摘要：提升配電網(wǎng)運行可靠性，有利于保障用戶用電質(zhì)量，使配電網(wǎng)保持持穩(wěn)狀態(tài)。本文簡要分析了配電網(wǎng)運行可靠性評價方法，并結(jié)合影響因素提出優(yōu)化建議，即加強配電網(wǎng)科學(xué)維護、合理應(yīng)用自動化技術(shù)、完善網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)等對策，有效改善配電網(wǎng)運行可靠性，繼而滿足電力系統(tǒng)運行需求，促進電力事業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；大數(shù)據(jù)；仿真模型

DOI：10.12433/zgkjtz.20232434

一、配電網(wǎng)運行可靠性評價方法

（一）負荷點評價法

在分析配電網(wǎng)運行可靠性時，需積極對其進行客觀評價，一般普遍應(yīng)用負荷點評價法，通過對負荷點可靠性指標的量化統(tǒng)計即可知曉配電網(wǎng)運行狀態(tài)是否符合既定要求。負荷點可靠性可以利用平均停電持續(xù)時間（λ）、平均故障率（γ）進行輔助參考。通常情況下，在配電網(wǎng)運行期間多以輻射型線路為連接載體，而后在各元件保持和諧狀態(tài)下提升供電質(zhì)量。在可靠性評價階段具體可參考下列公式求取λ值和γ值：

其中，λi、γi表示配電網(wǎng)出現(xiàn)停電故障后負荷點停電頻率與恢復(fù)供電時間平均值。往往隨著負荷點等效停電率的增加而出現(xiàn)高頻停電現(xiàn)象，即表明當前配電網(wǎng)運行可靠性處于下降趨勢。因此，在提升運行可靠性時理應(yīng)有效控制負荷點停電頻率。

（二）運行系統(tǒng)評價法

除了單獨關(guān)注負荷點可靠性外，還可通過對運行系統(tǒng)可靠性的評價掌握可靠性改善方向。在評價運行系統(tǒng)可靠性時，可以參照下列公式整理評價指標，有利于找準優(yōu)化方向。同時，此評價法多以宏觀視角予以評估，更易體現(xiàn)運行特征。

其中，SAIFI指代系統(tǒng)平均停電頻率，為全年總用戶停電等值次數(shù)為用戶總數(shù)；U為用戶等值停電時間電壓總數(shù)（系統(tǒng)運行一年時間以后）；SAIDI為平均停電持續(xù)時間，表示一年時間里用戶等值停電時間總數(shù)、用戶總數(shù)。

在評價可靠性時，多采用建模法，輸入相關(guān)數(shù)據(jù)（實時故障率、模型數(shù)據(jù)），而后確定負荷點分布范圍，并按照出現(xiàn)點整理有用數(shù)據(jù)，隨即在向上回溯分析中對可靠性評價指標加以計算，并結(jié)合負荷點平均停電持續(xù)時間，對配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性予以分析，之后可根據(jù)評價結(jié)果確定提升可靠性實踐措施。

二、配電網(wǎng)運行可靠性影響因素

（一）配電網(wǎng)設(shè)備故障

在配電網(wǎng)運行過程中，其可靠性常受諸多因素影響，要想進一步提升運行可靠性，應(yīng)先分析影響范疇，結(jié)合相關(guān)因素確定優(yōu)化思路。其中，比較關(guān)鍵的影響因素為設(shè)備故障，一旦配電網(wǎng)連接設(shè)備出現(xiàn)故障問題，將難以繼續(xù)表現(xiàn)持穩(wěn)運行優(yōu)勢。一方面，源于設(shè)備安裝不當，或者配備的線路容量不符；另一方面，與設(shè)備質(zhì)量檢查不到位有關(guān)，造成設(shè)備在缺乏合理運行保障時，影響配電網(wǎng)運行的可靠性。

（二）配電網(wǎng)技術(shù)水平

在新技術(shù)背景下，配電網(wǎng)運行時應(yīng)逐漸具備自動化運行特征。然而，在配電網(wǎng)自動化技術(shù)水平不高時，將加大人工操作的負擔，尤其是在出現(xiàn)運行故障時，往往需要調(diào)配大量人力從事檢修工作，繼而延長停電整修周期，并且不利于實時獲取運行數(shù)據(jù)，不利于可靠運行。特別是在城郊地區(qū)分布的配電網(wǎng)系統(tǒng)，還會受復(fù)雜環(huán)境的干擾增加檢修難度，若一味以傳統(tǒng)技術(shù)手段開展常規(guī)配電網(wǎng)運行調(diào)節(jié)工作，將違背高效運行原則，此時應(yīng)當及時引進新技術(shù)，借此提高配電網(wǎng)自動化運行水平，從技術(shù)層面改善運行現(xiàn)狀。

（三）配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲

配電網(wǎng)是否能夠?qū)崿F(xiàn)可靠運行，還與網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)有一定關(guān)聯(lián)，甚至在結(jié)構(gòu)缺陷下也會誘發(fā)供電風險。比如，在配電網(wǎng)設(shè)計環(huán)節(jié)，其網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)往往需要同地形特征產(chǎn)生較高契合度，并且安裝各配電網(wǎng)連接元件時，也要具有良好的運行狀態(tài)，通常在不規(guī)范結(jié)構(gòu)條件下，將增加運行風險可能性。此外，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)具備分布廣泛特征，如若因結(jié)構(gòu)不完備而出現(xiàn)停電事故，將導(dǎo)致周邊區(qū)域均受其影響難以正常供電，最終影響用戶用電質(zhì)量。

三、提升配電網(wǎng)運行可靠性的有效對策

（一）加強配電網(wǎng)科學(xué)維護

1.日常區(qū)域巡視

要有效提升配電網(wǎng)運行可靠性，就要從配電網(wǎng)設(shè)備故障方面采取有效措施降低故障風險，隨即改善配電網(wǎng)運行條件。在應(yīng)對故障隱患時，應(yīng)在尚未出現(xiàn)大規(guī)模停電故障前及時安排專業(yè)人員開展日常區(qū)域巡視工作，并根據(jù)巡視結(jié)果判定配電網(wǎng)運行可靠性達標度。一般情況下，區(qū)域巡視實為了有效消除配電網(wǎng)設(shè)備運行缺陷，實時掌握配電網(wǎng)運行現(xiàn)場環(huán)境特征，促進配電網(wǎng)安全運行。

2.記錄系統(tǒng)數(shù)據(jù)

在有效提升配電網(wǎng)運行可靠性期間，還需要準確記錄系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，根據(jù)對記錄數(shù)據(jù)的綜合分析推動配電網(wǎng)持久性保持穩(wěn)定運行狀態(tài)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時記錄均可成為評估運行可靠性的關(guān)鍵憑證，從而結(jié)合記錄結(jié)果確定管理周期，若記錄后發(fā)現(xiàn)停電頻率較高，應(yīng)及時找到引起停電故障的具體原因，而后利用有效措施修復(fù)系統(tǒng)，從而減少停電次數(shù)。在數(shù)據(jù)記錄環(huán)節(jié)，相關(guān)人員還應(yīng)參照數(shù)據(jù)類別有序記錄，如從氣象信息、配電網(wǎng)規(guī)劃報告中獲取的溫度、濕度、日照強度、氣壓、地理位置等環(huán)境數(shù)據(jù)；從電能質(zhì)量監(jiān)測管理系統(tǒng)中查閱的電壓、檢修狀態(tài)、三相電流等實時運行數(shù)據(jù)；從營銷業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、負荷控制系統(tǒng)中記錄的負荷點信息、負荷大小預(yù)測值等，這些負荷數(shù)據(jù)同樣能夠作為輔助專業(yè)人員了解運行可靠性達標情況的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。經(jīng)過對綜合數(shù)據(jù)的精準分析，才能充分解讀現(xiàn)下運行中的配電網(wǎng)狀態(tài)。

3.制定應(yīng)急預(yù)案

關(guān)于配電網(wǎng)運行可靠性的有效提升，秉承著早期防范原則制定應(yīng)急預(yù)案，在尚未出現(xiàn)重大停電事故或配電網(wǎng)運行異常情況時，可通過應(yīng)急預(yù)案最大化降低配電損失。結(jié)合天氣條件出具專項應(yīng)急預(yù)案，如臺風高發(fā)地區(qū)或臨海地區(qū)，應(yīng)在臺風、海潮未來臨前下達應(yīng)急處理備用決策，并在災(zāi)害發(fā)生時立即啟動應(yīng)急預(yù)案，由此保證在惡劣條件下配電網(wǎng)系統(tǒng)依舊保持穩(wěn)運行狀態(tài)，不受外在環(huán)境影響出現(xiàn)運行波動問題。

另外，在實現(xiàn)可靠配電目標時，還應(yīng)提前安裝無功補償裝置，經(jīng)過分級補償服務(wù)，促使電能得到合理調(diào)配，給予優(yōu)質(zhì)供電服務(wù)。在安裝無功補償裝置時，應(yīng)先行按照低壓側(cè)補償形式，促使變壓器獲取無功補償，致使其負載自然功率因數(shù)在0.85左右，高壓側(cè)宜保持0.95以下。同時，若配電網(wǎng)運行服務(wù)范圍廣泛，還可增設(shè)高壓電容器，以10%變壓器容量予以裝配，經(jīng)過無功補償裝置的有力輔助，即可促使配電網(wǎng)設(shè)備實現(xiàn)高效運行，促進電能充分傳輸。同時，在制定應(yīng)急預(yù)案時，還應(yīng)可以從抗雷擊方向促使配電網(wǎng)運行時體現(xiàn)出抗雷擊優(yōu)勢，如利用瓷橫擔絕緣子，而且需考慮在出現(xiàn)雷擊事故造成配電網(wǎng)設(shè)備損壞、線路故障等諸多后果的處理措施。

（二）合理應(yīng)用自動化技術(shù)

1.大數(shù)據(jù)技術(shù)

配電網(wǎng)運行可靠性與自動化技術(shù)水平存在緊密關(guān)聯(lián)，故而可以通過應(yīng)用自動化技術(shù)，使配電網(wǎng)在技術(shù)指引下可靠運行。在自動化運行中應(yīng)充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)獲取豐富的運行數(shù)據(jù)，而后根據(jù)運行數(shù)據(jù)反饋結(jié)果找到影響運行可靠性的具體因素，并在下達自動化修復(fù)、自動化處理、自動化管理等指令后改善配電網(wǎng)運行質(zhì)量。事實上，大數(shù)據(jù)技術(shù)的運用剛好可以滿足上述提及的數(shù)據(jù)記錄需求，以大數(shù)據(jù)平臺實時記錄所需數(shù)據(jù)，并在大數(shù)據(jù)分析技術(shù)助力下反映配電網(wǎng)負荷水平，從中界定可靠性程度。從相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用借助智能表，以200kHz采樣頻率獲取配電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，而且還能在豐富采樣渠道內(nèi)整理采樣數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)中心建立數(shù)據(jù)共享關(guān)系。

2.電壓暫降識別技術(shù)

在配電網(wǎng)運行階段遭受停電事故，可能會對供電質(zhì)量產(chǎn)生影響，故而提升配電網(wǎng)運行可靠性具有一定必要性。在應(yīng)用自動化技術(shù)改善配電網(wǎng)運行狀態(tài)時，還可運用電壓暫降識別技術(shù)，該技術(shù)實際應(yīng)用環(huán)節(jié)需先行選擇電壓暫降源候選區(qū)，即根據(jù)下列公式確定電壓暫降方向。即

其中，ΔUd1、ΔUp1為電壓暫降發(fā)生前、發(fā)生中正序電壓；ΔId1、ΔIp1為對應(yīng)正序電流；θ為ΔU1與ΔI1時超過的角度，當計算分析后得出ΔPc1在0以上，此時顯示配電網(wǎng)電壓暫降處于上游位置；反之，在下游。若以負序電壓、負序電流加以分析，則電壓暫降位置剛好與之相反。經(jīng)過對上下游相關(guān)性的精準定位，即可準確識別電壓暫降候選區(qū)。電壓暫降識別后能夠掌握配電網(wǎng)異常運行原因及其位置，能通過對電壓暫降節(jié)點分布情況進行故障定位。

（三）完善網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

1.構(gòu)建元件仿真模型

為消除配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)對運行可靠性的負面影響，可以采取建模方法構(gòu)建元件仿真模型，而后優(yōu)化拓撲結(jié)構(gòu)，使之在合理結(jié)構(gòu)下保持良好狀態(tài)。一般在建模期間關(guān)于元件仿真模型通常根據(jù)設(shè)備故障率

λ（s）對當前仿真模型內(nèi)故障隱患數(shù)量予以預(yù)估。

其中s、K、C代表設(shè)備健康度、比例系數(shù)及曲率參數(shù)。

在分析仿真模型中結(jié)構(gòu)分布特征時，根據(jù)設(shè)備運行狀態(tài)掌握與故障隱患的相關(guān)性，從正常運行到重大異常運行事件，可經(jīng)過對仿真模型結(jié)構(gòu)可行性的綜合分析提出優(yōu)化對策，促使改善后的拓撲結(jié)構(gòu)產(chǎn)生指引效果。為直觀通過仿真模型掌握故障設(shè)備情況，還可結(jié)合故障設(shè)備量（N0）加以分析：

N1、N2、N3、N4代表四個健康度下設(shè)備量，f（di，θi）表示氣象條件下對應(yīng)的設(shè)備故障率函數(shù)。當相關(guān)人員能夠從仿真模型中預(yù)判故障設(shè)備率后，可對影響配電網(wǎng)設(shè)備運行健康度的氣象條件相關(guān)性予以分析，從氣象環(huán)境層面找到應(yīng)對措施。配電網(wǎng)在運行中只有得到仿真模型重要指導(dǎo)，才能掌握影響運行可靠性的具體因素，得出可行性提升決策。

在以仿真分析算法對配電網(wǎng)運行可靠性有效提升路徑加以討論時，還可直接建立基于全網(wǎng)數(shù)據(jù)的仿真模型。此模型涵蓋應(yīng)用層、平臺層以及數(shù)據(jù)層結(jié)構(gòu)，能在多層結(jié)構(gòu)中促使配電網(wǎng)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)得到仿真分析，同時具備網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和故障分析功能，可適當創(chuàng)造便捷化運行分析條件，因此，此種仿真設(shè)計方式可以指引配電網(wǎng)進行數(shù)字化仿真分析，相比傳統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)形成的元件仿真模型擁有更廣泛范圍，并且可以聯(lián)合監(jiān)控系統(tǒng)，以軟硬件聯(lián)合操作方法促使配電網(wǎng)始終在可靠的運行環(huán)境下保有良好運行狀態(tài)。仿真模型往往帶有超前預(yù)判作用，在整理配電網(wǎng)運行缺陷數(shù)據(jù)時，也能對元件連接情況加以整合處理。因此，在建模時要善于選擇先進技術(shù)構(gòu)建完備仿真模型，獲取可靠數(shù)據(jù)，將仿真數(shù)據(jù)作為配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)改造的依據(jù)。

2.維持設(shè)備健康狀態(tài)

提升配電網(wǎng)運行可靠性，主要以縮短停電時間、降低設(shè)備故障風險為主，故而在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)期間，應(yīng)當進一步維持設(shè)備健康狀態(tài)。通過維持配電網(wǎng)設(shè)備健康狀態(tài)控制停電周期時，應(yīng)當以多層次拓撲結(jié)構(gòu)為主，以負荷點分布距離為主，促使設(shè)備在均勻負荷下免遭停運風險。健康狀態(tài)包括不停運和無故障。因設(shè)備停運和設(shè)備發(fā)生故障都會造成配電網(wǎng)最終難以穩(wěn)定運行，故此可借助隔離裝置對負荷點到達配電網(wǎng)前端之間的路段予以有效分隔，使之不因負荷運行不均而引起設(shè)備異常運行后果。在規(guī)避設(shè)備停運風險時，也要注重設(shè)備檢修，尤其是與設(shè)備連接的纜線，應(yīng)加強線路規(guī)范性調(diào)節(jié)。

以10kV配電網(wǎng)為例，按照傳統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)很難促使設(shè)備達到預(yù)期運行效果，此時需從設(shè)備運行安全水平、運行持穩(wěn)性上予以分析，可以運用GIS網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，保證設(shè)備在改進后拓撲結(jié)構(gòu)輔助下保有最佳運行狀態(tài)。另外，還要知曉用電高峰期，促使設(shè)備在運行時，能隨時結(jié)合用戶實際用電需求發(fā)揮顯著作用。在檢修時，要借助拉線加固、電桿加固等方法，改善設(shè)備運行環(huán)境，特別是在雨水充沛的地區(qū)，配電網(wǎng)運行時務(wù)必注重電桿牢固度，以免影響配電網(wǎng)安全運行。

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作者簡介：林?。?988），男，吉林省長春市人，本科，工程師，研究方向為電力施工技術(shù)及經(jīng)濟管理。