基于对标管理的配电网供电可靠性提升实践
2021-12-27国网天津市电力公司城西供电分公司仝新宇孙明军张宇泽
■ 国网天津市电力公司城西供电分公司 仝新宇 张 野 宋 维 孙明军 张宇泽
标杆企业指标及主要做法分析
选取能直接反应配电网供电可靠性和故障处置效率的全口径用户平均停电时间作为对标指标。南网深圳供电局配电网供电可靠性高,客户平均停电时间(低压)处于世界领先水平,客户平均停电时间(中压)在全国主要城市首次排名中位列第一,具有对标参考价值,因此选取深圳供电局作为标杆企业。
深圳供电局近3年全口径用户平均停电时间统计
2018年,深圳供电局全口径用户平均停电时间为0.68 h/户,达到世界一流水平;2019年,深圳供电局全口径用户平均停电时间降低至32.4 min/户(即0.54 h/户),优于英国伦敦等国际一流城市;2020年,深圳供电局全口径用户平均停电时间再创新低,达到24.6 min/户(即0.41 h/户),连续10年进入全国前十,达到世界领先水平。
深圳供电局提升配电网供电可靠性及故障处置效率主要做法分析
提升配电网结构。逐步采用二线合环加联络的花瓣形接线,所有电力用户均由两路电源同时提供可靠供电。
守住防御系统,严控用户故障出门。滚动修编用户设备黑点档案,并根据用户问题分类,推进加装分界断路器。2020年新增用户全部安装、二类问题用户全部改造加装。梳理用户分界断路器实用性情况,对于无法正常工作的,督促用户维修和整改;针对不进行整改、设备存在较大故障隐患以及存量故障出门次数前10%的中高压供电客户,由各供电局负责在公用侧加装分界断路器。线路重复故障率大幅下降。
加强设备差异化运维管理。大力推进落实设备主人制,严格落实线路跳闸、台区频繁故障等运行情况与设备主人绩效直接挂钩制度,切实提高关键设备健康度。针对负荷高峰期易发生台区设备过载、发热缺陷等而频繁停电的问题,组织做好台区重过载设备排查与整改措施制定工作,确保不发生因公变重过载致故障停电或客户用电受限。
调度数据实时共享,实现停电主动告警。深圳供电局数字电网平台与调度自动化系统贯通后,主网有功、无功、电流、母线电压等遥测数据与管理信息系统6 s内同步、主配网告警信息1 min内同步,破解了以往管理信息系统耗费大量时间“取用”主配网实时数据的难题。
持续提升配自实用化水平。总结集中式自愈试点经验,形成可执行自愈推广机制,修编集中式自愈管理细则、业务指导书,严格防控自愈运行安全风险。推广应用自愈技术,确保2020年累计投运自愈线路不少于1500条。深入挖掘主站功能,通过优化巡检条件、固化巡检策略,充分运用缺陷系统自动甄别、精准定位、自动推送派等功能。
深圳供电局提升配电网供电可靠性及故障处置效率的主要举措可总结为三个方面,一是减少故障发生次数,降低潜在的停电户时数;二是提升信息交互速度,故障来临时迅速出击;三是快速定位并隔离故障点,恢复停电用户供电。
与标杆企业差距及原因分析
城西公司与深圳供电局近三年全口径用户平均停电时间对比
城西公司2018年全口径用户平均停电时间为2.3 h/户,2019年为2.2 h/户,2020年为0.96 h/户。2018年两家单位差距为3.4倍,2019年为4.1倍,2020年为2.3倍,差距较为明显。
原因分析
线路重复故障次数多。城西电网管辖范围10 kV配电线路约1000条,既包括全缆线路,又包括全架空线路,还有部分架空部分电缆线路。雷雨、大风、冰雹等恶劣天气,鸟搭窝、落树枝等异物搭接,车撞杆、吊车碰线等外力破坏,绝缘子破裂等设备原因,均会引起架空线路故障;而随着天津市地铁4号线北段工程等的全面展开,电缆线路受顶管、拉管、开挖、打桩等外力破坏导致故障跳闸的情况始终存在。近3年10 kV配电线路重复故障的次数居高不下。
故障信息搜集、传递时间长。10 kV配电线路发生故障后,当值调控员首先梳理调度控制技术支持系统(D5000系统)告警信号,确定故障线路及故障类型,然后通知供电服务指挥中心故障情况,发布停电信息,之后通知相关供电服务中心急修人员带电查线,查找线路故障点,最后视情况向本部门、本单位领导汇报故障情况及处置进展。遭遇极端恶劣天气时,短时间内多条线路发生故障,数量从几条到几十条不等。告警信号数据量庞大,当值调控员需要逐条梳理并统计出故障影响范围、负荷损失数量、是否涉及重要用户、是否造成重要用户全停等情况,耗时较长,缺乏有效的技术手段和管理流程加以应对。
故障处理时间长。10 kV配电线路故障处理主要包括故障点定位、故障点隔离、恢复停电用户供电三个环节,对于接地故障还包括接地线路选线环节。其中故障点定位主要依赖急修人员现场查找,架空部分故障相对易于查找,而电缆线路故障则需要分段试送或逐段摇测电缆,耗时较长。故障点确定位置后操作相应开闭站负荷开关、柱上开关、刀闸即可隔离故障点,但对于盲肠线路无法通过其他线路转供的,则需要故障点处理完成后才能恢复停电用户供电。
改进提升措施
运行分析精益化
配电线路故障分析与预判。深入分析线路故障与天气、树害、鸟巢等故障原因之间的相关性,特别是接地故障的时间规律性。全面梳理配电线路运行薄弱点,将分析结果反馈给发策部、运检部、营销部、安监部,通过优化运行方式、完善网架结构、开展差异化巡视等方式从源头降低重复故障发生的概率。
科学确定变电站集中监控监视周期。根据各变电站的固有属性对变电站的全面监视周期进行分类,对重要性较高、运行隐患较多的变电站有针对性地加强监视力度,使用有限的监控值班人力资源完成日益增长的变电站监视工作量,提高集中监控工作的质量和效率。
优化重要用户运行方式。在公司内部建立重要用户供电风险管控机制。针对方式结构、设备情况、运行通道等情况,从220 kV主网到用户内部380 V低压设备,全面逐级梳理重要用户的供电路径,提出优化调整方案7项,指导配电自动化改造、线路切改等项目储备实施10项。按照“一户一案、编号式、触发式”的原则完成52个重要用户应急预案的编制。
参考接地故障历史数据进行接地选线试停。经过分析,城西电网发生线路单相接地故障的原因具有较强的时间规律性。电网发生接地故障时,当值调控员参考接地故障历史数据进行选线试停,提高试停准确率,缩短故障查找时间,保障电网非故障部分安全运行。
优化电网应急事故预案。拓展电网反事故预案内容,确保预案可操作性、可实践性。针对重要用户、敏感用户、保电用户,与电网风险预警、厂站事故预案相结合,突出工作安排、方式调整、电网运行风险分析、保电安排、应急恢复预案、保电人员联系表等内容,10 kV配电线负荷采用远方遥控操作倒路,快速进行负荷恢复,避免造成较大影响。
强化自动化系统支撑。预想短时大范围故障事件下可能出现自动化设备运行异常风险,制定了以网络安全管理平台、调度数据网管平台和D5000系统网络监视界面三合一的严密监控机制,保证及时发现各类故障和存在隐患。一旦发生主要设备故障,及时启动《自动化系统应急处置措施》,及时启用备用设备,保证自动化系统功能不间断。预想短时间调度自动化主站大量告警上送问题,增加了告警窗口告警条数限制(从2000条增加到4000条)。
通信链路运维保障。预想短时大范围故障事件下可能发生重要通信光缆线路故障和可通信系统突发事件,合理调配通信资源,安排电路运行方式,必要时调整重要通信通道运行方式,在光路路由允许的前提下临时配置业务迂回,保证在光缆故障时对所在通信通道业务的影响控制在最小范围。
交互信息数据化
调度主站数据抓取。应用技术手段,在调度自动化系统开辟自由度高的信息告警监控窗口,将涉及保电、异常天气地理范围等主要厂站,纳入特定监控范围,调控当值通过分席、分屏、分站、分权限等手段,开展差异化监控,保证在电网发生故障时,清晰、快捷、准确的梳理并上报监控信息。同时,完成一、二级重要用户、煤改电用户、防汛用户等供电电源线路监视画面,辅助调控员快速监视。
营配调数据贯通。应用营配调数据贯通成果,以配电线路为单位,调用营销186系统客户数据和运检PMS系统设备信息,抓取调控运行关心的设备容量、地址,用户转供、备用电源、重要等级信息,实现配电线路公变台区数量、低压用户数量、单双多电源10 kV用户“线变户关系”查询功能。
全网线路联络台账。从“半面停电”“本站全停”及“上级变电站全停”三个维度梳理城西电网全部10 kV配电线路的联络点,梳理过程考虑到了重要用户、双(多)电源用户等因素。在短时间大范围故障情况下,节省一张张浏览线路图的时间,快速确定故障线路倒路点,大幅提高配电线路故障处置效率。
主配系统数据交互。城西公司实现异构平台的主配网调度自动化系统的信息贯通,特别是在国网系统首家实现了南瑞OPEN3200系统遥控科东D5000系统的功能,为实现配电线路全自动自愈策略部署奠定了基础,实现了配电线路故障处置由小时级向分钟级的飞跃。城西公司按照差异化、抓重点的原则,首先在重要用户、防汛泵站以及线路配电线路关键节点部署配电自动化策略,保障突发故障下迅速恢复供电。
应急响应标准化
应急响应到岗到位。城西公司调控中心依据上级规定,结合自身实际,制定了《城西公司调控中心突发事件应急联动处置预案》,对应急事件分级、信息报送原则以及到岗到位要求作出了明确的规定,压紧压实各级人员责任,为突发事件下快速、安全、有序响应提供可靠的组织保障和制度支撑。
“四级”联动处置流程。为应对短时配网大范围停电,城西调控中心打造了应急情况下的“四级”联动体系,即从调控值内分工联动、重要用户应急联动、调控中心专业联动以及部门间协同联动等四方面明确工作职责和标准。
实践效果总结
2021年上半年城西公司全口径用户平均停电时间为0.223 h/户,与2020年同期(0.638 h/户)相比下降65%。预计全年指标在0.4至0.5之间,明显缩小了与标杆企业之间的差距。
利用对标管理工具借鉴标杆企业的先进理念及管理做法,提出改进提升路径,可以帮助公司更好、更快地实现指标提升。国网天津城西供电公司利用对标管理,提出制定一套全方位配电网故障处理管控机制。按照“五位一体”原则,对信息收集报送、到岗到位标准、值班分工要求、应急处置原则等关键环节进行明确要求,压紧压实人员责任。国网天津城西供电公司将继续强化调控需求促进技术支撑系统完善,通过监控信息事件化、配电自动化自愈、大数据预测分析等先进技术手段的应用全面提升配电线路故障处理能力,提升配电网供电可靠性。