配電網(wǎng)設(shè)備故障停電風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)評(píng)估分析

王若宇++陳光

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，無(wú)論是社會(huì)還是個(gè)人，對(duì)于電的質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)格。配電網(wǎng)作為電能輸送最重要的環(huán)節(jié)，起著至關(guān)重要的作用。本論文會(huì)細(xì)致分析配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，確定運(yùn)行狀況對(duì)于提高供電可靠性具有非常重要的意義；另外還會(huì)提出設(shè)備故障的內(nèi)部和外部風(fēng)險(xiǎn)源，并進(jìn)行概率分析；著重研究惡劣天氣對(duì)配電網(wǎng)的影響；實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備故障停電風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)評(píng)估。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；設(shè)備故障；停電；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；實(shí)時(shí)分析

中圖分類號(hào)：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）20-0106-01

電力企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)是確保廣大向用戶用電安全的前提和保障，但是在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，有些因素會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)設(shè)備出現(xiàn)故障，從而帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)，例如供電不足或中斷等情況，給人們的生活和國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成嚴(yán)重?fù)p失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障而停電時(shí)，對(duì)用戶居民的影響是最突出的。實(shí)踐表明，影響居民停電的主要故障，都是發(fā)生在配電網(wǎng)故障。因此，進(jìn)一步完善配電網(wǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)評(píng)估和檢修，并主動(dòng)采取相應(yīng)措施調(diào)節(jié)，能夠有效讓故障風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)備損失降到最低，從而提高配電網(wǎng)設(shè)備的供電可靠性能。

1 配電網(wǎng)設(shè)備故障停電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估概述

配電網(wǎng)設(shè)備故障主要是由于以下兩個(gè)原因：其一就是電氣設(shè)備發(fā)生停車以及故障發(fā)生概率，其二就是故障停電對(duì)用戶的影響程度。如果我們把配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)為X1，用t來(lái)表示某一個(gè)特定時(shí)刻，我們就可以用下式表示設(shè)備故障發(fā)生時(shí)的概率與影響程度相乘風(fēng)險(xiǎn)。

P（X1I￡）= R。（Xit）L（X。）

其中，用P（X1I￡）代表的是t時(shí)刻的設(shè)備X。所能發(fā)生故障時(shí)的概率；L（X。）代表的是設(shè)備X的停電時(shí)的實(shí)際影響程度；R。（Xi）則代表的是t時(shí)刻X。所發(fā)生的故障停電風(fēng)險(xiǎn)值。

所以說(shuō)，在對(duì)配電網(wǎng)的設(shè)備故障進(jìn)行具體的評(píng)估分析時(shí)，必須要第一時(shí)間掌握和了解設(shè)備發(fā)生故障時(shí)的概率和停電時(shí)的影響程度。設(shè)備由于故障而產(chǎn)生的影響程度越高，那么發(fā)生故障概率的程度就會(huì)水漲船高，其風(fēng)險(xiǎn)也就會(huì)隨之越大，因此，必須要引起足夠的重視，同時(shí)還要采取行之有效的防范措施。

2 配電網(wǎng)設(shè)備故障停電風(fēng)險(xiǎn)源及概率分析

眾所周知，任何設(shè)備故障都是由內(nèi)外兩種因素共同作用產(chǎn)生的結(jié)果。內(nèi)部因素主要包括了電氣設(shè)備自身的物理屬性和原因，以及設(shè)備在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中的過(guò)負(fù)荷故障等因素；外部原因有風(fēng)雨雪電等天氣狀況的影響及某些施工的損毀等。這些因素都成為配電網(wǎng)設(shè)備故障停電的風(fēng)險(xiǎn)源。

2.1 內(nèi)部因素

設(shè)備自身故障率，設(shè)備本身總會(huì)存在故障率。一般認(rèn)為，很多零件的故障率呈浴盆狀，饋線上的每一個(gè)設(shè)備，它們故障率的變化通常都會(huì)分為3個(gè)階段，及下降階段I和不變階段Ⅱ以及上升階段3個(gè)不同的階段。下降階段I的范圍處于設(shè)備的磨合階段，因此，故障率是呈逐漸下降的趨勢(shì)，其特點(diǎn)就是往往會(huì)高于平穩(wěn)的故障率。而對(duì)于部分Ⅲ，設(shè)備故障率則一直呈上升趨勢(shì)，原因在于設(shè)備的使用年限時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)備老化嚴(yán)重。

設(shè)備過(guò)負(fù)荷故障率，配電網(wǎng)設(shè)備過(guò)負(fù)荷運(yùn)行出現(xiàn)故障的情況并不是百分之百的。通常情況下過(guò)負(fù)荷的水平和設(shè)備故障都是成正向關(guān)系。過(guò)負(fù)荷的水平變化會(huì)直接導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障。當(dāng)設(shè)備電流量小于等于額定電流量時(shí)，就會(huì)很少發(fā)生設(shè)備故障；隨著設(shè)備電流量的增多，設(shè)備故障的概率就會(huì)隨之變大，且概率增加速率逐漸加快。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障評(píng)估時(shí)，配電網(wǎng)設(shè)備過(guò)負(fù)荷引起的設(shè)備故障率可以在設(shè)備自身故障率之上再加入設(shè)備的過(guò)負(fù)荷值，然后根據(jù)效用函數(shù)，計(jì)算出過(guò)負(fù)荷引發(fā)設(shè)備故障的概率。

2.2 外部因素

風(fēng)雨雪電也會(huì)使配電網(wǎng)設(shè)備遭到破壞，從而帶來(lái)一定故障風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)研究，若統(tǒng)計(jì)期中發(fā)生惡劣天氣的次數(shù)分別為Ⅳ1和Ⅳ2，配電網(wǎng)中的設(shè)備總和為Ⅳ3，惡劣天氣引起的設(shè)備故障次數(shù)分別為Ⅳc1和Ⅳ伽，就可以得出因?yàn)閻毫犹鞖庖鸬脑O(shè)備故障率。

3 惡劣天氣對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備故障的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

3.1 惡劣天氣概括及對(duì)配電網(wǎng)影響

在氣象學(xué)中，惡劣天氣通常指發(fā)生突然且劇烈的災(zāi)害性天氣。在此條件下，配電網(wǎng)承受各種各樣的壓力，如大風(fēng)的強(qiáng)烈吹動(dòng)，雨雪的附著侵蝕，雷電擊中等。配電網(wǎng)設(shè)備的故障率在此條件下會(huì)有著各種各樣的規(guī)律。而多種惡劣天氣可能會(huì)同時(shí)發(fā)生，如雨雪同時(shí)出現(xiàn)和大雨與雷電同時(shí)出現(xiàn)等。多種惡劣天氣同時(shí)出現(xiàn)對(duì)于配電網(wǎng)設(shè)備的影響更大，且呈現(xiàn)出非線性的特征。

3.2 惡劣天氣下配網(wǎng)設(shè)備模型

現(xiàn)有資料中，文獻(xiàn)提出了以下幾種設(shè)備評(píng)估模型。最優(yōu)潮流停電模型：只適合某些故障情況下的配電網(wǎng)停電風(fēng)險(xiǎn)分析。元件聯(lián)失效模型：不能指出配電網(wǎng)的具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，只考慮了元件失效造成的級(jí)聯(lián)故障。小世界網(wǎng)絡(luò)模型：沒(méi)有指出設(shè)備關(guān)鍵程度的不一樣，只是想到了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。另外還有曼徹斯特模型及傳統(tǒng)電網(wǎng)連鎖故障事故連模型。綜上所述，這些模型沒(méi)有將惡劣天氣這個(gè)外部因素考慮進(jìn)去，從而造成了以上這些模型無(wú)法適應(yīng)惡劣天氣下配電網(wǎng)設(shè)備故障的復(fù)雜多變性特點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐表明，對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備的故障停電風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估分析，就能夠大大加強(qiáng)了配電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性和可靠性，所以就會(huì)極大程度的降低了設(shè)備故障。本論文結(jié)合實(shí)時(shí)概率值，并根據(jù)設(shè)備故障停電的不同影響因素，算出了某時(shí)刻設(shè)備停電故障的風(fēng)險(xiǎn)值。設(shè)備故障率全面結(jié)合了某時(shí)刻系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和內(nèi)外部因素，根據(jù)狀態(tài)變量的輸入得出故障概率。最后，重點(diǎn)分析了惡劣天氣對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備故障停電的各種影響，并列舉了惡劣天氣下配電網(wǎng)設(shè)備的各種不同的模型以及自身的優(yōu)缺點(diǎn)，來(lái)理清惡劣天氣對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備的故障率，因此得到了某點(diǎn)設(shè)備故障停電的不同風(fēng)險(xiǎn)值。

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