配網自動化技術對供電可靠性影響分析

覃明煒（廣西電網有限責任公司桂林培訓中心，廣西桂林541002）

配網自動化技術對供電可靠性影響分析

覃明煒（廣西電網有限責任公司桂林培訓中心，廣西桂林541002）

隨著用戶對供電可靠性要求越來越高，配電網的可靠性受到越來越多的關注。本文基于此，介紹配電網常用的可靠性指標與計算方法，從而縮小故障影響范圍和縮短故障處理時間，并就配網自動化技術的引入對提高配供電可靠性的作用進行了全面的分析。

電力系統；配網自動化；供電可靠性；影響

近年來，隨著我國經濟的發展，使得我國社會的用電量逐年上增。在這樣的背景之下，為了進一步促進電力事業的發展，電力部門逐漸價錢管理對于配網自動化系統的引用，從而形成了能夠自動確定故障位置、隔離故障、變電式自動化等自動化技術。現階段，該技術的運用在最大程度上促進了電力企業管理質量以及效率的提升，滿足了社會生產、生活的用電需求。

1 配電網可靠性評估

1.1 可靠性指標

配電網可靠性指標主要包含了兩個方面，即負荷點可靠性指標以及系統可靠性指標。

其中負荷點可靠性指標主要為平均故障率。而常用的系統可靠性指標有：平均停電頻率（SAIFl）、停電持續時間（SAIDI）指標，用戶平均停電持續時間指標（CAIDI），總電量不足指標（ENS）等［1］。

所謂的平均停電頻率指標指的是，在單位時間之內，供電用戶平均停電持續次數，其表達式為：SAIFI=ΣλiNi/ΣNi，而平均停電持續時間指標的具體內涵指的是：在單位時間內，供電用戶的平均停電持續時間，其表達式為：SAIDI=ΣUiNi/ΣNi，而用戶平均停電持續時間指標，指在單位時間之內，用戶每次停電時間，其表達式為：CAIDI=ΣUiNi/ΣλiNi。總電量不足指標，顧名思義，指的就電力系統中停電負荷的總停電量，其表達式為ENS=ΣLaiUi［2］。

在上述的公式中：λi表示的是負荷點的平均故障率；Ni負荷點的用戶數；Ui以及Lai指的是負荷點i的年平均停電時間以及負荷大小。

1.2 可靠性指標計算方法

目前，相關技術人員在進行可靠性指標計算的過程中，最為常用的計算方式有兩種：解析法以及蒙特卡洛模擬法。在筆者在這里進行相可靠性指標計算的過程中，主要在網絡化簡的基礎之上，再結合蒙特卡洛模擬法的相關步驟以及內涵，對負荷點和系統可靠性指標進行計算。

之所以要進行網絡化簡的步驟，主要是因為我國的配電網所包含的元件數量較多，其其結構也存在著一定的復雜性，從而對實際的計算結果以及過程都產生了不用程度的負面影響。基于此，就使得在計算的過程中，需要技術人員事先對網絡進行化簡處理，然后在進行相關的計算。事實上，我國的配電網是輻射狀態之下正常運行，基于此，能夠在馬爾科夫的過程理論之上，進行化簡公式的推導。

通過相關的推動可以得出元件的無故障運行時間的計算公式為：TTF=-lnβ1，而修復時間的計算公式則為TTR=-rlnβ2［3］。

一般情況下，在對具有m個元件的配電系統進行可靠性指標計算方法的過程中，需要相關技術人員按照下述的步驟進行：①給定需要模擬的年數，并將初始化系統的模擬時間設定為0。②在區間為［0，1］上產生m個隨機數，并根據元件的無故障工作時間公式，計算出每個元件的無故障運行時間。③在每個元件的無故障工作時間中找出最小值，并將其對應第i個元件最先發生故障，隨后在［0，1］的區間之上再產生一個隨機數，根據修復時間的計算公式計算出其修復時間。④通過查找FMEA表，對第i個元件發生故障時所有負荷點的停電次數、時間以及缺少供電量等信息進行統計以及分析。⑤系統模擬時間向前走TTFi+TTR。⑥判斷相關計算時間是否達到指定模擬年數，若已經達到則可以進行各個負荷點可靠性指標以及系統可靠性指標的計算，若是沒有，則需要繼續返回第二步，繼續展開模擬實驗［4］。

2 配網自動化對供電可靠性的影響

一般情況下，我國的電力系統在缺乏配網自動化設備的情況下，一旦發生電力事故，往往會導致整條饋線處于停電狀態，不僅如此，在維修的過程中，檢修人員也無法及時、高效的發現故障的位置，從而使得維修工作開展存在著諸多的問題。基于此，就需要電力部門采用配網自動化系統，繼而實現自動確定故障位置、隔離故障以及變電式自動化。事實上，配網自動化對供電可靠性的影響主要體現在兩個方面：縮小故障影響范圍以及縮短故障處理時間。對此，筆者進行了下述的分析。

2.1 縮小故障影響范圍

在進行縮小故障影響范圍的分析過程中，筆者以“手拉手”環狀配電網（見圖1）為例，展開相關的敘述。通過圖1的配電圖可以看出，A和G為饋線出線開關，而B、C、E、F四點則為分段開關，D為聯絡開關。

正常情況下，配電網在運行的過程中時處于開環狀態，因而在圖中的反映就是：聯絡開關D打開，而分段開關B、C、E以及F四點處于閉合的狀態（圖1中實心表示開關閉合，空心表示開關打開）［5］。

圖1 配電網運行狀態

在進行縮小故障影響范圍的分析過程中，假設開關A、B之間的饋線段發生故障，若電力部門沒有安裝電網自動化裝置，那么在配電網中就會出現饋線出線開關A跳開，而負荷a、b、C三點都會處于失電狀態，而這也就導致了在進行檢修作業的過程中，檢修作業人員的施工難度以及施工量都逐漸上升。

但是，若電力部門在A～G的開關處均安裝了配電網饋線監控終端，并將這些終端與后臺計算機相連。其會在電網系統發生故障的時候，則自動斷開分段開關B，并合上聯絡開關D，從而以此為基礎將電力故障進行有效的隔離，從而恢復了b、C區段的供電，實現了對于故障影響范圍的控制以及縮小［6］。

2.2 縮短故障處理所需時間

在進行縮短故障處理所需時間的分析過程中，筆者以某電力公司應用配電網自動化系統前后對比為例，展開相關的論述［7］。

該電力公司的配電站變壓器組出現事故之時，自動操作所需要的工作時間為5min，但是人工操作的時間則為30min，此外，在出現電力故障時，電力公司改由其他變壓器組進行送電操作的恢復作業時，配網自動化系統在實際的作業過程中所使用的時間為15min，但是人工操作的時間則高達120min。不僅如此，在配電線路事故時，配電網自動化系統向非故障區段恢復送電的時間平均為3min，而人工操作則需要55min。通過上述的數據分析對比不難發現，配網自動化技術的使用能夠在最大程度上縮短故障處理所需時間［8］。

3 結語

隨著我國電力事業的發展以及科學進步的進步，使得電力部門加強了對于配電自動化技術的使用，從而由此促進電力事業的高效發展，并促進電力用戶的用電安全。本文主要分析了配電網可靠性指標以及可靠性指標的計算方法，并對配網自動化對供電可靠性的影響，即縮小故障影響范圍以及縮短故障處理所需時間展開了論述。筆者認為，隨著電力部門的觀念轉變以及配網自動化技術的發展，我國的電力事業必將獲得長足的發展，并最終促進相關的經濟效益以及社會效益的取得。

［1］趙航宇，趙洪山.配網自動化技術對供電可靠性影響分析［J］.陜西電力，2015（1）：10～14.

［2］王穎，陳松，王瑩瑩.配網自動化技術對配電網供電可靠性的影響分析［J］.智能電網，2015（3）：229～234.

［3］趙曉慧，梁標，李海波，魯宗相.城市配網自動化可靠性評估與成本效益分析［J］.電力科學與技術學報，2015（1）：73～79..

［4］周召偉.配網自動化建設對供電可靠性的影響研究［J］.中國高新技術企業，2016（19）：138～139.

［5］崔椿洪.淺析配網自動化建設對供電可靠性的影響［J］.科技創新與應用，2016（23）：198～199.

［6］吳國沛，劉育權.智能配電網技術支持系統的研究與應用［J］.電力系統保護與控制，2010（21）：162～166+172.

［7］吳思謀，蔡秀雯，王海亮.面向供電可靠性的配電網規劃方法與實踐應用［J］.電力系統及其自動化學報，2014（6）：70～75.

［8］王海燕，曾江，劉剛.國外配網自動化建設模式對我國配網建設的啟示［J］.電力系統保護與控制，2013（8）11：125～129+134.

TM76

A

2095-2066（2016）30-0066-02

2016-10-15

覃明煒（1982-），男，漢族，廣西藤縣人，工程師，本科，主要從事電力及自動化安全生產管理工作。