吴耀辉
国网福建省电力有限公司永春县供电公司 福建 泉州，362600
摘要：中压配电网对于高压和低压配电网而言，起到承上启下的作用，其可靠性的重要性不言而喻。由于输变电元件是否异常对电网的效益影响巨大，因此大多数研究重点关注输变电网的可靠性［1］，而忽视配电网。现实中用户停电的原因绝大多数是配电网设备因故障退出运行，另外，电网公司均把配电网可靠性作为考核重点，这些实际情况使得人们有必要去关注配网的可靠性评估方法。
本文拟在考虑馈线自动化的条件下，研究配电网可靠性的评估方法，提出可靠性的评估模型，并结合仿真算例进行应用，为电网的运行和规划提供参考。
关键词：电力配网；自动化；可靠性；评估
近些年，智能电网已成热点，我国也致力于建设一流的智能配电网。在利好背景的推动下，配电网的水平不断提高，设备飞速更新，为智能配电网的完全自动化提供了可能。所以，考虑到馈线自动化技术的发展，在关注常规配网可靠性评估方法的基础上研究馈线自动化条件下的配电网可靠性评估方法，更为关键。目前，部分研究只关注输变电领域的可靠性分析，忽略配电网的可靠性评估。
1可靠性评估方法
1.1故障扩散可靠性评估
目前，模拟法、解析法是配电网可靠性评估方法的主要方法。模拟法基本不受规模大小影响，但其运算精度和时间存在矛盾；解析法模型简便、易分析，且计算速度较快，适应范围广。综合优缺点，解析法应用较多。解析法以配电网拓扑结构为基础，结合各类算法来计算可靠性指标，包括故障模式后果分析法、网络等值法、最小路法、最小割集法和故障扩散法等。本文使用故障扩散法进行可靠性计算。
配电网可靠性评估中，开关装置十分关键，根据作用大致可以分为以下3种：
①自动开关，如断路器、馈线自动化开关等，主要影响负荷点的故障率；
②手动开关，如隔离开关，虽不影响故障率，但会影响故障类型和停运时间；
③联络开关，可通过倒闸操作恢复部分或全部负荷的供电。根据所述特点，以开关为节点将线路分为若干个区域。以自动开关为界的分区称为自动隔离区；以手动开关为分界的称为手动隔离区。同一自动隔离区的负荷点故障率相等；同一手动隔离区的负荷点故障停电时间相等。隔离区的停电影响通过故障扩散法来确定。
1.2负荷点故障类型
发生故障之后，根据故障后负荷点所受影响，可将负荷点类型分为以下４类。
①a类负荷。该类负荷点位于故障段内或位于故障段下游且无法由联络线转供恢复供电，需要等待故障修复才能恢复供电，停电时间为故障修复时间。
②Ｂ类负荷。该类负荷位于故障段下游，通过操作联络开关由联络线恢复供电，停电时间为故障隔离与联络开关倒闸操作时间。
③C类负荷。该类负荷在通过手动开关操作将故障隔离之后，由变电站母线恢复供电，停电时间为故障隔离时间与开关倒闸时间。
④D类负荷。该类负荷在发生故障时不受影响。
1.3故障类型确定
故障扩散法的基本思想是，当网络中某元件发生故障，以该故障元件为起始点，往上下游搜索（即故障扩散）来确定影响区域。
（1）确定故障区
从故障元件出发，沿上下游搜索首遇开关，则所搜索到的开关元件之间的区域为故障区，故障区内负荷为a类负荷。
发生故障1时，可搜索到其上游、下游首接开关，两个开关之间的区域以框表示，其中无负荷，即发生故障时无a类负荷；若发生故障2，因其是支线故障，故自其上游首遇开关至该支线末端为故障区，该支线所接负荷为a类负荷。
（2）判断故障区是否在自动隔离区内
确定故障区后，从故障区上游端开关出发，继续往上游搜索，若搜索到自动化开关，则故障区在自动隔离区内。从电源点到该自动化开关区域内的负荷点为D类负荷；从该自动化开关到故障区电源点方向的开关区域内负荷点为C类负荷。发生故障1时，其能搜索到的首遇自动化开关为母线出线断路器，故整条线路受该故障影响，无D类负荷，从母线出线断路器至故障区之间的5个负荷在手动隔离之后可由母线恢复供电，为C类负荷；发生故障2时，其首遇自动化开关为自动化分段开关I，从母线至该自动化开关之间的8个负荷不受故障影响，为a类负荷，其余的负荷在拉开支线开关之后可由母线恢复供电，为C类负荷。
（3）判断故障区下游能否转供
从故障区下游开关开始往下游主干线搜索，逐一判断各区域能否通过联络线转供，能够转供的负荷点为B类负荷，不能转供的负荷点为a类负荷。若为故障1，当线路能全转供时，故障区至末端的负荷能经联络线恢复供电，为B类负荷；若为故障2，支线故障隔离之后能由母线恢复整条线路供电，故不需进行判断。
2可靠性评估模型
对网络元件进行故障遍历，根据以上方法确定每个基本故障事件发生时对各个负荷点的影响，建立故障模式后果分析表，该表包含了每个基本故障发生时各个负荷点的故障率λ（次/a）、每次故障停电时间r（h）及年平均停电时间U（h/a）。
考虑到联络线作为备用电源，其对可靠性的影响主要体现在非故障段的停电时间上，若线段上的负荷通过转供判断确定能够进行转供，则该段的负荷点停电时间r等于故障隔离时间与联络开关的倒闸操作时间之和。反之，该段负荷停电时间r为故障隔离时间与故障修复时间之和。其中故障隔离时间取决于网络的自动化水平。
对于装设了配电自动化的线路，其对可靠性的影响主要体现在停电影响范围及非故障段的停电时间上，即影响了故障率λ和每次故障停电时间r。首先，装设了馈线自动化的线路能够实现故障的自动隔离，非故障段不停电即非故障段的故障率λ＝0，缩小了停电影响范围。其次，一遥终端具有的遥测功能、二遥终端具有的遥测、遥信功能能够帮助现场人员快速进行故障定位。未装设自动化终端前，现场人员到现场巡线进行故障定位，依次尝试闭合线路开关找到故障点并进行倒闸操作，非故障段恢复供电的方法花费的时间大概是2h，即r＝2。装设自动化终端后这一时间缩小为大概0.5h，即r＝0.5，极大地减少了非故障段的停电时间。
3仿真算例
以某市“城西线－南门乙线－双石线”环网组为例，说明可靠性评估方法量化评估改造方案的效果。
城西线、南门乙线、双石线改造前的供电可靠率分别为99．9798％、99．9871％、99．9905％，经过改造后，通过本文的评估方法计算后得到城西线、南门乙线、双石线改造前的供电可靠率分别为99．9949％、99．9935％、99．994％。可评估出改造后的相关停电时间值以及供电可靠率，为电网的规划建设提供参考。
4结束语
本文提出了一种馈线自动化下的配网可靠性评估方法。选择了解析法思路的可靠性评估方法，然后对负荷点故障类型进行分类，在分类的基础上，进行故障类型的确定，随后建立可靠性评估模型进行相关的指标计算，最后通过某市的环网组线验证了该可靠性评估方法的可操作性，可计算出改造后暂未有运行数据的可靠性指标，为电网的规划建设提供参考。
参考文献：
[1]刘贞贤. 基于供电可靠性的配电网馈线自动化配置改造[J]. 机电信息, 2019, No.599(29):79-80.
[2]荣秀婷, 赵峰, 朱刘柱,等. 基于配电自动化终端配置方案的供电可靠性评估[J]. 电网与清洁能源, 2020, 036(001):1-7.
[3]杨辉, 孟彩静. 基于配网自动化的供电可靠性提升研究[J]. 今日自动化, 2019, 000(002):174-175.
[4]田志忠. 10kV配电网馈线自动化的优化配置方式浅析[J]. 数字化用户, 2019, 000(011):185.