可靠性与经济性相协调的配电网规划方法

林 波

（广东电网汕头供电局，广东 汕头 515061）

0 引 言

新时期下，我国电网系统发展的核心是优化配电网结构。因此，发展电力行业，需要注重配电网的可靠性与经济性，在确保电网运行稳定的基础上尽可能降低经营成本，实现可持续发展。

1 问题的提出

在电力行业长期发展中，配电网规划面临着诸多问题。第一，城市用户数量不断增加，对供电质量的要求越来越高。电力企业为了提高市场竞争力和服务质量，不断提高电网可靠性来保证运行稳定，但造成了盲目投资现象，导致资源浪费和成本增加[1]。第二，采用售电效益来评估停电损失，最终得到的可靠性水平投资大于所获效益，且可靠性投资不能弥补停电带来的经济损失和社会损失[2]。

由此可见，可靠性和经济性在现实发展中存在矛盾，是电网规划中的难点。为此，需要采用同时基于可靠性和经济性的配电网规划方法，并加强其在电网运行中的应用率。

2 配电网规划中可靠性与经济性协调渠道

2.1 日常规划

加强配电网的日常规划，能够有效提升电网规划的可靠性和经济性。首先，需要重点分析配电网的实际运行情况，明确不同地区配电网在实际运行中出现的各种问题，并展开针对性调整。其次，结合不同地区的自然条件如地势、气候等，根据当地用户的用电要求，对配电网进行差异性规划。采用调查方法掌握不同地区用户的基本需求，综合处理各项信息，增强配电网规划的整体性。最后，找到可靠性和经济性的平衡点，构建稳定、经济的配电网结构。要认识到不同设备在运行中能适应的环境，从而提出最佳的设备选择方案，保障电网系统健康发展。

2.2 完善配电网规划思路

在开展配电网规划工作时，需要始终贯彻经济性与可靠性相协调的理念，积极引入先进技术，对配电网规划成果展开全方位操作。具体地，需采用网络技术全面展示配电网结构，结合经济与可靠性原则，模拟配电网规划方案，找出规划方案的不足之处，及时调整完善方案。此外，要做好防范工作，确定风险问题，针对性地提出解决方案。确定电网在不同时间段需要检修的周期，降低配电网在运行中出现故障的概率，从而提高规划质量。确保所融入的新技术能够满足规划方案要求，采用各种方法避免规划中的偏差，提高配电网运行的可靠性。采用计算机网络技术实时监控配电网运行状况，第一时间发现配电网中的问题并及时解决[3]。

2.3 配电网规划中的合作法

合作法可以有效提高配电网规划质量。在实际工作中，需要成立专门的电网规划小组，保障每位工作人员都明确自身权责。小组全权负责配电网的规划工作，主要负责的工作包括实地考察、市场调查和新技术分析等。待采集完全部信息后，小组人员即可加强对配电网的研究。工作人员要给出较为具体的数据信息，计算出配电网规划方案的安全系数范围和成本支出范围，并最大程度控制配电网规划的危险系数。要全面分析配电网各个区域，以数字数据形式呈现检查报告，以可视化信息为后期决策奠定基础，提高配电网的可靠性、安全性。

可靠性和经济性评估公式为：

其中A表示整个工程在实际运行中能够为企业带来的最低经济效益；B表示项目变动成本，包括可靠性成本、线损成本；C表示项目最少经济投资中获得的回报系数；D表示项目工程的总投入量。

3 可靠性和经济性计算分析

配电网可靠性和经济性计算需要从多个方面出发，主要包括配电线路、可靠性和经济性协调、民生可靠经济性，可以保障整个配电网结构配置的合理性。在实际投入建设中也更加灵活，抓住配电网规划中经济性与可靠性的平衡点，才能够实现最终的规划目标。

3.1 配电线路

从当今配电网配电线路形式来看，较常见的配电线路形式为单辐射接线模式、2-1接线模式和3-1接线模式等。这些配电线路模式在实际的可靠安全性也存在差异。假设某地区的负荷点用户量为100，主干馈线的故障率为0.04km·a。如果出现故障问题需要检修1h，设定隔离开关不会发生故障问题，且倒闸时间可以控制在30 min范围内[4]。在此条件下，如果主干线出现故障，可能会造成断路器跳闸。采用主干线作为供电负荷要素，可以根据之前配电网运行情况恢复线路。如果设定用户供电负荷量为200 kW，可以采用典型接线形式的可靠性指标计算数据。在ASAI率排名中，以上三种模式的高低关系为：单辐射接线模式＜2-1接线模式＜3-1接线模式。从可靠性角度来看，影响ASAI值的主要因素是元件检修法和元件检修率。如果配电线路出现了问题，会直接影响变压器故障率，进而对整个配电网造成影响。

3.2 可靠性和经济性协调分析

不同接线模式的可靠性存在差异，所投入的成本和所获收益也不同。可靠性与成本二者成正比，即随着可靠性的增加，投入成本也会随之增加，且可靠性成本会降低，可靠性所造成的停电损失可以最大化减少。通过式（1）和图1可以得出，如果将可靠性指标控制在99.9%以上，则投入成本与可靠性成本值会降到最低，投入成本与可靠性水平停电损失综合计算值最低。图1中，99.948%是最佳的可靠性与经济性水平，其形成的G值最低。

图1 供电可靠性变化成本/效益曲线

通过图1可以看出，在2-1接线和3-1接线中，两种接线模式中的G值所需要配电线成本更高，但相对其余集中模式依然较小。这是因为这两种配电网形式是初期的配网模式，是配电网建设初期不错的选择。而双环网接线平均可靠水平能够达到99.95%以上，可以大大降低可靠性成本，且在实际应用中更加可靠，对电力负荷大的地区有很好的适应性。

3.3 确保民生用电可靠性与经济性分析

在进行配电网规划过程中，需要重点考虑民生问题。学校、居民楼、政府和医院等，是用电较为集中的领域。加强经济性和可靠性协调时，需要考虑民生负荷用电中的电力中断损失[5]。民生负荷用电损失与接线可靠性成正比。负荷用电损失增高，接线成本随之增加。相比上述的2-1接线、3-1接线、单辐射接线等模式，该领域使用双环网接线模式效果更好。如果民生用电量恒定，即可得出可靠性与成本间的关系，如图2所示。根据不同接线模式，对可靠性、经济性进行线性计算，并为成本额度和收益系数提供数据参考。通过对比二者的差异，可以得出以下两点结论：第一，如果配电网供电中断损失有所提高，可靠性成本也会随之增加；第二，如果提高可靠性成本，需要确保成本系数达到99.96%以上，才能实现最佳效益。因此，采用双环网接线方法能够协调配电网的可靠性和经济性。

图2 民生用电成本/效益曲线

4 结 论

综上所述，重点探究配电网中可靠性和经济相协调的对策，不仅能够解决配电网工程盲目投资的问题，避免大量资源被无意义浪费，也可以在成本一定的情况下提高配电网运行的可靠性，为配电网规划提供新的思路。通过对多种接线模式进行分析可知，对于新建配电网或负荷压力小的区域，可以采用2-1和3-1的配电网方案，而对于电力负荷较大的区域，需要采用双环网接线模式，从而同时保证配电网规划的经济性和可靠性。