配电系统的可靠性研究与分析

李绍坚

(广西电网公司南宁供电局，广西 南宁 530029)

配电系统的可靠性研究与分析

李绍坚

(广西电网公司南宁供电局，广西 南宁 530029)

随着社会经济的迅速发展以及人民生活质量的不断提高，用户对电能质量的要求也越来越高，因而对电力系统的可靠性进行正确的评估并进行科学合理的规划具有重要意义。配电系统直接和用户相连，对供电可靠性影响最大，对配电系统进行可靠性评估，可以有效提高配电系统的可靠性水平。基于此，研究分析了配电系统概念、影响配电系统可靠性的因素、配电系统的可靠性模型、配电系统的可靠性评估指标以及提高配电系统可靠性的措施。

配电系统;可靠性;评估

1 引言

配电系统处于电力系统的末端，直接与电力用户相连，是分配电能的重要环节，配电系统设备的故障或检修必然造成系统对用户配电的中断，配电系统可靠性指标是整个电力系统结构及运行特性的集中反映，配电系统可靠性的研究和应用是保证配电质量的重要手段，对促进和改善电力工业生产技术和管理，提高经济效益和社会效益有着重要作用。

如今我国的配电系统规模日益扩大，电压等级复杂化，用电负荷日益增长，社会经济以及居民生活对配电系统可靠性的要求越来越高。在今后一段时期，配电系统可靠性研究是电力研究的重点和热点，鉴于此，研究分析了配电系统可靠性的相关问题。

2 配电系统概念

配电系统将电源系统或输变电系统与用户设施连接起来，是分配电能和供应电力的重要环节，包括配电变电所、高低压配电线路以及接户线在内的整个配电网络及其设备。根据《城市电网规划设计导则》的规定，高压配电系统为35kV、63kV、110kV，中压配电系统为10kV，低压配电系统为380V及220V，随着城市供电容量及供电范围的扩大，220kV电压也引入市区进行配电。

配电系统的可靠性取决于配电设备的特性和配电网络的结构，一旦配电系统设备发生故障或进行检修、试验，就会同时造成系统对用户供电的中断。配电网可靠性是配电网结构、技术装备水平和管理水平的综合体现，为电力用户提供安全可靠的电力供应是配电系统可靠性研究的主要目的。

3 影响配电系统可靠性的因素

3.1 元件故障率

配电系统的设备是供电可靠性的物质基础，元件是构成系统的基本单位，元件故障率对系统可靠性指标有着重要影响。

3.2 故障持续时间

配电系统发生故障时，故障的持续时间直接影响着系统的可靠性，为了能够尽早恢复送电，最重要的就是尽可能缩小故障区间、发现故障点，使完好区段尽早送电，以减小停电的影响，并对故障元件加以修复。

3.3 网架结构

由于历史的原因，我国许多地方配电网络结构不合理，一些配电线路未形成环网，不能互为备用。城网配电系统应考虑环网供电，用户至少有两个电源供电，对大宗用户和停电后影响安全或损失重大的用户，要求用户建设两个电源。

3.4 检修工作

配电系统的检修工作会影响对用户的正常供电，制定合理的检修计划可以充分利用设备、提高配电系统的可靠性。

4 配电系统的可靠性模型

在配电系统中，元件的串联和并联最基本、最简单的连接关系，对配电系统进行可靠性评估时，可以将串联系统或并联系统等效为一个元件进行计算，从而可以简化计算的复杂程度。

4.1 串联模型

图1 配电系统串联模型

图1所示为配电系统串联模型，就是由两个或两个以上元件组成的系统，模型中若其中一个元件故障，系统就发生故障，也就是必须所有元件同时完好，系统才正常。对于简单的单支路供电主馈线路来说，基本上均为串联元件组成。

其可靠性计算公式如下：

(1)

(2)

(3)

4.2 并联模型

图2所示为配电系统并联模型，是由两个或两个以上元件组成的系统，必须所有元件同时故障，系统才发生故障，也就是只要其中一个元件完好，系统就能正常工作。

图2 配电系统并联模型

其可靠性计算公式如下：

(4)

式中：Up为并联系统的不可靠率；Ui为各元件的不可靠率；rp为并联系统的平均停运持续时间；λp为并联系统的故障率。

5 配电系统的可靠性评估指标

配电系统可靠性评估指标包括负荷点的可靠性评估指标和系统的可靠性评估指标。

5.1 负荷点的可靠性评估指标

负荷点平均停电率、负荷点年平均停电时间、负荷点平均停电时间分别为：

(5)

5.2 系统的可靠性评估指标

整个配电系统的可靠性程度一般通过系统的可靠性指标进行衡量，对电力用户而言，“时间”和“次数”是衡量供电可靠性满意程度的关键指标。

(1)对电力用户的有效供电时间总小时数与统计期间小时数比值定义为供电可靠率RS，考虑影响时，供电可靠率用RS-1表示：

(6)

不考虑外部影响时，供电可靠率用RS-2表示：

(7)

不考虑系统电源不足限电时，供电可靠率用RS-3表示：

(8)

(2)在统计期间内，每一用户的平均停电次数定义为用户平均停电次数AITC，考虑外部影响时，用户平均停电次数用AITC-1表示：

(9)

不考虑外部影响时，用户平均停电次数用AITC-2表示：

(10)

不考虑系统电源不足限电时，用户平均停电时间用AITC-3表示：

(11)

(3)每一用户的平均停电时间定义为用户停电时间AIHC，以小时表示，考虑外部影响时，用户停电时间用AIHC-1表示：

AITC-1=

(12)

不考虑外部影响时，用户平均停电时间用AIHC-2来表示：

(13)

不考虑系统电源不足限电时，用户平均停电时间用AIHC-3来表示：

(14)

配电系统直接面向用户，情况比较复杂，涉及的范围也比较广泛，不同地区采用的可靠性指标不同，因此研究建立统一规范的配电系统可靠性指标体系是重要的研究方向。

6 提高配电系统可靠性的措施

(1)主变压器、开关、避雷器、控制保护装置、直流电源、输电线路选用高质量的元件。

(2)采用配电自动化装置。加强配电系统自动化建设，是确保和提高配电系统可靠性的重要技术手段。

(3)加强系统网架建设，进行配电系统改造。提高配电系统可靠性，应从电网的规划、设计、招标、设备选型、安装、维护、运行、改造与建设等各个环节，依靠科技进步，加强网架建设。

(4)开展带电作业。为了解决配电系统检修、新接用户多引起停电多的矛盾，可在条件许可的情况下积极开展带电作业技术，以提高供电可靠性。

7 总结

目前社会经济的发展对配电网的可靠性要求越来越高，配电系统作为直接与用户相连的重要环节，对用户的供电可靠性的影响最大。因此配电系统的可靠性评估，对提高配电系统的可靠性水平具有十分重要的意义。

[1] 陈文高.配电系统可靠性实用基础[M].中国电力出版社,1998.

[2] 张腾,张波.复杂配电系统的可靠性评估[J].继电器,2004,32(15):19-22.

[3] 郭永基.电力系统可靠性分析[M].清华大学出版社,2003.

[4] 马淑华,陈平,吴琨.城市10kV配电系统供电可靠性分析[J].华北电力技术,2005,增刊,70-72.

[5] 夏岩，刘明波，邱朝明.带有复杂分支馈线的配电系统可靠性评估[J].电力系统自动化，2002，26(4)：40-44.

[6] 万国成,任震,田翔.配电网可靠性评估的网络等值法模型研究[J].中国电机工程学报,2003,23(5):48-52.

[7] 刘柏私，谢开贵，马春雷等.复杂中压配电网的可靠性评估分块算法[J].中国电机工程学报，2005，25(4)：40-45.

[8] 谢开贵，周平，周家启，等.基于故障扩散的复杂中压配电系统可靠性评估算法[J].电力系统自动化，2001，25(4)：45-48.

[9] 戴雯霞，吴捷.基于最小路的配电网可靠性快速评估法[J].电力自动化设备，2002，22(7)：29-31.

[10] 王峻峰，周家启，谢开贵.中压配电网可靠性的模糊评估[J].重庆大学学报(自然科学版)，2006，29(2)：45-49.

[11] 别朝红，王秀丽，王锡凡.复杂配电系统的可靠性评估[J].西安交通大学学报，2000，34(8)：9-13.

[12] 管霖，刘沙，石东，等.大规模配电网可靠性指标的近似估计算法[J].中国电机工程学报,2006,26(10):92-98.

Research and Analysis of the Distribution System Reliability

LIShao-jian

(Nanning Power Supply Bureau of Guangxi Power Grid Corporation,Nanning,530029,China)

With the rapid development of social economy and power quality higher and higher,it is of great significance to correctly estimate the power system reliability and make a scientific,and rational plan.The distribution system directly connects with users,and has great influenee on power supply reliability.To estimate the distrubition system reliability can effectively improve the reliability level of the distribution.In view of this,study and analyze the distribution system concept,affecting the distribution system reliability factors,the distribution system reliability model and reliability estimetion indexes and increasing the distribution system reliability measures.

distribution system;reliability;estimation

1004-289X(2015)02-0090-04

TM72

B

2014-01-03

李绍坚(1984-)，男，工程师，研究方向：配网运行与优化。