低壓配電系統(tǒng)用戶供電可靠性評估分析

李培良

（四川三創(chuàng)工程設(shè)計(jì)有限公司 四川西昌 615000）

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人們生活水平的提高，社會(huì)各行各業(yè)對于電能的需求不斷增加，這也就對電力企業(yè)供電可靠性提出了更高的要求。從現(xiàn)階段來看，低壓配電系統(tǒng)故障率較高，其供電可靠性相對較低，所以要對低壓供電可靠性進(jìn)行必要的分析研究，以滿足廣大電力用戶的需要，這對于進(jìn)一步推動(dòng)我國電力企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的作用和意義。

1 低壓配電系統(tǒng)用戶供電可靠性評估的重要性

所謂的供電可靠性管理就是指對于電力行業(yè)安全以及質(zhì)量進(jìn)行有效管理，其能夠體現(xiàn)出供電企業(yè)電網(wǎng)情況、供電水平以及管理水平情況，并在很大程度上影響電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，所以供電可靠性的不斷提升會(huì)得到社會(huì)各方面的重視。用戶供電可靠性管理系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 用戶供電可靠性管理系統(tǒng)分析圖

對電力系統(tǒng)供電可靠性分析，可以從如下兩方面來實(shí)施，一方面為可靠性評估，一方面為可靠性預(yù)測。在進(jìn)行可靠性評估過程中要設(shè)定相應(yīng)的指標(biāo)，包括供電可靠率、用戶平均停電時(shí)間等等。這些指標(biāo)都是按照以往情況來判定，是以電網(wǎng)做為統(tǒng)計(jì)對象來進(jìn)行的。但是對于低壓配電系統(tǒng)用戶來說，其分布相對分散，并且對于設(shè)備自動(dòng)化信息沒有充分了解，在進(jìn)行數(shù)據(jù)整理時(shí)需要大量的人工工作。相對于高、中壓系統(tǒng)來說，低壓系統(tǒng)在管理方面也具有局限性，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)以及信息收集方面自動(dòng)化程度相對較低，所以系統(tǒng)管理工作發(fā)展較為緩慢。在低壓配電系統(tǒng)當(dāng)中，常常會(huì)采用樹干式的接線方式，若是特殊位置出現(xiàn)問題就會(huì)對整個(gè)低壓配電系統(tǒng)造成影響。另外，低壓配電設(shè)備是和電力用戶最直接相關(guān)聯(lián)的部分，一旦出現(xiàn)故障問題就會(huì)對整個(gè)電力用戶造成重要影響，所以需要提高低壓配電系統(tǒng)可靠性，滿足各方面對于電力的需求。通過對低壓配電系統(tǒng)可靠性實(shí)施評估分析，可以充分掌握整個(gè)配電系統(tǒng)的可靠性，能夠分析出配電系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，從而對配電系統(tǒng)運(yùn)行提供可靠的參考。

2 供電可靠性的影響因素

（1）配電設(shè)備自身的可靠性。主要內(nèi)容包括：供電回路，多電源以及環(huán)網(wǎng)等結(jié)構(gòu)形式、設(shè)備質(zhì)量情況、設(shè)備安裝情況、設(shè)備自動(dòng)化情況、供電容量和裕度、繼電保護(hù)以及自動(dòng)裝置動(dòng)作準(zhǔn)確性等等。例如配電變壓器所發(fā)生的故障（主要包括鐵芯局部短路、鐵芯燒毀等）會(huì)造成絕緣被破壞、線圈發(fā)生短路或者斷線問題會(huì)造成對地?fù)舸┣闆r、分接開關(guān)觸頭被灼燒會(huì)造成放電問題等等；10kV真空斷路器也是易發(fā)生故障的重要設(shè)備，其故障問題主要包括開斷無法有效執(zhí)行、關(guān)合不同期、三相不同期等等。另外，配電線路的絕緣性能相對較差，一旦受到高壓或者短時(shí)過電壓的影響非常容易發(fā)生閃絡(luò)或者擊穿的問題。除此之外，開閉所和配電室也存在著各種故障隱患，主要包括電纜進(jìn)出線、中間接頭故障等等。電壓互感器也常常會(huì)出現(xiàn)局部放電、絕緣劣化和接地?fù)舸┑葐栴}，電流互感器常常會(huì)出現(xiàn)二次開路的問題，例如引線接頭接觸不良，一旦受潮絕緣下降就會(huì)造成接地?fù)舸?/p>

（2）配電系統(tǒng)設(shè)備所具有的可靠性。配電網(wǎng)的供電半徑較大，并且導(dǎo)線的截面積較小，可靠性相對較差，一旦出現(xiàn)停電常常是成片大面積停電。另外，配電系統(tǒng)相對不夠完善，自動(dòng)化處理事故的能力相對較低，會(huì)需要較長的時(shí)間來處理故障并恢復(fù)供電。同時(shí)，人工數(shù)據(jù)采集技術(shù)能力相對較低，管理制度較為落后。

（3）工作人員的可靠性問題。崗位人員所具有的工作能力（主要包括設(shè)備的操作能力、設(shè)備的運(yùn)行能力、事故的處理能力、維修檢測能力等）在很大程度上影響著供電可靠性。所以要加強(qiáng)崗位人員技術(shù)能力、職業(yè)素質(zhì)、檢測維修水平和故障排除能力方面的培養(yǎng)，從而保證供電的可靠性。

（4）配電系統(tǒng)所處的地理?xiàng)l件、可能發(fā)生的自然災(zāi)害以及周邊環(huán)境等都可能影響到低壓配電系統(tǒng)供電可靠性。另外，配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)情況、配電網(wǎng)的性能以及管理水平、電源的容量等都會(huì)對供電系統(tǒng)可靠性造成影響。

3 低壓配電系統(tǒng)用戶供電可靠性評估內(nèi)容

在對低壓配電系統(tǒng)用戶供電可靠性進(jìn)行評估時(shí)，首先要完成的就是對于可靠性指標(biāo)實(shí)施統(tǒng)計(jì)。從目前來看，相對于發(fā)達(dá)國家來說，我國的可靠性統(tǒng)計(jì)差異性更多體現(xiàn)在統(tǒng)計(jì)指標(biāo)、統(tǒng)計(jì)口徑以及統(tǒng)計(jì)停電時(shí)間等幾方面。對于目前我國低壓配電系統(tǒng)管理水平相對較差、系統(tǒng)自動(dòng)化程度較低等問題，需要制定出符合我國國情的低壓配電系統(tǒng)用戶供電可靠性指標(biāo)體系。

3.1 可靠性評估指標(biāo)的分析

從目前來看，我國采取的可靠性指標(biāo)是按照DL/T836-2003的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的，而國外發(fā)達(dá)國家普遍采取的都是IEEE Std 1366TM-2012標(biāo)準(zhǔn)。在IEEE Std 1366TM-2012指標(biāo)體系中，更多的是從三方面對供電可靠性進(jìn)行評估，包括頻率、停電持續(xù)時(shí)間、供電可靠率等等，主要包括四種指標(biāo)類型，分別為：系統(tǒng)用戶指標(biāo)、停電用戶指標(biāo)、系統(tǒng)指標(biāo)以及復(fù)合指標(biāo)等等，其中停電用戶指標(biāo)是最為常見的指標(biāo)類型。雖然我國經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)在2003年頒布實(shí)施了《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評價(jià)規(guī)程》基礎(chǔ)上的DL/T836-2003指標(biāo)體系，但是此指標(biāo)體系更多針對的是高、中壓用戶供電可靠性統(tǒng)計(jì)，而對于低壓配電的供電可靠性評估還沒有進(jìn)行，所以急需建立起適合我國進(jìn)一步發(fā)展規(guī)劃的指標(biāo)體系。

3.2 我國可靠性指標(biāo)體系的建立

我國所建立的可靠性統(tǒng)計(jì)指標(biāo)充分考慮了發(fā)電以及輸電系統(tǒng)的影響，所以主要指標(biāo)中的4個(gè)指標(biāo)也進(jìn)行了詳細(xì)的劃分。一般情況下，低壓配電系統(tǒng)用戶都是普通居民或者中小型工廠，我國在進(jìn)行低壓可靠性指標(biāo)體系建立過程中要按照不同的用電對象建立起針對性的數(shù)量指標(biāo)統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，要對低壓配電系統(tǒng)停電時(shí)間實(shí)施綜合分類以及歸并，同時(shí)要增加重復(fù)停電率指標(biāo)、趨勢性指標(biāo)等等內(nèi)容，確保可靠性指標(biāo)統(tǒng)計(jì)更多針對在供電用戶方面，真正體現(xiàn)出可靠性的本質(zhì)。

4 低壓配電系統(tǒng)用戶供電可靠性預(yù)測內(nèi)容

一般情況下，對于配電系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析可以采取兩種方法，分別為：模擬法、解析法。其中模擬法是較為經(jīng)典的方法，在用戶供電可靠性預(yù)測中應(yīng)用較為廣泛。此種方法主要是按照概率分布的情況實(shí)施抽樣檢查，同時(shí)要對抽樣的結(jié)果實(shí)施分析計(jì)算，從而獲得可靠性預(yù)測結(jié)果；解析法就是指進(jìn)行設(shè)備可靠性參數(shù)的采集，同時(shí)對于可能出現(xiàn)的停電情況實(shí)施逐個(gè)的分析計(jì)算，從而得到綜合系統(tǒng)性的可靠性指標(biāo)。解析法的原理相對簡單，但是具有比較強(qiáng)的針對性，同時(shí)可以方便的滿足不同設(shè)備需求。較為典型的解析法主要包括貝葉斯算法、最小路法、網(wǎng)絡(luò)等值法等等。

對于低壓配電系統(tǒng)來說，因?yàn)榕潆娋W(wǎng)的覆蓋面積比較大，因此比較難獲得設(shè)備可靠性參數(shù)。另外，目前所用的可靠性預(yù)測典型算法對于可靠性參數(shù)要求相對較高，所以很難通過傳統(tǒng)典型算法來對低壓配電系統(tǒng)用戶供電可靠性進(jìn)行計(jì)算。目前的算法是建立在生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上的，對于具體內(nèi)容進(jìn)行簡化，對于可能發(fā)生的停電事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。是在故障模擬基礎(chǔ)上對整個(gè)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障實(shí)施分析計(jì)算，最終實(shí)現(xiàn)對可靠性指標(biāo)的綜合性預(yù)測，分析以及計(jì)算。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前最為重要的方法之一，此種算法是建立在人工神經(jīng)元模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及操作模式基礎(chǔ)之上的，其對于設(shè)備可靠性要求較低，可以實(shí)現(xiàn)非常好的非線性計(jì)算，具有非常好的容錯(cuò)能力，能夠非常好的應(yīng)對我國較為復(fù)雜的低壓配電網(wǎng)情況。

5 結(jié)束語

配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況在很大程度上影響著人們的正常生產(chǎn)生活，特別是低壓配電系統(tǒng)更是和直接用戶緊密相連，其運(yùn)行可靠性直接影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。本文首先闡述了低壓配電系統(tǒng)用戶供電可靠性評估的重要性，同時(shí)提出了供電可靠性的影響因素，在此基礎(chǔ)上對于低壓配電系統(tǒng)用戶供電可靠性評估和預(yù)測兩方面進(jìn)行了研究與討論。通過本文的介紹能夠?qū)Φ蛪号潆娤到y(tǒng)用戶供電可靠性分析提供一定的參考和幫助。