摘要：提升配電網(wǎng)運(yùn)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(jiǎn)要分析了配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)方法，并結(jié)合影響因素提出優(yōu)化建議，即加強(qiáng)配電網(wǎng)科學(xué)維護(hù)、合理應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)、完善網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等對(duì)策，有效改善配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性，繼而滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行需求，促進(jìn)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(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)方法

（一）負(fù)荷點(diǎn)評(píng)價(jià)法

在分析配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性時(shí)，需積極對(duì)其進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，一般普遍應(yīng)用負(fù)荷點(diǎn)評(píng)價(jià)法，通過(guò)對(duì)負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)的量化統(tǒng)計(jì)即可知曉配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)是否符合既定要求。負(fù)荷點(diǎn)可靠性可以利用平均停電持續(xù)時(shí)間（λ）、平均故障率（γ）進(jìn)行輔助參考。通常情況下，在配電網(wǎng)運(yùn)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(píng)價(jià)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(fù)荷點(diǎn)停電頻率與恢復(fù)供電時(shí)間平均值。往往隨著負(fù)荷點(diǎn)等效停電率的增加而出現(xiàn)高頻停電現(xiàn)象，即表明當(dāng)前配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性處于下降趨勢(shì)。因此，在提升運(yùn)行可靠性時(shí)理應(yīng)有效控制負(fù)荷點(diǎn)停電頻率。

（二）運(yùn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)法

除了單獨(dú)關(guān)注負(fù)荷點(diǎn)可靠性外，還可通過(guò)對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)可靠性的評(píng)價(jià)掌握可靠性改善方向。在評(píng)價(jià)運(yùn)行系統(tǒng)可靠性時(shí)，可以參照下列公式整理評(píng)價(jià)指標(biāo)，有利于找準(zhǔn)優(yōu)化方向。同時(shí)，此評(píng)價(jià)法多以宏觀視角予以評(píng)估，更易體現(xiàn)運(yùn)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(shí)間電壓總數(shù)（系統(tǒng)運(yùn)行一年時(shí)間以后）；SAIDI為平均停電持續(xù)時(shí)間，表示一年時(shí)間里用戶等值停電時(shí)間總數(shù)、用戶總數(shù)。

在評(píng)價(jià)可靠性時(shí)，多采用建模法，輸入相關(guān)數(shù)據(jù)（實(shí)時(shí)故障率、模型數(shù)據(jù)），而后確定負(fù)荷點(diǎn)分布范圍，并按照出現(xiàn)點(diǎn)整理有用數(shù)據(jù)，隨即在向上回溯分析中對(duì)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)加以計(jì)算，并結(jié)合負(fù)荷點(diǎn)平均停電持續(xù)時(shí)間，對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性予以分析，之后可根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果確定提升可靠性實(shí)踐措施。

二、配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性影響因素

（一）配電網(wǎng)設(shè)備故障

在配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，其可靠性常受諸多因素影響，要想進(jìn)一步提升運(yùn)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(wèn)題，將難以繼續(xù)表現(xiàn)持穩(wěn)運(yùn)行優(yōu)勢(shì)。一方面，源于設(shè)備安裝不當(dāng)，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(yùn)行保障時(shí)，影響配電網(wǎng)運(yùn)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(yùn)行時(shí)應(yīng)逐漸具備自動(dòng)化運(yùn)行特征。然而，在配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)水平不高時(shí)，將加大人工操作的負(fù)擔(dān)，尤其是在出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)，往往需要調(diào)配大量人力從事檢修工作，繼而延長(zhǎng)停電整修周期，并且不利于實(shí)時(shí)獲取運(yùn)行數(shù)據(jù)，不利于可靠運(yùn)行。特別是在城郊地區(qū)分布的配電網(wǎng)系統(tǒng)，還會(huì)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(kāi)展常規(guī)配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)工作，將違背高效運(yùn)行原則，此時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)引進(jìn)新技術(shù)，借此提高配電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行水平，從技術(shù)層面改善運(yùn)行現(xiàn)狀。

（三）配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

配電網(wǎng)是否能夠?qū)崿F(xiàn)可靠運(yùn)行，還與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有一定關(guān)聯(lián)，甚至在結(jié)構(gòu)缺陷下也會(huì)誘發(fā)供電風(fēng)險(xiǎn)。比如，在配電網(wǎng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(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(shí)，也要具有良好的運(yùn)行狀態(tài)，通常在不規(guī)范結(jié)構(gòu)條件下，將增加運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)可能性。此外，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(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(yùn)行可靠性的有效對(duì)策

（一）加強(qiáng)配電網(wǎng)科學(xué)維護(hù)

1.日常區(qū)域巡視

要有效提升配電網(wǎng)運(yùn)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(fēng)險(xiǎn)，隨即改善配電網(wǎng)運(yùn)行條件。在應(yīng)對(duì)故障隱患時(shí)，應(yīng)在尚未出現(xiàn)大規(guī)模停電故障前及時(shí)安排專業(yè)人員開(kāi)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(yùn)行可靠性達(dá)標(biāo)度。一般情況下，區(qū)域巡視實(shí)為了有效消除配電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行缺陷，實(shí)時(shí)掌握配電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境特征，促進(jìn)配電網(wǎng)安全運(yùn)行。

2.記錄系統(tǒng)數(shù)據(jù)

在有效提升配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性期間，還需要準(zhǔn)確記錄系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)對(duì)記錄數(shù)據(jù)的綜合分析推動(dòng)配電網(wǎng)持久性保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄均可成為評(píng)估運(yùn)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(shí)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(bào)告中獲取的溫度、濕度、日照強(qiáng)度、氣壓、地理位置等環(huán)境數(shù)據(jù)；從電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)中查閱的電壓、檢修狀態(tài)、三相電流等實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)；從營(yíng)銷業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、負(fù)荷控制系統(tǒng)中記錄的負(fù)荷點(diǎn)信息、負(fù)荷大小預(yù)測(cè)值等，這些負(fù)荷數(shù)據(jù)同樣能夠作為輔助專業(yè)人員了解運(yùn)行可靠性達(dá)標(biāo)情況的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)對(duì)綜合數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析，才能充分解讀現(xiàn)下運(yùn)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(yùn)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(yùn)行異常情況時(shí)，可通過(guò)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(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，如臺(tái)風(fēng)高發(fā)地區(qū)或臨海地區(qū)，應(yīng)在臺(tái)風(fēng)、海潮未來(lái)臨前下達(dá)應(yīng)急處理備用決策，并在災(zāi)害發(fā)生時(shí)立即啟動(dòng)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(yùn)行狀態(tài)，不受外在環(huán)境影響出現(xiàn)運(yùn)行波動(dòng)問(wèn)題。

另外，在實(shí)現(xiàn)可靠配電目標(biāo)時(shí)，還應(yīng)提前安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，經(jīng)過(guò)分級(jí)補(bǔ)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(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)，應(yīng)先行按照低壓側(cè)補(bǔ)償形式，促使變壓器獲取無(wú)功補(bǔ)償，致使其負(fù)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(shí)，若配電網(wǎng)運(yùn)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(guò)無(wú)功補(bǔ)償裝置的有力輔助，即可促使配電網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行，促進(jìn)電能充分傳輸。同時(shí)，在制定應(yīng)急預(yù)案時(shí)，還應(yīng)可以從抗雷擊方向促使配電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)體現(xiàn)出抗雷擊優(yōu)勢(shì)，如利用瓷橫擔(dān)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(dòng)化技術(shù)

1.大數(shù)據(jù)技術(shù)

配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性與自動(dòng)化技術(shù)水平存在緊密關(guān)聯(lián)，故而可以通過(guò)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，使配電網(wǎng)在技術(shù)指引下可靠運(yùn)行。在自動(dòng)化運(yùn)行中應(yīng)充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)獲取豐富的運(yùn)行數(shù)據(jù)，而后根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)反饋結(jié)果找到影響運(yùn)行可靠性的具體因素，并在下達(dá)自動(dòng)化修復(fù)、自動(dòng)化處理、自動(dòng)化管理等指令后改善配電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。事實(shí)上，大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)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(tái)實(shí)時(shí)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(fù)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(yùn)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(shí)別技術(shù)

在配電網(wǎng)運(yùn)行階段遭受停電事故，可能會(huì)對(duì)供電質(zhì)量產(chǎn)生影響，故而提升配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性具有一定必要性。在應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)改善配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，還可運(yùn)用電壓暫降識(shí)別技術(shù)，該技術(shù)實(shí)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(duì)應(yīng)正序電流；θ為ΔU1與ΔI1時(shí)超過(guò)的角度，當(dāng)計(jì)算分析后得出ΔPc1在0以上，此時(shí)顯示配電網(wǎng)電壓暫降處于上游位置；反之，在下游。若以負(fù)序電壓、負(fù)序電流加以分析，則電壓暫降位置剛好與之相反。經(jīng)過(guò)對(duì)上下游相關(guān)性的精準(zhǔn)定位，即可準(zhǔn)確識(shí)別電壓暫降候選區(qū)。電壓暫降識(shí)別后能夠掌握配電網(wǎng)異常運(yùn)行原因及其位置，能通過(guò)對(duì)電壓暫降節(jié)點(diǎn)分布情況進(jìn)行故障定位。

（三）完善網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(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?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)運(yùn)行可靠性的負(fù)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?fù)浣Y(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(duì)當(dāng)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(shí)，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)掌握與故障隱患的相關(guān)性，從正常運(yùn)行到重大異常運(yùn)行事件，可經(jīng)過(guò)對(duì)仿真模型結(jié)構(gòu)可行性的綜合分析提出優(yōu)化對(duì)策，促使改善后的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生指引效果。為直觀通過(guò)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(gè)健康度下設(shè)備量，f（di，θi）表示氣象條件下對(duì)應(yīng)的設(shè)備故障率函數(shù)。當(dāng)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(duì)影響配電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)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(duì)措施。配電網(wǎng)在運(yùn)行中只有得到仿真模型重要指導(dǎo)，才能掌握影響運(yùn)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(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性有效提升路徑加以討論時(shí)，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(tái)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(shí)具備網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和故障分析功能，可適當(dāng)創(chuàng)造便捷化運(yùn)行分析條件，因此，此種仿真設(shè)計(jì)方式可以指引配電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)字化仿真分析，相比傳統(tǒng)拓?fù)浣Y(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(yùn)行環(huán)境下保有良好運(yùn)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(yùn)行缺陷數(shù)據(jù)時(shí)，也能對(duì)元件連接情況加以整合處理。因此，在建模時(shí)要善于選擇先進(jìn)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(yùn)行可靠性，主要以縮短停電時(shí)間、降低設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)為主，故而在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)期間，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步維持設(shè)備健康狀態(tài)。通過(guò)維持配電網(wǎng)設(shè)備健康狀態(tài)控制停電周期時(shí)，應(yīng)當(dāng)以多層次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為主，以負(fù)荷點(diǎn)分布距離為主，促使設(shè)備在均勻負(fù)荷下免遭停運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)。健康狀態(tài)包括不停運(yùn)和無(wú)故障。因設(shè)備停運(yùn)和設(shè)備發(fā)生故障都會(huì)造成配電網(wǎng)最終難以穩(wěn)定運(yùn)行，故此可借助隔離裝置對(duì)負(fù)荷點(diǎn)到達(dá)配電網(wǎng)前端之間的路段予以有效分隔，使之不因負(fù)荷運(yùn)行不均而引起設(shè)備異常運(yùn)行后果。在規(guī)避設(shè)備停運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，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(qiáng)線路規(guī)范性調(diào)節(jié)。

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

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作者簡(jiǎn)介：林?。?988），男，吉林省長(zhǎng)春市人，本科，工程師，研究方向?yàn)殡娏κ┕ぜ夹g(shù)及經(jīng)濟(jì)管理。