【正文】 采用故障指示器的效果提升 .............................................47 綜合措施對提升可靠性的效果評估 .................................48 本章小結 ........................................................................................50 第五章 G 市配電網(wǎng)成本 效益分析 ...........................................................52 配電網(wǎng)可靠性成本與效益 ...........................................................52 配電網(wǎng)可靠性投資成本估算 .......................................................53 配電網(wǎng)可靠性投資成本 .....................................................53 配電網(wǎng)可靠性效益估算 .....................................................54 G 市電網(wǎng)投資成本估算 ................................................................56 G 市電網(wǎng)成本投資估算 .....................................................56 G 市配電網(wǎng)可靠性提升效益估算 .....................................58 G 市 電網(wǎng)可靠性投資成本 —效益對比 .............................58 第六章 總結 ................................................................................................60 遠景規(guī)劃結論 ................................................................................60 III 電量負荷預測 ....................................................................60 中壓建設規(guī)模 ....................................................................60 投資估算 ............................................................................60 尚需進一步研究的關鍵問題及下一步工作的建議 ...................60 通過本論文的研究所得出的結論 ................................................61 參考文獻 ......................................................................................................63 致謝 ..............................................................................................................64 1 第一章 前言 本課題的研究背景及意義 配電 系統(tǒng)可靠性分析是供電可靠性技術中的重要組成部分，提高配電系統(tǒng)可靠性水平是保證供電可靠性水平的重要手段之一。在 1995 年版《電業(yè)生產事故調查規(guī)程》中， 10kV 用戶供電可靠率也被列入供電安全考核項目之中。隨著電力企業(yè)管理工作的不斷發(fā)展和深化，配電可靠性管理在生產管理工作中所占的位置也越來越重要。因此，進行配電系統(tǒng)可靠性研究已成為電力企業(yè)迫切需要解決的問題 平 [1]。 “經(jīng)濟要發(fā)展，電力要先行”是我國經(jīng)濟建設中的一個重要經(jīng)驗。電力是一個地區(qū)經(jīng)濟、社會發(fā)展最重要的基礎設施之一，因此，對大型電力系統(tǒng)進行可靠性評估，在電 網(wǎng)設計和運行中保證電力系統(tǒng)的可靠性是十分有必要的 [2]。 配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)中直接與電力用戶相連的環(huán)節(jié)，其可靠性是供電企業(yè)和電力用戶非常關心的問題。在電力市場條件下，供電可靠性是影響供電公司競爭力的重要因素。同時居民生活水平的提高，對配電網(wǎng)可靠性提出了更高的要求 [3]。輸電系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)故障會給電力用戶造成供電中斷，但是在這些系統(tǒng)中發(fā)生的故障和配電系統(tǒng)中發(fā)生的故障相比 ， 后者更可能影響到用戶。因此有必要對供電可靠性進行科學合理的規(guī)劃，以指導配電網(wǎng)可靠性水平的提高。提高配電網(wǎng)供電可靠性，不但可以減少停電損失，避 免由于停電所引起的經(jīng)濟糾紛，還可以樹立良好的供電企業(yè)形象 [4]。配電網(wǎng)的供電可靠性指標將會由目前的現(xiàn)狀發(fā)展成日益滿足電網(wǎng)安全運行和優(yōu)質服務的要求。在 1995 年版《電業(yè)生產事故調查規(guī)程》中， 10kV 用戶供電可靠率也被列入供電安全考核項目之中。隨著電力企業(yè)管理工作的不斷發(fā)展和深化，配電可靠性管理在生產管理工作中所占的位置也越來越重要。因此，進行配電系統(tǒng)可靠性研究已成為電力企業(yè)迫切需要解決的問題。在 1995 年版《電業(yè)生產事故調查規(guī)程》中， 10kV 用戶供電可靠率也被列入供電安全考核項目之中。隨著電力企業(yè)管理工作的不 斷發(fā)展和深化，配電可靠性管理在生產管理工作中所占的位置也越來越重要 [5]。因此，進行配電系統(tǒng)可靠性研究已成 2 為電力企業(yè)迫切需要解決的問題。 國內外配電網(wǎng)可靠性發(fā)展狀況及研究狀況 有關配電網(wǎng)的供電可靠性研究 ， 可以追溯到 20 世紀 60 年代，其起步晚于發(fā)電和輸電系統(tǒng)可靠性的研究?，F(xiàn)代的電力系統(tǒng)的供電能力強大并且涉及面積及其廣泛，任何停電事故的發(fā)生都會造成巨大的經(jīng)濟損失和社會影響。由于缺乏對可靠性的研究和管理以及人們開始并未意識到配電網(wǎng)可靠性的重要性，一些國家的電力系統(tǒng)曾發(fā)生過過大面積的停電事故。 1965 年 11 月9 日，美國東北部電力系統(tǒng)包括紐約市發(fā)生的大停電引起社會秩序的極大混亂。經(jīng)過這次事件之后，各國都開始注意和重視電力系統(tǒng)的可靠性問題，并制定出相應的技術規(guī)范 [6]。 20 世紀 80 年代以來，美國、加拿大、法國和日本等在可靠性工程方面作了大量工作，在電網(wǎng)規(guī)劃、施工安裝調試、生產運行、檢修維護以及人員培訓等各方面都開展了可靠性管理 ， 使供電可靠性指標不斷提高 ， 達到較高水平。例如法國巴黎 1993 年用戶年平均停電時間為 58min，相當于供電可靠率為 %，到 20xx 年縮短為 ，相當于 %[7]。 近年來，在可靠性評估方面又取得了很大進展。在元件建模方面，提出了元件的多狀態(tài)模型，給出了元件更確切的表述。對于繼電保護的影響，以往是將其影響等效到相應的變壓器或斷路器中。最近的研究對其進一步探討，提出了顯式的模型。在模擬法方面，提出了不同的網(wǎng)絡分析模型，并逐步包括相關故障、共模故障、計劃檢修、拉閘限電及各種內外部因素影響的可靠性計算評估的數(shù)學模型函數(shù)法用于可靠性安全性評估，能有效地計及系統(tǒng)的安全性提出了基于元件持續(xù)時間抽樣方法，將多重故障評估轉化為單重故障評估 ， 有效地計及了系統(tǒng)的多重故障。 在 60 年 代 ， 人們開始研究電力系統(tǒng)可靠性時 ， 主要側重于發(fā)電系統(tǒng)可靠性或者以發(fā)電和輸電組成的大電力系統(tǒng)可靠性。相比之下，配電系統(tǒng)的可靠性研究遠未得到應有的重視。 70 年代以后，特別是近 20 年來，隨著經(jīng)濟技術的發(fā)展和人民生活質量的不斷提高，用戶對供電可靠性的要求越來越高。因此迫切需要對城市電網(wǎng)進行合理的改造，配電系統(tǒng)的可靠性研究越來越為人們所重視。世界各國 ， 特別是工業(yè)技術發(fā)展較快的先進國家都普遍開 3 展了配電系統(tǒng)可靠性的研究和應用 ， 并已取得了很大的成果。 我國從 20 世紀 70 年代末期 ， 在電力部門和科研院校中著手研究電力可靠性問 題 ， 1983 年成立中國電機工程學會可靠性專業(yè)委員會 ， 聚集了科研院校和電力部門的力量 ， 推動電力可靠性管理和理論研究工作 。 通過對國外電力可靠性管理先進技術和經(jīng)驗的引進、研究 、 以及在國內部分電力企業(yè)開展電力可靠性管理試點取得了較好效果 ， 并在 1985 年 1 月成立電力可靠性管理中心 ， 正式開始在全國范圍內推動開展電力可靠性管理工作。我國的電力可靠性管理經(jīng)過二十多年來的發(fā)展 ， 已形成了一整套具有中國電力工業(yè)特點的電力可靠性管理的組織、制度、技術標準體系 。 建立了覆蓋全電力行業(yè)的電力可靠性信息采集、分析、評價體系 。 電力可靠性技術 在各電力企業(yè)的生產管理得到廣泛使用 。 電力系統(tǒng)的各類可靠性指標得到全面的提高。特別是最近幾年 ， 在全國出現(xiàn)大范圍供電緊張的情況下 ， 電力可靠性管理通過提高設備和電網(wǎng)的可用率和安全性來滿足社會對電力的需求?？煽啃约夹g與可靠性管理方法已滲透到電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設計、運行和管理及設備制造等各個方面 ， 對大電網(wǎng)、大機組、高電壓的現(xiàn)代電力系統(tǒng)的安全運行和連續(xù)可靠的供電所起的作用日益顯著。實踐證明 ， 可靠性管理是對設備、機組和電網(wǎng)全過程的質量管理和安全管理?？煽啃约夹g的廣泛應用和可靠性管理工作的深入開展 ， 在為保證電力系統(tǒng)的安全可靠 運行、促進企業(yè)的安全生產 ， 為提高全電力行業(yè)的技術裝備和管理水平 ， 為提高企業(yè)的服務水平和經(jīng)濟效益 ，提高企業(yè)在市場環(huán)境中的競爭能力等方面發(fā)揮了積極而重要的作用。 我國的電力可靠性管理經(jīng)過二十多年來的發(fā)展 ， 已形成了一整套具有中國電力工業(yè)特點的電力可靠性管理的組織、制度、技術標準體系 ； 建立了覆蓋全電力行業(yè)的電力可靠性信息采集、分析、評價體系 。電力可靠性技術在各電力企業(yè)的生產管理得到廣泛使用 ； 電力系統(tǒng)的各類可靠性指標得到全面的提高。特別是最近幾年 ， 在全國出現(xiàn)大范圍供電緊張的情況下 ， 電力可靠性管理通過提高設備和電網(wǎng)的可 用率和安全性來滿足社會對電力的需求 [8]。 本論文主要內容 本文是圍繞“ G 市 20xx 年度的規(guī)劃網(wǎng)架”項目展開的城市配電網(wǎng)可靠性規(guī)劃及其技術評估方法的研究。利用 ETAP 軟件計算 G 市配電網(wǎng)可靠性 4 指標，對相應可靠性提升措施的成本 效益分析。通過分析計算結果得到可行的 G 市電網(wǎng)可靠性提高的改進建議。規(guī)劃設計技術原則是編制配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃的技術準繩。為了提高規(guī)劃編制水平，保證規(guī)劃成果能有效地指導配電網(wǎng)建設更新與改造，實現(xiàn)電網(wǎng)持續(xù)健康地發(fā)展，因此要對 G 市的經(jīng)濟與社會的發(fā)展和配電網(wǎng)實際情況進行了解然后對其進行規(guī)劃和設 計。論文提出了一套比較科學和系統(tǒng)的可靠性規(guī)劃方法，方法首先要求先對 G 市配電網(wǎng)現(xiàn)狀以及 G 市配電網(wǎng)歷史運行數(shù)據(jù)進行分析，并且在現(xiàn)狀電網(wǎng)下進行可靠性分析，在可靠性現(xiàn)狀評估的基礎上對規(guī)劃期的可靠性指標目標值進行細化，以確定較為合理的可靠性目標。然后，給出規(guī)劃期可靠性指標的預測，將其與目標值進行比較，為各項改善措施的可靠性貢獻定量研究提供目標依據(jù)。最后，通過對改進可靠性措施與現(xiàn)狀電網(wǎng)可靠性之間進行比較，對兩者進行成本 效益評估并提出改進意見。本文主要研究內容有： （ 1） 首先概述了配電系統(tǒng)可靠性研究的背景，必要性。然后 敘述了配電系統(tǒng)可靠性評估研究的目的和意義，以及可靠性研究的現(xiàn)狀和評估方法。 （ 2） 介紹了配電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)可靠性的基本概念。 （ 3） 對 G 市配電網(wǎng)現(xiàn)狀并且對薄弱環(huán)節(jié)進行分析。 （ 4） 對 G 市電網(wǎng) 10kV 配電系統(tǒng)進行了簡要敘述并進行配電網(wǎng)絡結構進行分析，全面分析 G 市配電線路的分段及聯(lián)絡情況，從而對配網(wǎng)結構有了一個整體把握。 （ 5） 對 G 市配電系統(tǒng)各種典型接線方案，進行可靠性評估計算和綜合分析，從而定量得出各種接線方案的系統(tǒng)供電可靠性。配電系統(tǒng)可靠性指標既與故障元件有關，也與故障后隔離故障以及恢復供電的開關裝置有關。 網(wǎng)架結構對可靠性指標有著較大的影響，應根據(jù)實際情況，提高線路之間的聯(lián)絡率，提高供電轉供率，對現(xiàn)狀電網(wǎng)的分段數(shù)進行合理的優(yōu)化，采用智能開關對故障修復時間進行優(yōu)化并且通過加強停電管理措施減少預安排停電率以及預安排停電時間等措施，提高系統(tǒng)的可靠性水平。 （ 6） 通過對 G 市配電網(wǎng)現(xiàn)狀的可靠性評估與改進措施后的結果進行對比，引入 G 市可靠性投資成本，與改進措施前進行成本 效益分析，通過對G 市配電網(wǎng)改進前后的成本 效益進行對比，提出對 G 市配電網(wǎng)可靠性提升的改進意見。 5 第二章 配電網(wǎng)可靠性理論基礎 電力系統(tǒng)可靠性概述 可靠性概念 可靠性理論的發(fā)展，可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)期間，當時德國為了對導彈的可靠性作出估計，提出了關于可靠性的一個重要理論：任一元件的故障可能導致系統(tǒng)（串聯(lián)系統(tǒng)）故障，其可靠性等于各獨立元件可靠性的乘積。由于獨立元件的可靠性是小于 1 的，所以，系統(tǒng)的可靠性比系統(tǒng)中可靠性最差的一個元件還要低。 關于可靠性的概念，一般是這樣認識的：可靠性是指一個元件、設備或系統(tǒng)在預定時間內，在規(guī)定的條件下完成規(guī)定功能的能力?？煽啃陨婕霸?shù)據(jù)的統(tǒng)