基于優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)和提高供電可靠性的研究

江聲琴

（貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司凱里丹寨供電局，貴州 丹寨 557500）

0 引 言

對于電力系統(tǒng)建設(shè)和電力企業(yè)而言，配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性運行的重要性不言而喻。對于電力用戶而言，配電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性也是用電安全的基本保障。因此，要提高電力服務(wù)水平，就要提高配電網(wǎng)系統(tǒng)的運行質(zhì)量，通過不斷提升配電網(wǎng)的可靠性來實現(xiàn)。目前，隨著配電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)推進(jìn)，配電網(wǎng)運行的智能化和精細(xì)化程度不斷提高，這在很大程度上為我國配電網(wǎng)的可靠性提高打下良好基礎(chǔ)。在配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)逐漸優(yōu)化的基礎(chǔ)上，穩(wěn)步提高配電網(wǎng)運行的安全性，滿足人們的電力需要和日常生活需求[1-3]。

1 優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)科學(xué)要求

1.1 科學(xué)規(guī)劃配網(wǎng)結(jié)構(gòu)

科學(xué)規(guī)劃配電網(wǎng)要注重配電網(wǎng)的設(shè)計（以圖1為例），尤其要注重以下幾方面的科學(xué)設(shè)計。一方面，供電企業(yè)在規(guī)劃配電網(wǎng)的過程中，除了要綜合考慮電網(wǎng)系統(tǒng)的電力密集程度及負(fù)荷分布的情況，還要綜合考慮運行管理的需求，進(jìn)而實現(xiàn)配電網(wǎng)線路的接線、規(guī)劃、優(yōu)化以及電力系統(tǒng)實際需要的統(tǒng)籌。科學(xué)進(jìn)行配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃，能夠為配電網(wǎng)建設(shè)提供基礎(chǔ)支撐，防止發(fā)生供電管理重疊等問題，保障供電管理的科學(xué)運維[4]。另一方面，供電企業(yè)在配電網(wǎng)的電力設(shè)備設(shè)施建設(shè)中，要縱觀配電網(wǎng)建設(shè)的短、中、長期需求，科學(xué)控制電纜信道等，加強科學(xué)計算，有效避免因難以滿足功能需求而頻繁發(fā)生電網(wǎng)改造事件。此外，要統(tǒng)籌考慮供電線路的選擇，保證供電半徑的科學(xué)性和合理性。例如，在10 kV線路的實際建設(shè)中，A類供電區(qū)域半徑要求小于2 km，B類供電區(qū)域半徑要求小于5 km。最后，配電網(wǎng)的科學(xué)設(shè)計還要考慮電負(fù)荷問題，保證符合范圍的科學(xué)性。結(jié)合工作經(jīng)驗可知，通過增加10 kV出線的方式，可以維持配電網(wǎng)線路中負(fù)荷的科學(xué)性和合理性。結(jié)合配電網(wǎng)的設(shè)計和改造，將供電設(shè)備和線路對自然災(zāi)害的抵御能力納入考量范圍，提高架空線路的絕緣化水平，提高惡劣環(huán)境下的可應(yīng)用性[5]。

圖1 配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 推行城網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃

對于城網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃而言，最重要的也是配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計。統(tǒng)籌整個網(wǎng)格化規(guī)劃，構(gòu)建“用電區(qū)域-供電網(wǎng)絡(luò)-用電單元”分級分類精細(xì)化一張圖，從多維度和各層級分類進(jìn)行目前配電網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)，推動后續(xù)的運行和維護(hù)，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行細(xì)致摸排，實現(xiàn)問題管理清單化。合理運用空間負(fù)荷預(yù)測法劃分電網(wǎng)網(wǎng)格，實現(xiàn)用電網(wǎng)格的遠(yuǎn)景飽和和負(fù)荷空間分布的科學(xué)預(yù)測。在此基礎(chǔ)上，形成配電網(wǎng)負(fù)荷及空間分布的遠(yuǎn)景規(guī)劃，然后對規(guī)劃進(jìn)行逐年細(xì)化，精細(xì)化目標(biāo)網(wǎng)架[6]。

1.3 配電網(wǎng)優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)化

配電網(wǎng)優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)化是配電網(wǎng)優(yōu)化的重要方法和手段，為配電網(wǎng)的集約化和精細(xì)化發(fā)展及管理提供抓手，實現(xiàn)資源節(jié)約化和環(huán)境友好型配電網(wǎng)建設(shè)。標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)過程中，要深入調(diào)研，全面分析各個供電區(qū)域的配電網(wǎng)建設(shè)需求，針對配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)過程中的供電模式、典型設(shè)計以及設(shè)備設(shè)施等，進(jìn)一步滿足配電網(wǎng)整體規(guī)劃中供電區(qū)域的特點需求。從優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)物料和設(shè)備類型等方面入手，通過規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、加強接口標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備研發(fā)，進(jìn)一步提高設(shè)備的通用性和實用性，實現(xiàn)設(shè)備維保的可互換。加強高質(zhì)量設(shè)備的研發(fā)、推廣以及應(yīng)用，實現(xiàn)設(shè)備設(shè)施的小型化、長壽命以及高質(zhì)量發(fā)展，全面提高配電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性[7]。

2 電力配網(wǎng)管理工作存在的問題

2.1 配網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的不夠合理

電力配網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計直接決定著配網(wǎng)運行的正常與否，也是配電網(wǎng)運行的重要依托和基礎(chǔ)。科學(xué)的電力配網(wǎng)結(jié)構(gòu)能夠減少外界不利因素的影響和干擾，保證供電運行設(shè)備的正常運行。

在目前的電力配網(wǎng)管理中，配網(wǎng)機構(gòu)設(shè)計的不合理主要體現(xiàn)在市政規(guī)劃環(huán)境上，具體表現(xiàn)為電力企業(yè)的電力規(guī)劃未和市政規(guī)劃實現(xiàn)統(tǒng)籌，導(dǎo)致電力企業(yè)的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃和市政工程的電力規(guī)劃設(shè)計相沖突，嚴(yán)重阻滯了城市電力系統(tǒng)的綜合規(guī)劃和發(fā)展。這也在很大程度上導(dǎo)致了很多的電力企業(yè)的規(guī)劃不能通過審核。修改或重新規(guī)劃將耗費大量人力、財力以及物力，大大增加了電力企業(yè)的運營成本。

2.2 供電設(shè)備設(shè)施質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

電力配網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)必然需要諸多供電設(shè)備設(shè)施支持，因此供電設(shè)備設(shè)施質(zhì)量的好壞直接決定著配電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。但是，在實際的電力企業(yè)的設(shè)備設(shè)施采購安裝工程管理存在諸多漏洞，對于供電設(shè)備、設(shè)施的質(zhì)量檢驗不夠嚴(yán)格，甚至出現(xiàn)了部分設(shè)備設(shè)施難以滿足配電網(wǎng)運行的需要及用戶用電需求[8]。

2.3 硬件系統(tǒng)管理缺失

硬件系統(tǒng)管理缺失不僅會導(dǎo)致線路故障，而且會導(dǎo)致供電設(shè)備故障。其中線路故障的發(fā)生主要是由于人為或者自然等不可抗因素導(dǎo)致的破壞，如最常見的惡劣天氣、人為拉扯以及人為破壞等因素導(dǎo)致的線路破損，導(dǎo)致電力線路輸送中斷，給人們的生產(chǎn)和生活帶來阻礙。而對于供電設(shè)備故障而言，出現(xiàn)該類型故障的原因主要是定期維保不到位、設(shè)備更新?lián)Q代不及時以及設(shè)備本身質(zhì)量不過關(guān)等，將嚴(yán)重影響電力用戶的正常用電。

2.4 配電網(wǎng)絡(luò)軟件操控系統(tǒng)的落后

配電網(wǎng)軟件操控系統(tǒng)的落后主要體現(xiàn)在以下3個方面。一是操作人員技術(shù)水平不夠，一旦事故發(fā)生，難以在第一時間采取科學(xué)合理的措施排除故障，并且由于專業(yè)技術(shù)不足，因此導(dǎo)致在事故處理過程延長。此外維保工作開展的積極性不高，應(yīng)急處置能力不足，無法保障供電可靠性。二是自動化程度不夠，控制系統(tǒng)落后。雖然電力企業(yè)設(shè)備不斷更新，系統(tǒng)逐漸完善，但是部分企業(yè)仍然存在控制系統(tǒng)落后的問題，事故處理的效率有待提高。落后的操作系統(tǒng)難以滿足目前電力系統(tǒng)發(fā)展的需求，自動化程度不夠，甚至難以準(zhǔn)確實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，維保人員一旦難以及時到達(dá)現(xiàn)場，將延誤維保時機，供電系統(tǒng)可靠性得不到保證[9]。三是配電網(wǎng)的系統(tǒng)模式自身存在周期時間長的問題，難以達(dá)到維護(hù)與運轉(zhuǎn)的平衡。這也導(dǎo)致企業(yè)在運轉(zhuǎn)上的決策上會存在誤區(qū)，投資容易失敗。

3 優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高供電可靠性措施

要切實提高配網(wǎng)供電的可靠性，就要結(jié)合實際的供電需求，綜合分析影響供電可靠性的因素。針對目前配電網(wǎng)存在的典型問題，提出合理化解決策略，優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高供電可靠性。

3.1 提高配網(wǎng)供電可靠性的管理

分析影響配網(wǎng)供電可靠性的影響因素，立足實際工作，可以從以下7個方面加強配網(wǎng)供電可靠性管理。一是針對配網(wǎng)的改造標(biāo)準(zhǔn)，要加強統(tǒng)一規(guī)劃，防止出現(xiàn)供電區(qū)域和配電線路負(fù)荷不均問題。二是要結(jié)合實際的配電網(wǎng)改造工程，充分分析和研究用電負(fù)荷的中心區(qū)域考量，尤其是用電負(fù)荷的快速變化情況，可以采取減少線路長度或者增大線路截面的方法進(jìn)行改善。三是要統(tǒng)一配電變壓器和線路的開放容量以及裝接容量，以方便電力維保人員的檢修維護(hù)。四是隨著自動化和智能化設(shè)備發(fā)展與應(yīng)用，設(shè)備的選型和后期的設(shè)備更換都應(yīng)優(yōu)先選擇密封性好、智能化程度高以及集成化程度高的設(shè)備，較大程度地減少了人為因素對配電網(wǎng)的影響，提高了配電網(wǎng)的可靠性。五是要加強線損管理，通過改善電壓質(zhì)量和更換耗能高的設(shè)備，減少電壓損耗。六是要合理采用高質(zhì)量的真空斷路器，及時隔離故障，提高開關(guān)的操作壽命。七是在開關(guān)選用上可以選用移動免維護(hù)負(fù)荷開關(guān)，保證設(shè)備的免維護(hù)性能，提高設(shè)備的過故障能力[10]。

3.2 重視配網(wǎng)運行檢修

在配電網(wǎng)的規(guī)劃和優(yōu)化過程中，提高配網(wǎng)供電可靠性不僅要加強統(tǒng)籌規(guī)劃和設(shè)備科學(xué)選型，而且還要合理采用分區(qū)、分層運行技術(shù)，讓配電網(wǎng)線路和設(shè)備的運行都處于最佳狀態(tài)。因此，要提高供電可靠性，就要重視配網(wǎng)的運行檢修，可以采用無功分層就地平衡措施，保持最佳的無功運行狀態(tài)。與此同時，在配網(wǎng)的運行檢維修的過程中可以根據(jù)配網(wǎng)實際運行狀態(tài)和系統(tǒng)需要，合理進(jìn)行環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)改造。

3.3 提高配電自動化的實用性

配電自動化系統(tǒng)運行中，要加強應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測，通過故障自動隔離技術(shù)和故障快速定位技術(shù)，為故障排除提供保障，并通過加強網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)自愈能力研究與建設(shè)，有效提供電網(wǎng)維護(hù)能力。但是，隨著系統(tǒng)研究和開發(fā)的深入，還要進(jìn)一步加強對高級功能的深度開發(fā)和實踐探索，讓配電網(wǎng)的生產(chǎn)調(diào)度、運維檢修以及科學(xué)用電等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)管理真正能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)。全面分析研究用電信息的采集環(huán)節(jié)、供電流程以及配電環(huán)節(jié)等全過程，統(tǒng)籌實現(xiàn)互聯(lián)互通，有效借助于大數(shù)據(jù)技術(shù)分析，快速判斷配電網(wǎng)的設(shè)備狀態(tài)，分析確定故障信息，實現(xiàn)配電網(wǎng)的經(jīng)濟優(yōu)化運行與協(xié)同調(diào)度[11]。

3.4 對配網(wǎng)進(jìn)行完善與優(yōu)化

配網(wǎng)的不斷完善和優(yōu)化是持續(xù)提高供電可靠性的長效手段，也是結(jié)構(gòu)性能發(fā)揮作用的助推劑。這就要求電力企業(yè)和專業(yè)技術(shù)人員要根據(jù)配電網(wǎng)的實際運行狀態(tài)和線路特征，加強質(zhì)檢和優(yōu)化，協(xié)調(diào)配電設(shè)備設(shè)施和供電負(fù)荷承載能力的平衡，減少電壓對設(shè)備的危害，降低絕緣設(shè)備損毀等問題出現(xiàn)的概率，加強專業(yè)技術(shù)人員培訓(xùn)，提高供電可靠性。

4 結(jié) 論

電力事業(yè)是我國現(xiàn)代化建設(shè)的重要組成部分，也是我國社會經(jīng)濟發(fā)展的重要決定因素，在近些年也得到了長足的發(fā)展。但是，目前我國仍有很多地區(qū)在電力輸送和應(yīng)用過程中仍然存在諸多問題，致使供電的穩(wěn)定性和可靠性下降。因此，在我國的電力事業(yè)發(fā)展過程和電力工程實際中，科學(xué)研判工作中存在的各種問題，加強配網(wǎng)運行管理，科學(xué)采取針對性與合理化策略，提升配網(wǎng)運行的效率和穩(wěn)定性，提高供電的可靠性。