可靠性與經(jīng)濟(jì)性相協(xié)調(diào)的配電網(wǎng)規(guī)劃方法

田豐

摘 要：配電網(wǎng)規(guī)劃是配電網(wǎng)建設(shè)前期工作的重要組成部分，通過科學(xué)有效地配電網(wǎng)規(guī)劃，能夠提高需求側(cè)的供電可靠性以及供電企業(yè)電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性，促進(jìn)整個(gè)配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。本文由常規(guī)配電網(wǎng)規(guī)劃方法的評(píng)估指標(biāo)入手，深入分析兩個(gè)維度內(nèi)各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)，從而得出雙方的關(guān)聯(lián)性，并據(jù)此對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃方法提出改進(jìn)和建議。

關(guān)鍵詞：可靠性；經(jīng)濟(jì)性；配電網(wǎng)規(guī)劃

中圖分類號(hào)：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）22-0101-01

據(jù)相關(guān)資料表明，2016年發(fā)生重大的電力安全事故就有45起，其中造成了87人死亡，11人受傷。其中泄漏以及爆炸傷亡人數(shù)占據(jù)總傷亡人數(shù)的1/3，經(jīng)濟(jì)損失不祥。由此可見，電力系統(tǒng)配電網(wǎng)可靠性的重要性。

1 研究意義

從可靠性分析，配電網(wǎng)具有保證人們生產(chǎn)生活的職能，配電網(wǎng)可靠性受損，在一定程度上可以看作是人們的生產(chǎn)生活遭受損失。近年來，城市化的進(jìn)程步步加快，新樓與舊宅交錯(cuò)穿插，建筑之間空間變小，城市人口增多等原因造成了配電網(wǎng)規(guī)劃困難，規(guī)劃周期適應(yīng)不了城市的發(fā)展速度，導(dǎo)致局部供電能力不足，供電范圍混亂，容易造成重大事故[1]。

從經(jīng)濟(jì)性分析，隨著市場經(jīng)濟(jì)形式的發(fā)展，電力部門也在尋求改進(jìn)，國家最近幾年也在尋求電力網(wǎng)絡(luò)的改革創(chuàng)新，于是不得不考慮到配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性問題，在保證當(dāng)前國民需求的情況下，又保證電力系統(tǒng)的長期效益。而除此之外，電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性配置也要考慮到一旦問題出現(xiàn)，國民經(jīng)濟(jì)受損的可能性，這對(duì)于電力企業(yè)來說是一個(gè)較難決定的問題。

2 評(píng)估基礎(chǔ)

2.1 可靠性評(píng)估計(jì)算

計(jì)算配電網(wǎng)可靠性主要是通過對(duì)電路元件、配電網(wǎng)負(fù)荷點(diǎn)以及電路系統(tǒng)地可靠性進(jìn)行綜合分析，以此，作為評(píng)估電路可靠性指標(biāo)的基本參數(shù)。

2.1.1 元件

計(jì)算電路元件地可靠性主要需要采取這兩個(gè)指標(biāo)，其一，為電路元件在某一時(shí)間發(fā)生故障的平均數(shù)值。可以按照評(píng)估要求對(duì)于一類元件或者是一個(gè)元件在一定電路網(wǎng)絡(luò)長度進(jìn)行監(jiān)測，得出故障發(fā)生幾率。

其二，故障發(fā)生后對(duì)于電路元件的修理、矯正時(shí)間，通過對(duì)于相關(guān)檢修資料的統(tǒng)計(jì)可得出具體數(shù)值，從而為電路可靠性作以推測。

2.1.2 負(fù)荷點(diǎn)

電路負(fù)荷點(diǎn)是以在一定時(shí)間段負(fù)荷點(diǎn)出現(xiàn)故障的頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并參照元件可靠性指標(biāo)，得出電路元件在一年時(shí)間段發(fā)生故障造成的電路停運(yùn)頻率平均值（λ，次/年），停運(yùn)時(shí)間平均值（r）以及年停運(yùn)次數(shù)平均值（U，小時(shí)/年），具體的計(jì)算公式如下：

λs=

Us=

其中，用λi表示某一負(fù)荷點(diǎn)，發(fā)生故障的頻率，N表示負(fù)荷點(diǎn)總數(shù)量，ri表示為某一負(fù)荷點(diǎn)故障修復(fù)（停運(yùn)）時(shí)間。通過量化數(shù)據(jù)，建立統(tǒng)計(jì)分析指標(biāo)，從而為配電網(wǎng)規(guī)劃方案提供可靠性保障。

2.1.3 系統(tǒng)

除此之外，還需要對(duì)于電力系統(tǒng)整體可靠性作以評(píng)價(jià)，其中包含對(duì)于整體系統(tǒng)每年停電頻率平均值、每次停電的時(shí)間平均值、以及停電用戶電力停運(yùn)持續(xù)時(shí)間平均值、系統(tǒng)電力可用占比等。其中，通過對(duì)于配電網(wǎng)整體系統(tǒng)情況估算，反應(yīng)系統(tǒng)故障給配電網(wǎng)可靠性造成的損害，綜合反映電量使用問題，這關(guān)系到在規(guī)劃配電網(wǎng)絡(luò)的過程中資源合理分配問題。

2.2 經(jīng)濟(jì)性評(píng)估計(jì)算

經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)需要考慮到投入資金與產(chǎn)生效益關(guān)聯(lián)性，以及在運(yùn)行的過程中所需要承擔(dān)的維護(hù)費(fèi)用、運(yùn)行周期以及用戶停電所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失，綜合各個(gè)方面，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)性的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。而這方面在實(shí)際規(guī)劃之前只能通過假設(shè)條件進(jìn)行計(jì)算，綜合配電區(qū)域情況，得出指標(biāo)。

3 規(guī)劃辦法

3.1 綜合運(yùn)算法

一般會(huì)通過相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算，配電網(wǎng)各負(fù)荷點(diǎn)之間通過串聯(lián)關(guān)系，形成電力輸配網(wǎng)絡(luò)，通過對(duì)于各負(fù)荷點(diǎn)元件故障發(fā)生情況以及平均修復(fù)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，帶入相關(guān)公式，從而計(jì)算出配電網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷點(diǎn)可靠性。

λs=λ1+λ2+λ3

Us=λ1γ1+λ2γ2+λ3γ3

γs==

其中，λ1、λ2等為元件發(fā)生故障的平均概率，γ1、γ2等為因元件故障造成電力停運(yùn)時(shí)間（修理平均時(shí)間），λs、Us為在一年時(shí)間段，元件造成故障停運(yùn)的次數(shù)以及停運(yùn)時(shí)間。γs作為每次停運(yùn)時(shí)間的平均值，是配電網(wǎng)絡(luò)可靠性最重要的指標(biāo)，數(shù)值越小，說明電力修復(fù)時(shí)間越短，用電的可靠性就越強(qiáng)。

而經(jīng)濟(jì)性的算法，則要包含對(duì)于配電網(wǎng)可靠性與經(jīng)濟(jì)性聯(lián)系進(jìn)行分析，對(duì)于用戶停電造成損失進(jìn)行計(jì)算，從而保證經(jīng)濟(jì)效益。

=1

當(dāng)在E點(diǎn)時(shí)，供電的成本最小，R水平達(dá)到Rm（最佳水平），這種情況下，因此，配電網(wǎng)的可靠性與效益性相應(yīng)關(guān)聯(lián)性達(dá)到最佳值，計(jì)算值為1。

RIEA=

如，公式所表示，輸配電系統(tǒng)的損失評(píng)價(jià)率（RIEA）需要結(jié)合停電總次數(shù)（W），節(jié)點(diǎn)電力負(fù)荷平均值（Li）及其用戶損失函數(shù)，C（γiu）等因素，對(duì)于用電故障造成損失進(jìn)行評(píng)價(jià)及計(jì)算。

通過綜合計(jì)算，將損失降低到最小，以此為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)進(jìn)行規(guī)劃。

3.2 選擇優(yōu)化法

我們現(xiàn)在一般會(huì)采取設(shè)計(jì)多種規(guī)劃方案，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行根據(jù)實(shí)際需要，進(jìn)行偏向性的選擇。在通常情況下，會(huì)根據(jù)區(qū)域的大小，實(shí)際資金投入，配電用途等方面，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)向的調(diào)整，以確保在供電網(wǎng)絡(luò)達(dá)到該區(qū)域用戶用電需求的基礎(chǔ)上盡量的節(jié)省資金投入，使經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為一個(gè)變量來決定最終的規(guī)劃方案。

3.3 模擬演化法

近幾年，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展對(duì)于各行各業(yè)都有一定的輔助作用，配電網(wǎng)絡(luò)因其復(fù)雜程度，需要保證在計(jì)算的過程中，相應(yīng)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，保證數(shù)據(jù)的完備性。因此，可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)定條件，來進(jìn)行模擬演化。不論是在運(yùn)算階段還是在選擇階段，運(yùn)用計(jì)算機(jī)可以最快速度得出結(jié)論，并且可以利用數(shù)字3D模型帶入該區(qū)域的地理環(huán)境，網(wǎng)點(diǎn)分布，從中發(fā)現(xiàn)方案的優(yōu)勢以及不足，讓設(shè)計(jì)人員可以有目的的進(jìn)行調(diào)整，特別是對(duì)于其中有可能發(fā)生電力事故的節(jié)點(diǎn)提前預(yù)知，避免在實(shí)際使用的過程中發(fā)生使用故障。

3.4 實(shí)地實(shí)驗(yàn)法

電力系統(tǒng)是一個(gè)應(yīng)用性極強(qiáng)的系統(tǒng)，與人們的生活息息相關(guān)，而造成電路不穩(wěn)的因素有很多種，我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過程中，并不能保證百分之百的安全可靠，并排除全部不穩(wěn)定因素。因此，在投入使用之前，需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過觀測，確定故障發(fā)生以及維護(hù)搶修時(shí)間在配電網(wǎng)可靠性與經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的范圍之內(nèi)，對(duì)于考慮不足的方面進(jìn)行調(diào)整，提前避免故障，最大限度提升輸配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

綜上所述，選擇相應(yīng)的規(guī)劃辦法，能夠有效的為實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)綜合協(xié)調(diào)可靠性與經(jīng)濟(jì)性作出指導(dǎo)。通過規(guī)劃，減少電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，提高用戶用電安全，進(jìn)一步的促進(jìn)配電網(wǎng)實(shí)用性能提高，以此保證國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉國軍.配電網(wǎng)規(guī)劃中可靠性與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)作用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2017，36（5）：118-119.