配电网用户供电可靠性计算与改进措施的研究

供电系统用户供电可靠性, 直接体现供电系统对用户的供电能力。提高供电系统用户供电可靠性水平, 是全社会共同的需要, 是落实电力工业科学发展观, 实现电力工业持续、快速、健康发展和构建和谐社会的需要。

1 主要停电原因及制约供电可靠性提高的因素

1.1 主要停电原因

要进一步提高供电可靠性, 首先须对停电原因进行分析。停电原因分类如下。

1.2 制约供电可靠性提高的因素

(1) 网架方面的制约因素。 (1) 尽管近几年通过大规模城网改造, 但局部环节依然薄弱。 (2) 有些供电企业线路装置新旧标准不统一, 部分老线路在装置配置上没有考虑带电作业的需要。 (2) 管理方面的制约因素。 (1) 某些供电企业的可靠性管理, 尚未做到与安全管理一样自上而下真正做到全员化。 (2) 不少供电企业配电网管理人员不足, 可靠性管理专职人员往往身兼数职。 (3) 一些供电企业, 对于供电可靠性指标仅仅考核了管理10kV线路的市区供电局, 却未把影响供电可靠性因素的所有单位全部纳入考核范围。 (3) 企业外部环境的制约因素。 (1) 随着城市建设改造步伐加快, 增加了各种外力破坏电力设施的几率。 (2) 户高配间内部故障, 殃及正线跳闸停电, 也影响了供电可靠性。

2 供电可靠性评价指标计算与分析

2.1 供电可靠性重要评价指标及计算公式[1]

2.1.1供电可靠率

供电可靠率——在统计期间内, 对用户有效供电时间总小时数与统计期间小时数的比值, 记作 (RS—1) 。

若不计系统电源不足限电时, 则记作 (RS—3) :

供电可靠率 (不计系统电源不足限电)

2.1.2用户平均停电时间

用户平均停电时间——用户在统计期间内的平均停电小时数, 记作 (AIHC—1) 。

若不计系统电源不足限电时, 则记作 (AIHC—3) :

用户平均停电时间 (不计系统电源不足限电) =用户平均停电时间-用户平均限电停电时间h/户 (2-4)

用户平均限电停电时间

2.1.3用户平均故障停电次数

用户平均故障停电次数——供电用户在统计期间内的平均故障停电次数, 记作 (AFTC) 。

2.1.4用户平均预安排停电次数

用户平均预安排停电次数——供电用户在统计期间内的平均预安排停电次数, 记作 (ASTC) 。

2.1.5用户平均预安排停电时间

用户平均预安排停电时间——在统计期间内, 每一用户的平均预安排停电小时数, 记作 (AIHC—S) 。

2.1.6用户平均预安排停电时间

2.1.7用户平均故障停电时间

用户平均故障停电时间——在统计期间内, 每一用户的平均故障停电小时数, 记作 (AIHC—F) 。

用户平均故障停电时间

2.1.8预安排停电平均持续时间

预安排停电平均持续时间——在统计期间内, 预安排停电的每次平均停电小时数, 记作 (MID—S) 。

2.1.9故障停电平均持续时间

故障停电平均持续时间——在统计期间内, 故障停电的每次平均停电小时数, 记作 (MID—F) 。

2.1.10预安排停电平均用户数

预安排停电平均用户数——在统计期间内, 平均每次预安排停电的用户数, 记作 (MIC—S) 。

2.1.11故障停电平均用户数

故障停电平均用户数——在统计期间内, 平均每次故障停电的用户数, 记作 (MIC—F) 。

3 10kV用户供电可靠性指标之间对比分析

(1) 用户平均停电时间与扣除电源不足限电后的用户平均停电时间进行对比。可以看出电源不足限电的影响, 然后对本年度电源不足限电的原因进行详细分析, 并与近几年限电进行对比。 (2) 用户平均故障停电次数与用户平均预安排停电次数进行对比。用户平均预安排停电次数主要体现年预安排工作管理水平, 用户平均故障停电次数主要体现电网设施管理维护水平及外部因素造成的故障停电影响。 (3) 用户平均预安排停电时间与用户平均故障停电时间进行对比。可以看出它们对用户年平均停电时间的影响程度。 (4) 预安排停电平均持续时间与故障停电平均持续时间进行对比。预安排停电平均持续时间主要反映本年度总体预安排工作的合理性;故障停电平均持续时间主要反映平均每次对故障停电恢复能力的水平。

(5) 预安排停电平均用户数与故障停电平均用户数进行对比。预安排停电平均用户数主要反映预安排工作的合理性;故障停电平均用户数反映配电网或上一级电网的结构水平。

4 供电可靠性的成本—效益分析

4.1 供电可靠性成本—效益分析的意义

采取哪种改善供电系统可靠性水平的措施, 才能够以合理的投资成本获得最佳的可靠性水平, 或者应该以多大的投资成本把可靠性提高到何种水平为最佳, 这些都需要通过可靠性成本—效益分析来进行决策。

4.2 供电可靠性成本—效益分析的理论基础

在图2所示的可靠性成本—效益分析曲线中, UC代表可靠性边际成本曲线;CC代表可靠性边际效益曲线;TC为边际供电总成本曲线。

当可靠性边际成本等于可靠性边际效益, 即曲线UC与CC相交时, 边际供电总成本最低, 为TCm, 这时所对应的可靠性水平Rm为最佳可靠性水平。

若供电系统投资不足, 设可靠性成本对应于曲线UC上的A点, 则相应的供电可靠性水平 (RL) 低于Rm, 结果导致边际供电总成本 (TCL) 高于TCm。

若供电系统投资过高, 设可靠性成本对应于曲线UC上的B点, 虽然相应的供电可靠性水平 (Rh) 高于Rm, 但边际供电总成本 (TCh) 仍然高于TCm。

因此, 只有当每增加一个单位供电可靠性水平所需的投资成本, 等于因该可靠性提高而获得的效益 (或由此减少的停电成本) 时, 即

式 (3-1) 中的BE为获得的效益, R为可靠性水平, C为投资成本。当满足式 (3-1) 时, 供电系统的边际供电总成本最低, 这时供电系统可靠性水平是最合理的。

上述是供电系统可靠性成本—效益分析意义和理论基础。实际供电系统可以借助计算机技术, 通过应用优化理论与方法, 在所开发的用于预测评估供电系统可靠性指标的软件系统中, 增加一个可靠性成本—效益分析计算模块即可。

5 日常生产中有关供电可靠性的改进措施

(1) 技术方面的改进措施。 (1) 加强和改善主网的建设。 (2) 优化配电网结构, 提高线路健康水平。 (3) 加强设备管理, 提高配网的科技含量。 (2) 管理方面的改进措施。 (1) 健全可靠性管理网络, 提高供电可靠性管理意识。 (2) 以供电可靠性为中心, 优化停电检修管理。 (3) 加强运行维护管理工作, 充实故障抢修力量。