供電可靠性差異及提升措施分析

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722129

摘要：人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要帶來(lái)了對(duì)供電可靠性方面的更高需求，也對(duì)供電水平提出了更高的要求。對(duì)于供電可靠性指標(biāo)，規(guī)劃中對(duì)不同類供電區(qū)域提出了差異化的目標(biāo)，通過(guò)與國(guó)際先進(jìn)水平相對(duì)照，國(guó)內(nèi)電網(wǎng)應(yīng)該在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、裝備水平、配電自動(dòng)化以及狀態(tài)檢修等方面提高轉(zhuǎn)供電能力、構(gòu)建差異化的供電網(wǎng)絡(luò)、提高設(shè)備選型標(biāo)準(zhǔn)化、序列化、推進(jìn)配電自動(dòng)化深度應(yīng)用。

[HTH]關(guān)鍵詞：[HT]供電可靠性；供電水平、供電能力

供電系統(tǒng)用戶供電可靠性是供電系統(tǒng)對(duì)用戶持續(xù)供電的能力。隨著人民生活水平的提高，電力用戶對(duì)于供電在可靠性方面提出了更高的要求。現(xiàn)行的供電系統(tǒng)供電可靠性評(píng)價(jià)規(guī)程中，平均供電可靠率是指在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)對(duì)用戶有效供電時(shí)間小時(shí)數(shù)與統(tǒng)計(jì)期間小時(shí)數(shù)的比值，記作ASAI1，又按照不計(jì)外部影響、不計(jì)系統(tǒng)電源不足限電、不計(jì)短時(shí)停電分別記作ASAI2、ASAI3、ASAI4，在相關(guān)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)中持續(xù)停電狀態(tài)是指停電持續(xù)時(shí)間大于3min的停電，短時(shí)停電狀態(tài)是指停電持續(xù)時(shí)間小于3min的停電。

1 供電可靠性要求

配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則中對(duì)供電可靠性的統(tǒng)計(jì)為RS3（統(tǒng)計(jì)范圍對(duì)應(yīng)為ASAI3），即計(jì)及故障停電和預(yù)安排停電（不計(jì)系統(tǒng)電源不足導(dǎo)致的限電），其對(duì)A+類供電區(qū)域規(guī)劃目標(biāo)用戶年平均停電時(shí)間不高于5 分鐘（供電可靠率≥99.999%）、對(duì)A類供電區(qū)域規(guī)劃目標(biāo)用戶年平均停電時(shí)間不高于52 分鐘（供電可靠率≥99.990%）、對(duì)B類供電區(qū)域規(guī)劃目標(biāo)用戶年平均停電時(shí)間不高于3小時(shí)（供電可靠率≥99.965%）、對(duì)C類供電區(qū)域規(guī)劃目標(biāo)用戶年平均停電時(shí)間不高于9小時(shí)（供電可靠率≥99.897%）、對(duì)D類供電區(qū)域規(guī)劃目標(biāo)用戶年平均停電時(shí)間不高于15小時(shí)（供電可靠率≥99.828%）、對(duì)E類供電區(qū)域規(guī)劃目標(biāo)不低于向社會(huì)承諾的指標(biāo)。

國(guó)內(nèi)電網(wǎng)先進(jìn)城市現(xiàn)狀供電可靠性仍然與國(guó)際先進(jìn)水平仍存在較大差距，2016年上海核心區(qū)域用戶年均停電時(shí)間超出巴黎五倍、東京十倍、新加坡百倍以上。新加坡城網(wǎng)供電可靠率達(dá)99.9999%、東京城網(wǎng)供電可靠率達(dá)99.999%、紐約城網(wǎng)供電可靠率達(dá)99.997%，而據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)北京、上海、天津等區(qū)域A+地區(qū)的城網(wǎng)供電可靠率均值則為99.99%左右，國(guó)內(nèi)主要城市供電可靠性與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍存在較大差距，同時(shí)大多數(shù)國(guó)際先進(jìn)城市電網(wǎng)的計(jì)劃停電時(shí)間遠(yuǎn)小于故障停電時(shí)間，這對(duì)提高我們供電可靠性提升方面則提供了思路。

2 提升供電可靠性的途徑

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)主網(wǎng)架電網(wǎng)根據(jù)不同地區(qū)的電源結(jié)構(gòu)、負(fù)荷密度等多采用雙環(huán)或單環(huán)結(jié)構(gòu)，典型架空線路采用的接線方式有多分段單聯(lián)絡(luò)、多分段三聯(lián)絡(luò)，電纜線路采用的接線方式有單射式、雙射式、單環(huán)網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)以及“三雙”接線等。新加坡主網(wǎng)電壓等級(jí)輸電網(wǎng)絡(luò)均采用網(wǎng)狀連接模式，每個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)并列運(yùn)行，中壓配電網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)網(wǎng)連接、采用以變電站為中心的花瓣形接線，并聯(lián)運(yùn)行模式，6.6千伏配電網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)網(wǎng)連接、開(kāi)環(huán)運(yùn)行模式。東京電網(wǎng)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)500千伏為雙環(huán)網(wǎng)，市中心275負(fù)荷變電站形成環(huán)路結(jié)構(gòu)，中壓電纜網(wǎng)主要適用于高負(fù)荷密度區(qū)，采用單環(huán)網(wǎng)、雙射式、三射式三種結(jié)構(gòu)。

設(shè)備水平。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用非晶合金鐵心配電變壓器、立體卷鐵心配電變壓器、有載調(diào)容配電變壓器、13型及以上系列節(jié)能配變，運(yùn)行穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)效益良好，但也存在運(yùn)配電設(shè)備種類較多，通用性、互換性較差，存在部分配電設(shè)備和電纜質(zhì)量參差不齊、缺陷多發(fā)等問(wèn)題，另外國(guó)內(nèi)大多數(shù)配電開(kāi)關(guān)在穩(wěn)定性和可靠性方面仍存在差距，受成本和技術(shù)的雙重影響國(guó)內(nèi)配電開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化程度低，互換性差。配電網(wǎng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化程度與質(zhì)量水平有待持續(xù)加強(qiáng)。配電變壓器方面，使用節(jié)能環(huán)保型配電變壓器是配變發(fā)展的新趨勢(shì)，美國(guó)、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家主要傾向于新型材料、新結(jié)構(gòu)、新型工藝節(jié)能配變的研發(fā)及應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)水平較成熟，投運(yùn)率較高。配電開(kāi)關(guān)應(yīng)用趨勢(shì)方面，考慮到環(huán)境污染問(wèn)題，目前國(guó)際上使用環(huán)保絕緣氣體替代SF6是一個(gè)發(fā)展方向，少維護(hù)或免維護(hù)的充氣柜也成為開(kāi)關(guān)設(shè)備新的發(fā)展方向。

配電自動(dòng)化水平。國(guó)內(nèi)電網(wǎng)從2010年起逐步開(kāi)展配電自動(dòng)化規(guī)模化建設(shè)，由于歷史欠賬較多，目前整體覆蓋率較低。國(guó)外配電自動(dòng)化發(fā)展的比較早，技術(shù)比較成熟，且配電自動(dòng)化設(shè)備覆蓋率較高，其中東京和新加坡的配電自動(dòng)化覆蓋率均已達(dá)到100%。一流城市配電自動(dòng)化建設(shè)的目的以提高供電可靠性為主，三遙水平的饋線自動(dòng)化較為發(fā)達(dá)，DA覆蓋率較高，可實(shí)現(xiàn)故障段自動(dòng)隔離，非故障段自動(dòng)恢復(fù)供電。

3 提升供電可靠性的建議

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方面。國(guó)內(nèi)電網(wǎng)不同接線的差別主要體現(xiàn)在供電能力、經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行靈活性上，由于供電負(fù)荷仍增長(zhǎng)較快，不同于發(fā)達(dá)國(guó)家已進(jìn)入平穩(wěn)的發(fā)展階段，因此網(wǎng)架提升的途徑主要在完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高轉(zhuǎn)供電能力，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化、差異化的供電網(wǎng)絡(luò)。

設(shè)備水平方面。輸變電裝備方面，隨著國(guó)內(nèi)制造業(yè)水平整體提升和國(guó)內(nèi)輸變電設(shè)備廠商經(jīng)驗(yàn)積累，國(guó)內(nèi)輸變電裝備與國(guó)際一流水平差距較小，但是國(guó)內(nèi)配電設(shè)備方面，種類較多，通用性、互換性較差。應(yīng)注重設(shè)備選型標(biāo)準(zhǔn)化、序列化，根據(jù)電網(wǎng)相應(yīng)的發(fā)展水平、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、負(fù)荷發(fā)展階段確定，構(gòu)成合理序列，在供電可靠性要求較高、環(huán)境條件惡劣的區(qū)域可選擇高可靠率的設(shè)備降低系統(tǒng)故障概率。

配電自動(dòng)化方面。部分城市雖建有配電自動(dòng)化主站，但配電終端尚未實(shí)現(xiàn)全面覆蓋、信息尚未實(shí)現(xiàn)完全融合。配電自動(dòng)化建設(shè)要與配電網(wǎng)架相適應(yīng)，在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，采用差異化終端配置模式，滿足不同類型供電區(qū)域建設(shè)需要，挖掘配電自動(dòng)化應(yīng)用深度。另外可借鑒國(guó)外電網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)采取高效率狀態(tài)檢修、不停電作業(yè)等方式有效控制計(jì)劃停電時(shí)間、減小計(jì)劃停電范圍，提高供電可靠性水平。

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作者簡(jiǎn)介：張章（1984），男，碩士，高級(jí)工程師，從事電網(wǎng)規(guī)劃研究工作。