配电网可靠性与配电终端的优化配置

王培波 袁林华

摘 要 配电网可靠性研究是保证整个电力网络安全经济运行的重要环节之一，对于保障和提高用户的用电质量、推动电力行业管理水平和生产技术的发展、扩大电力企业的社会和经济影响力、科学指导进行配电网的规划和建设都有着不可或缺的作用。

关键词 配电网；可靠性；优化配置

前言

随着我国科学技术的逐渐完善与成熟，我国在配电网络结构以及各种配电设备方面也取得了长足的进步，促进了配电自动化的快速发展。配电自动化的实施在很大程度上提高了配电网可靠性，并为实现配电网的科学管理奠定了基础。在配电自动化系统中，配电自动化终端是实现配电自动化的主要单元，承载着配电自动化系统的主要数据来源，并能够对配电自动化系统进行一定的控制。此外，配电自动化终端还可以直接与配电主站以及其他终端互通信息，实现对部分故障的隔离与检测，对于及时恢复供电具有重要作用。

1 配电终端配置的研究进展

配电网的供电可靠性、投资方面的问题研究同配电终端配置方案的选择可以说分不开，配电开关优化配置的研究工作在于各类开关的定位配置问题。在研究工作方面通常是建立合适的目标函数，通过各类数学模型算法解得函数最优解，从而确定各类开关的数量位置[1]。

当前研究发展普遍存在着这样或那样的问题，关于终端配置的规划问题要走的路还很多，当今配电网发展日趋迅速，网架结构越来越复杂，找到能在可靠性、经济性、效率方面达到平衡的规划方法是我们研究的目标和方向。

2 配电网供电可靠性相关影响因素

2.1 配电网网络结构

配电网具有非常复杂的网络结构，该网络结构的主要功能是保证配电网安全可靠地运行，同时这也是影响其可靠性的直接因素。普通的停电故障，如施工停电、计划性停电等，大都可以通过改善配电网的网络结构或者提高配电网的转换能力等措施避免故障的发生，这也是提高配电网可靠性的最传统方法。比较常见的配电网网络结构也有很多，按照可靠性水平高低排序，依次为双电源网络结构、多分段多联络网络结构、“手拉手”环式网络结构、辐射式网络结构等。但是近年来我国的科技发展水平比较快，出现了可靠性性能更高的“三双”接线模式的配电网网络结构，大大改善了配电网的可靠性能。

2.2 配电开关设备的组合方式

在配电网中，各种配电开关是配电线路中比较常见的设备，其中包括各种用户分界开关、负荷开关、分段器、重合器、断路器等，这些配电开关的主要功能就是对配电线路进行分段处理，确保每段线路都能够承担部分的用户用电需求，如此一来，便可以在很大程度上减小各个负荷点之间的相互影响，对于提高配电网的可靠性具有重要作用。但是，不同的开关，其发挥的功能作用也互不相同，比如，负荷开关主要用于连通电路或者断开电路；断路器主要用于检测电路，同时还具备开断短路电流的能力。但是这样一来，就需要技术人员对开关的各种组合进行优化配置，避免不合理的开关组合引起的配电网可靠性降低。

2.3 配电终端的配置

现代的配电网络大部分都实现了自动化功能，这样一来，配电自动化系统就能够利用配电终端，对整个配电网络进行监测，包括配电网中的各种开关设备、环网单元以及线路的运行情况等。在实际的配电网系统中，配电终端都具有“三遥”或者“二遥”功能，有助于配电自动化系统快速准确地找到故障发生点，并及时对故障点进行隔离，恢复其他备用供电线路。由于配电终端的配置是否科学合理，对配电网的可靠性影响较大，因此，对配电终端的数量和位置进行及时优化处理，已经成为配电自动化规划的主要目标。

2.4 配电网故障处理模式

当配电网出现故障时，选择适合的故障处理模式能够有效提高配电网的供电可靠性，也就是说，配电网处理故障水平同样直接影响着配电网的可靠性能。

2.5 其他因素

配电网所处的外界环境、所承受的电力负荷是否在承受的范围之内以及配电网的实际管理水平，都能够影响配电网的可靠性。因此，相关人员也需要提高对这些因素的重视程度。

3 配电终端优化配置方法

3.1 配电终端优化配置的原则

（1）技术性原则

我 们 将ASAI作 为 平 均 供 电 可 用 率 技 术 性 指 标 ，将ASAIg作为配电网在每个阶段的供电可靠性目标，要想保证配电网的可靠性，必须满足ASAI≥ASAIg这个必要条件。

（2）经济性原则

与“三遥”配置中断相比，具备“二遥”功能的配电终端对配电网的通信通道要求较低，对一次设备的要求也不高，而且“二遥”配电终端也具有极强的经济性与可靠性。而“三遥”配电终端需要花费大量的资金，同时还需要建立符合其要求的光纤通信网络。从提高电力企业的经济效益出发，我们应该尽量选择“二遥”配电终端设备。

3.2 配电终端优化配置的整体思路

对于已知网络结构，给定所需计算参数，可以近似估算出该网络结构下平均供电可用率基本值ASAI0、全部安装“二遥”终端时的平均供电可用率ASAI2以及全部安装“三遥”终端时的平均供电可用率ASAI3。平均供电可用率的取值范围为（0，1），上述三种情形将配电网平均供电可用率划分为I1～I4四个区间：I1（0，ASAI0）、I2（ASAI0，ASAI2）、I3（ASAI2，ASAI3）和I4（ASAI3，1）。

4 结束语

在电力系统中，配电网所处位置特殊，它可以说是连接电力系統和用户之间的桥梁部分，它的作用就是在保证电能质量的前提下为众多各种形式的电力用户安全、稳定的输送电能，配电网直接影响着电力用户的用电情况，因此它的可靠性也将直接地对系统对用户的供电可靠性产生影响。

参考文献

[1] 刘大雷.配电网可靠性分析及分段开关和故障指示器优化配置的研究[D].北京：北京交通大学，2015.