàn)場或者用戶現(xiàn)場配置的小型發(fā)電機(jī)組來滿足用戶的需求。它不僅可以獨立于公共電網(wǎng)直接為少量用戶提供電能，還可將其接入配電網(wǎng)絡(luò)，與公共電網(wǎng)共同為用戶提供電能，支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。這些小的機(jī)組主要燃料有風(fēng)能、光能、太陽能等可再生資源。保護(hù)了環(huán)境，節(jié)約了自然資源，為我們的生活創(chuàng)造更好的環(huán)境。

在配電網(wǎng)中運(yùn)用分布式電源有兩個主要原因：（1）為了提供備用給重要負(fù)荷或為加速擴(kuò)大的負(fù)荷提供電源；（2）改善配電網(wǎng)的可靠性。運(yùn)用分布式電源在配電網(wǎng)中來提高配電網(wǎng)可靠性，將來分布式配網(wǎng)的成長目標(biāo)將是形成分布式的配電網(wǎng)系統(tǒng)。

接入配電網(wǎng)中的分布式電源系統(tǒng)使得其構(gòu)造和運(yùn)行方式發(fā)生了一定改變，加上具有很多與傳統(tǒng)發(fā)電站和配電變電站不同的自身特點，有許多的不適應(yīng)性，由此所造成的問題較多。因此在分布式電源所帶來的影響下，有必要尋找一種新的配電網(wǎng)可靠性模型和方法。

在分布式電源影響下，尋找出了一種配電網(wǎng)可靠性評估方法，該方法在考慮接入分布式電源后配電網(wǎng)呈現(xiàn)出了一些特性，比如電源發(fā)電燃料的變化、形成孤島概率、設(shè)備的故障以及負(fù)荷需求的變化等。在進(jìn)行最后的可靠性評估時，采用該方法對接入分布式電源的配電饋線進(jìn)行分析，最后的成果表明在分布式電源的接入后使得負(fù)荷點的可靠性水平得到了很大的提高，特別明顯的表現(xiàn)在對靠近分布式電源安裝處和饋電線路末端的負(fù)荷點。

3.2 利用優(yōu)化算法提高配電網(wǎng)可靠性

3.2.1 基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)可靠性評估法。運(yùn)用此法對電力系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評估，能夠很好地表達(dá)出不確定的信息，不但能計算出電力系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，而且能方便地預(yù)測出電力系統(tǒng)將要發(fā)生的故障，及時有效地解決問題，從而解決了電力系統(tǒng)傳統(tǒng)可靠性評估方法的缺點與漏洞。與在安全系統(tǒng)工程中經(jīng)常運(yùn)用的FTA（故障樹分析法）有異曲同工之效。

3.2.2 配電網(wǎng)的模糊可靠性評估算法。該法可以較好地考慮許多模糊性不確定因素的影響，是一種定性與定量相結(jié)合的方法，它包括粗糙集、區(qū)間法、歸屬函數(shù)等方法。該算法能夠考慮在眾多不確定因素中進(jìn)行評估，其結(jié)果可信度很高，具有一定的實用性和較大眾的適用性。綜合應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計與模糊集合論，提出模糊可靠性評估方法，總結(jié)出模糊不確定的指標(biāo)，并結(jié)合算例及Monte Carlo模擬法驗證明該法的正確性。

3.2.3 混合法。混合法是蒙特卡洛模擬法和解析法的巧妙結(jié)合。解析法是指得到的平均值的指標(biāo)，而蒙特卡洛法基本思想是隨機(jī)模擬系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程，通過此法可以提高模擬效率，減少模擬統(tǒng)計量的方差，提高模擬實驗的準(zhǔn)確度。

3.2.4 人工智能方法。人工智能法是一種高精度分析方法，它不僅可以處理由于過負(fù)荷故障引起的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改變，還可以解決多個斷路器同時跳開的問題。它只需要一個可靠性測試系統(tǒng)就可以進(jìn)行可靠性分析，從而體現(xiàn)其有效性。以上問題，數(shù)學(xué)模型均為非線性模型。該算法能同時對n個目標(biāo)的問題進(jìn)行深度優(yōu)化。因此，適用于大型配電系統(tǒng)可靠性評估。人工智能方法是新發(fā)展起來的計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，在我國的配電網(wǎng)系統(tǒng)中有著廣闊的發(fā)展前景。

4 結(jié)語

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，其發(fā)展在一定程度上影響了我國人民生活水平及國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。就目前來看，我國的配電網(wǎng)安全可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如國外的配電網(wǎng)發(fā)展水平，針對以上問題，要從根本上縮小這種差距，加大對電網(wǎng)系統(tǒng)的改造和設(shè)備投資力度，提高電網(wǎng)的安全可靠性，從而減少停電損失，滿足用戶需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳文高.配電系統(tǒng)可靠性實用基礎(chǔ)[M].北京：中國電力出版社，1998.

[2] 劉立.配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性和可靠性的綜合評估[D].浙江大學(xué)，2007.

（責(zé)任編輯：蔣建華）