基于气候因素的配电网络维修风险分析

黄沂平

摘 要：随着我国经济水平和科技水平的不断提高，人们的生活质量有了明显的提升，对电能的需求也越来越大。在电力运行系统中，配电网络是非常重要的组成部分，此网络是电网向用电户提供电源以及分配电源的主要途径，因此，想要用电户可以正常地使用电源，就必须提高对配电网络的重视程度。配电网络在长期使用的过程中，会受气候因素的影响从而导致运行出现故障，所以，维修人员在对配电网络故障进行维修的过程中，应该注重气候因素对其产生的影响。本文对基于气候因素的配电网络维修风险分析进行了深入分析，并阐述了笔者的见解，希望为相关人员提出科学的维修方案提供一点帮助。

关键词：气候因素；配电网络；维修；风险分析

在配电网络运行过程中，出现故障是不可避免的，工作人员在对其进行维修的过程中，忽视了气候因素对其产生的不利影响，从而导致配电线路的运行效率较低，面对此种情况，在对配电网络进行维修的过程中，如何避免气候因素带来的风险，已经成为当前人们关注的焦点。

1 基于气候因素的配电网络维修风险模型建立

配电网络在整体的电网运行中有着重要的作用，若是此部分出现问题，将会导致用电户无法正常使用电能，鉴于此种情况，相关人员必须提高对配电网络维修的重视程度，当配电网络线路出现问题之后，及时地解决问题，才能将危害程度降至最低。因此，维修人员在工作过程中应该更加重视气候因素对其产生的不利影响。所谓的气候因素，主要是指大雪、大风、暴雨以及冰雹等，这些自然灾害会对配电网络线路的正常使用产生不利的影响。而且，在天气因素较为恶劣的情况下，线路出现故障的概率也比较高。因此，基于气候因素，建立配电网络线路维修风险模型是非常有必要的。

本文通过对失效后果以及失效频率进行深入分析，决定将期望供缺电量当作风险模型中的评估指标，通过此指标来对风险的量化进行比较，从而制定出更加科学合理的维修方案。

风险指标（WEENS），其具体计算公式如下：

在上述公式中，S代表的是在规定的时间中，无法使负荷需求得到满足的系统状态的全集；，其中Ci代表的是在i状态下，所被减少的负荷功率；Fi代表的则是当系统处于i状态下其频率的具体情况；Di代表的是当系统处于i状态中的时候，其可以持续的时间[1]。在一般情况下，会对不同的指标进行量化，这样就可以计算出系统所面临的最小的风险。

在对配电网络线路进行维修的过程中，气候类型的不同，对其产生的影响也不同，对配电系统可靠性的影响也存在差异。面对此种情况，在计算的过程中，可以应用对维修线路在多年线路故障率中进行失效率计算的方法来确定将要面临的风险。其具体计算公式如下：

通过对上述公式進行分析可以发现，fw代表的是在一种气候的影响下，线路出现故障，发生失效的频率；i代表的是时间单位年；y代表的是对失效进行统计的区间；Twi表示的是在第i年的时候，线路在一种气候下可以正常运行的时间。综上分析，可以得出不同的气候条件，对线路产生影响，使其发生失效的频率是不同的。

在传统的配电网络维修中，工作人员计算气候因素对其产生的影响，同样需要使用配电系统风险评估模型，但此模型主要是对某单个元件所产生的失效频率进行统计。其具体计算公式如下：

（3）

在此公式中，其中的Nf代表的是线路设备在某一时间段中进行的失效修复次数[2]。对此公式进行深入分析之后可以发现，虽然将气候因素考虑在内了，但由于其只是单一地计算平均频率，也没有将工作人员在进行线路维修工作中对其产生影响的其他因素考虑在内，从而导致此公式计算出的结果并不能将气候为配电网络线路所带来的风险全部体现出来。

下面内容是对某一时间段中某地区在不同的地理条件的基础下，35kV输电线路发生故障进行的实际统计。

通过对表一进行深入分析可以发现，在此地区中，发生概率最高的自然灾害是雷害以及覆冰，配电系统线路长期处于此两种自然灾害下，其发生失效的频率有了明显的增加。若是将自然灾害因素抛开不论，在其他条件相同的情况下，线路出现失效率的次数比较少。也就是说，在没有气候因素的影响下，配电系统线路出现故障的次数是比较少的，在计算中不考虑气候因素，其风险评估结果是比较乐观的。

当前配电系统线路维修人员主要是依靠短期的天气预报来对近期的气候进行分析，进而预测线路可能在运行过程中遇到的天气情况，进而依据不同地区的气候条件在计算线路可能会产生的失效率，通过其失效率进行有效的分析，可以计算出风险指标。期望供电量可以通过以下公式来计算：

（4）

在此公式中，fw代表的是线路出现的失效频率；T表示的是对线路进行维修工作而使线路停止正常运行所持续的时间；d以及t表示的是对线路进行修复工作所需要的时间；d以及C表示的是在对线路进行维修的过程中，所减少的负荷功率[3]。

2 EENS的计算

根据表一的图表可以知晓4条线路在不同天气环境影响下的具体失效数据以及修复时间等信息。依据负荷进行预测，可以知道在对线路进行维修期间，负荷点1的平均负荷是1145MW/h，负荷点2的平均负荷是905MW/h。然后可以利用公式（4）来进行计算，最后得出EENS的具体结果。

通过对EENS的计算结果进行分析得知：在对相同的一条线路进行维修的过程中，配电系统中其他运行在气候因素影响下的线路所能产生的期望缺失供电量是不同的。不同线路在维修的过程中，当系统中其他可能会引发负荷缺失的线路在正常天气情况下运行所供应的期望缺失供电量数值最小，但在大雨等自然灾害条件下，所得到的缺失供电量是比较高的。因此，维修人员在进行维修工作的过程中，应该将天气灾害的因素考虑在内，进而根据天气因素的影响，制定科学合理的维修方案。

3 结束语

综上所述，配电网络对用电户能否正常使用电能有着重要的影响，因此，想要确保供电的稳定性，就必须重视配电网络维修管理，与此同时，还应该将天气因素考虑在内，只有在此种情况下进行维修，才能确保维修工作的效率，进而最大限度地降低天气条件对配电网络的不利影响。

参考文献

[1]林金洪，夏莹，金晶，等.基于气候因素的配电网络维修风险管理[J].南方电网技术，2010，4（5）：92-95.

[2]徐志蓉.基于气候因素的配电网络维修风险探讨[J].河南科技，2014，（3）：190.

[3]夏莹，周家启，熊小伏，等.基于短期气象预报的输电设备维修风险分析方法[J].电力系统保护与控制，2010，38（11）：44-47.