劉儒，王巨豐，李小亮，周錦宏

(廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院，廣西 南寧 530004)

1 引言

準(zhǔn)確預(yù)測城市配電網(wǎng)的供電可靠性指標(biāo)是供電部門目標(biāo)管理工作的一個重要環(huán)節(jié)，在預(yù)測值的基礎(chǔ)上對供電可靠性目標(biāo)作出合理的規(guī)劃，通過優(yōu)化和改造電網(wǎng)架構(gòu)，依靠科技進步，落實管理工作來提升城市供電可靠性水平［1］。

2 配電網(wǎng)可靠性評估的基本指標(biāo)

系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)SAIFI［2］。它是指每個由系統(tǒng)供電的用戶在單位時間內(nèi)所遭受到的平均停電次數(shù)。可以用用戶停電總次數(shù)與用戶數(shù)之比表示，單位為:次/用戶·年。

λi和Ni分別為負荷點i的用戶停運率和用戶數(shù)。該指標(biāo)與《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評價規(guī)程》中的用戶平均次數(shù)指標(biāo)AITC－1含義相同［3］。

系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間SAIDI。它是指每個由系統(tǒng)供電的用戶在一年中所遭受的平均停電持續(xù)時間。可以用戶停電時間總和與用戶數(shù)之比表示，單位為:小時/用戶·年。

Ui是負荷點i平均年停運時間，單位為:小時/年。該指標(biāo)與《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評價規(guī)程》中的停電用戶平均停電時間指標(biāo)AIHC－1含義相同［3］。

用戶平均停電持續(xù)時間CAIDI，它是指在一年中被停電的用戶經(jīng)受的平均停電持續(xù)時間，可以用一年時間內(nèi)用戶停電持續(xù)時間的總和除以該年停電用戶總戶數(shù)求得，單位為:小時/用戶·年。

系統(tǒng)平均供電可用率指標(biāo)ASAI，以實際供電總時戶數(shù)與要求供電總時戶數(shù)之比表示，單位為:%。

該指標(biāo)與《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評價規(guī)程》中的供電可靠率RS－1相同［3］。

3 可靠性仿真設(shè)備數(shù)據(jù)

確定組成城市配網(wǎng)的各類一次設(shè)備的故障率、故障修復(fù)時間、操作時間等基礎(chǔ)可靠性統(tǒng)計數(shù)據(jù)是進行可靠性分析預(yù)測的前提和基礎(chǔ)。表1為2009年某城市配電網(wǎng)各類一次設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

表1 某城市10kV配電網(wǎng)的可靠性基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)

說明:λ1為以年為單位統(tǒng)計的單臺設(shè)備或每公里線路故障率(單位:次/公里·年);λ2為以年為單位統(tǒng)計的單臺設(shè)備或每公里線路預(yù)安排停電率(單位:次/公里·年);r1為單臺設(shè)備或線路一次修復(fù)時間(單位:小時/次);r2為設(shè)備或線路的預(yù)安排停電時間(單位:小時/次);t為故障定位和開關(guān)切換時間［4］(單位:小時)。

4 典型接線仿真圖

該城市10kV配電網(wǎng)采用的主要接線方式以單輻射、“2－1”單環(huán)網(wǎng)、“3－1”單環(huán)網(wǎng)為主，還有少量饋線采用兩供一備和三供一備的接線方式，但因為這兩種方式較少，不計入研究范圍。在ETAP軟件中建立的這3種線路的仿真模型圖如圖1～3所示［4］。

圖1單輻射線路中只有一個電源供電，主干線分為3段，分別為干線1、干線2、干線3。支線1～9分別T接于主干線后連接至帶負荷網(wǎng)絡(luò)的環(huán)網(wǎng)柜。環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)由配電變壓器、熔斷器、負荷等組成。

圖2的“2－1”單環(huán)網(wǎng)由雙電源供電，兩條主干線通過聯(lián)絡(luò)線進行供電負荷轉(zhuǎn)移。

圖1 單輻射線路仿真圖

圖2 “2－1”單環(huán)網(wǎng)仿真圖

圖3的“3－1”單環(huán)網(wǎng)模型中由三個電源供電，三條主干線通過聯(lián)絡(luò)線～聯(lián)絡(luò)線4和聯(lián)絡(luò)開關(guān)SW31、SW32、SW48、SW49完成線路之間的聯(lián)絡(luò)。

圖3 “3－1”單環(huán)網(wǎng)模型圖

5 供電可靠性指標(biāo)預(yù)測結(jié)果

以表1中該城市2009年配電網(wǎng)各類一次設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)位基準(zhǔn)，考慮各類設(shè)備元件檢修和不檢修兩種狀況，仿真計算出各項可靠性指標(biāo)［5－7］。最后根據(jù)上述3種典型接線的比例將表2～4的各項供電可靠性指標(biāo)加權(quán)形成總體指標(biāo)。3種典型接線的可靠性指標(biāo)仿真結(jié)果見表2～4。

表2 單輻射接線的可靠性評估

表3 “2－1”單環(huán)網(wǎng)接線的可靠性評估

表4 “3－1”單環(huán)網(wǎng)接線的可靠性評估

根據(jù)該城市“十二·五”配電網(wǎng)規(guī)劃預(yù)測，至2015年，該城市電網(wǎng)單輻射線路約占10.56%，“2－1”單環(huán)網(wǎng)約占61.58%，“3－1”單環(huán)網(wǎng)約占27.86%;架空線路數(shù)約占總線路數(shù)的33.29%，電纜約占66.71%。依照上面2015年城市配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)比例和3種典型接線的供電可靠性指標(biāo)進行加權(quán)平均，計算出2015年該城市配網(wǎng)總體可靠性評估指標(biāo)。計算結(jié)果見表5。

表5 城市配網(wǎng)總體可靠性評估預(yù)測結(jié)果

6 相應(yīng)改進措施

2010年該城市城區(qū)供電可靠率為99.8814%，用戶平均停電時間11.5282小時/戶，距離規(guī)劃仿真計算出的2015年供電可靠率99.957%，用戶平均停電時間3.7294小時/戶仍有一定差距。為了提高該城市城市供電可靠性，通過對仿真參數(shù)分析，提出如下改進措施。

(1)盡量減少設(shè)備線路故障停電檢修時間和預(yù)安排停電時間，有關(guān)責(zé)任部門要落實管理崗位，促使檢修工作計劃和故障停電時間可以規(guī)范、有序的開展。

(2)仿真結(jié)果中可以看出電纜線路較架空線路對提高供電可靠性效果明顯，應(yīng)加大電纜建設(shè)資金的投入，提高線路電纜化率。

(3)“2－1”和“3－1”單環(huán)網(wǎng)線路具有轉(zhuǎn)供能力，從仿真中可以看出它們的供電可靠性較單輻射高，所以要加快單輻射線路的改造，加強聯(lián)絡(luò)。

(4)在仿真過程中發(fā)現(xiàn)故障定位時間較長對供電可靠率也有一定的影響，所以應(yīng)加快實現(xiàn)電網(wǎng)自動化建設(shè)，實現(xiàn)對電網(wǎng)的信息化監(jiān)視，節(jié)省故障查找耗費的時間，全面應(yīng)用故障定位技術(shù)和加大相關(guān)檢測定位儀器的資金投入。

7 結(jié)束語

本文主要通過ETAP可靠性仿真軟件，根據(jù)某城市配網(wǎng)線路主要接線模式和設(shè)備的基本情況進行簡單的可靠性仿真分析，并依據(jù)仿真和預(yù)測結(jié)果提出相應(yīng)的改進措施，從而為城市未來可靠性水平達到要求提供基本的理論依據(jù)，具有一定參考價值。

［1］郭永基.電力系統(tǒng)可靠性分析［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2003.

［2］曹偉.10kV配電網(wǎng)規(guī)劃的供電可靠性評估和應(yīng)用［D］，湖南大學(xué)，2009.

［3］DLT836－2003供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評價規(guī)程［Z］.

［4］蔡澤祥，周全.配網(wǎng)接線方式對供電可靠性影響分析［J］.電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2010，22(4):85 －88.

［5］別朝紅，王秀麗，王錫凡.復(fù)雜配電系統(tǒng)的可靠性評估［J］.西安交通大學(xué)學(xué)報，2000，34(8):9 －13.

［6］別朝紅，王錫凡.配電系統(tǒng)的可靠性分析［J］.中國電力，1997，30(5):10－13.

［7］章文俊，程浩忠，程正敏，等.配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃研究綜述［J］.電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2008，20(5):16 －23，55.