【正文】 配電網(wǎng)供電可靠性 第一節(jié) 配電網(wǎng)的可靠性統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià) 一、概述 所謂供電可靠性，實(shí)際上就是用戶能以多大的可靠程度得到電力系統(tǒng)供給的電能問(wèn)題。這里所說(shuō)的可靠程度，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，可以理解為希望電力系統(tǒng)不管在什么運(yùn)行條件下都不會(huì)發(fā)生故障，連續(xù)而充足地供給具有正常的電壓和頻率的電力。也就是說(shuō)，要求電力系統(tǒng)有適當(dāng)?shù)碾妷骸⒁?guī)定的頻率并不停電。而其中有關(guān)電壓的變化和頻率的波動(dòng)，從現(xiàn)階段電力發(fā)展的水平來(lái)看，由于發(fā)電機(jī)反應(yīng)特性的改善及無(wú)功補(bǔ)償電壓調(diào)整裝置的采用，雖然在我國(guó)一些地區(qū)還存在著無(wú)功不足的現(xiàn)象，但是就大多數(shù)情況來(lái)說(shuō)，已基本上能夠滿足諸如電子計(jì)算機(jī)、各種自動(dòng)控制裝置和家庭中的電視機(jī)之類的用電設(shè)備需要，其它工業(yè)發(fā)展較快國(guó)家的情況則更好。而與此相反，停電問(wèn)題卻給予社會(huì)更大的影響。因此，通常所謂電力系統(tǒng)供電可靠性，往往就只以用戶最關(guān)心而又敏感的停電程度來(lái)評(píng)價(jià)，特別是對(duì)于供電系統(tǒng)末端的配電系統(tǒng)更具有現(xiàn)實(shí)的意義。 從上述的觀點(diǎn)出發(fā)，所謂供電可靠性，其定義就是在電力系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，衡量能使由該故障設(shè)備供電的用戶供電故障盡量減少，使電力系統(tǒng)本身保持穩(wěn)定運(yùn)行（包括運(yùn)行人員的運(yùn)行操作）的能力的程度。 這個(gè)定義，基本上反映了供電可靠性的實(shí)質(zhì)，已廣為人們所接受。這里所說(shuō)的 “ 使由該故障設(shè)備供電的用戶供電障礙盡量減少 ” ，不僅包含了電力系統(tǒng)在發(fā)生設(shè)備故障之后減小故障的影響，保持系統(tǒng)穩(wěn)定的問(wèn)題；同時(shí)也包含了為防止故障發(fā)生，和萬(wàn)一發(fā)生故障后，為減少故障影響而進(jìn)行的倒閘操作及維護(hù)、檢修的效果，以及操作、維護(hù)、檢修本身作業(yè)停電對(duì)用戶造成的影響等問(wèn)題。因此，電力系統(tǒng)供電可靠性的實(shí)質(zhì)，就是電力系統(tǒng)對(duì)用戶連續(xù)供電能力程度的量度。而具體到配電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，所謂配電網(wǎng)供電可靠性，就是量度配電網(wǎng)在某一定期間內(nèi)，能夠保持對(duì)用戶連續(xù)充足供電的能力的程度 。 總括起來(lái)，系統(tǒng)可靠性研究和考慮的問(wèn)題大體有以下四個(gè)方面： （ 1）設(shè)備本身的可靠性。要使構(gòu)成系統(tǒng)的各種設(shè)備經(jīng)常處于健全完好的運(yùn)行狀態(tài)，能夠充分發(fā)揮其功能，具有較高的可靠性。 （ 2）整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備可靠性。必須考慮把具有相當(dāng)可靠性水平的各種設(shè)備組合起來(lái)，并與其他系統(tǒng)相聯(lián)系，構(gòu)成容易實(shí)現(xiàn)一元化運(yùn)行和維護(hù)的最佳系統(tǒng)。 （ 3）系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。必須把各種設(shè)備有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使之成為具有安全校核、系統(tǒng)保護(hù)和系統(tǒng)恢復(fù)能力，對(duì)任何事態(tài)都有自己處理能力的有生命的系統(tǒng)（ Living System）。所謂系統(tǒng)安全校核（ System Security Check），就是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視和控制，判斷能否繼續(xù)安全無(wú)故障運(yùn)行，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行全面的監(jiān)視，以校核運(yùn)行的安全性。而且，當(dāng)有威脅系統(tǒng)運(yùn)行安全的危險(xiǎn)時(shí)，通過(guò)發(fā)出警報(bào)等方式促使系統(tǒng)采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。此外，還可對(duì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等進(jìn)行校核。所謂系統(tǒng)保護(hù)（ System Protection），就是在系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)生異常的情況時(shí)，一邊采取必要的保護(hù)措施，使系統(tǒng)安全運(yùn)行，不擴(kuò)大 事故，一邊謀求繼續(xù)正常送電。所謂系統(tǒng)恢復(fù)（ System Restoration），就是電力系統(tǒng)一部分或全部停電時(shí)，在考慮系統(tǒng)運(yùn)行安全的同時(shí)，采取適當(dāng)措施，使系統(tǒng)盡快恢復(fù)到故障前的正常供電狀態(tài)。 （ 4）系統(tǒng)可靠性與用戶供電可靠性的配合。由于停電對(duì)用戶的影響大小因用戶不同而異，所以必須對(duì)每個(gè)用戶研究相應(yīng)的可靠性指標(biāo)。 根據(jù)上述有關(guān)配電網(wǎng)供電可靠性和系統(tǒng)可靠性的分析可以得出，所謂配電網(wǎng)可靠性，實(shí)質(zhì)上就是研究直接向用戶供給電能和分配電能的配電網(wǎng)本身及其對(duì)用戶供電能力的可靠性。 二、配電網(wǎng)可靠性統(tǒng)計(jì)與可靠性預(yù)測(cè) 配電網(wǎng)可靠性的工作，可分為兩個(gè)基本方面，即量度過(guò)去的性能和預(yù)測(cè)未來(lái)的行為。即一方面對(duì)現(xiàn)有已運(yùn)行的配電網(wǎng)進(jìn)行歷史的可靠性的統(tǒng)計(jì)、分析及評(píng)價(jià)，它是整個(gè)配電系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)中極為重要的部分；另一方面，為了設(shè)計(jì)、規(guī)劃和建立新的系統(tǒng)，或擴(kuò)大、改造和發(fā)展現(xiàn)有系統(tǒng)供電能力而進(jìn)行可靠 性預(yù)測(cè)評(píng)估。它可以評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)各種設(shè)備及其對(duì)系統(tǒng)的影響，以及整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。可靠性統(tǒng)計(jì)、分析及評(píng)價(jià)是可靠性預(yù)測(cè)評(píng)估的基礎(chǔ)。只有了解了現(xiàn)有配電系統(tǒng)及其設(shè)備、元件可靠性的特性數(shù)據(jù)，才有可能進(jìn)行配電網(wǎng)可靠性的預(yù)測(cè)評(píng)估。反之，可靠性的預(yù)測(cè)評(píng)估則是可靠性統(tǒng)計(jì)、分析及評(píng)價(jià)的深化和發(fā)展。只有通過(guò)可靠性的預(yù)測(cè)評(píng)估，并以此進(jìn)行設(shè)計(jì)、規(guī)劃和改造，才有可能從根本上改善配電網(wǎng)的可靠性。兩者密切相關(guān)，相輔相成，是配電系統(tǒng)可靠性不可缺少的兩個(gè)重要方面。 因此，配電網(wǎng)可靠性研究，用通俗的話來(lái)說(shuō)，就是要通過(guò)對(duì)配電網(wǎng)可靠性進(jìn)行歷史的統(tǒng)計(jì)計(jì)算、分析和評(píng)價(jià)，來(lái)確定現(xiàn)有系統(tǒng)問(wèn)題的所在，并通過(guò)對(duì)過(guò)去的計(jì)算預(yù)測(cè)未來(lái)，然后以預(yù)測(cè)來(lái)對(duì)運(yùn)行情況進(jìn)行比較，從而把可靠性推進(jìn)到更高的階段。在整個(gè)過(guò)程中，還涉及到如何合理地使用費(fèi)用的問(wèn)題。因此，配電網(wǎng)可靠性的評(píng)價(jià)實(shí)際上就是對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)及其設(shè)備進(jìn)行歷史和未來(lái)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的綜合評(píng)價(jià)。 為了對(duì)配電網(wǎng)能夠進(jìn)行這種綜合的可靠性評(píng)價(jià)，就必須建立各種可靠性評(píng)價(jià)的指標(biāo)，作為整個(gè)分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)和基本的出發(fā)點(diǎn)。 配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)建立的基本原則 由于配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)是配電網(wǎng)可靠性進(jìn)行歷史和未來(lái)的評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)和基本出發(fā)點(diǎn)，因此配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)必須具有如下的特點(diǎn)： （ 1）配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)必須能夠反映配電系統(tǒng)及其設(shè)備的結(jié)構(gòu)、特性、運(yùn)行狀況以及對(duì)用戶的影響，并能作為衡量各有關(guān)因素的尺度。 （ 2）配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)應(yīng)該并可以從配電網(wǎng)運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)中計(jì)算出來(lái)。 （ 3）配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)應(yīng)該并可以應(yīng)用配電網(wǎng)可靠性計(jì)算技術(shù)，從元件數(shù)據(jù)中計(jì)算出來(lái)。 以上三點(diǎn)也是建立配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)的基本原則。 建立配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)考慮的因素及分析方法 由于配電網(wǎng)可靠性工作包含了量度過(guò)去和預(yù)測(cè)未來(lái)兩個(gè)方面，而且兩個(gè)方面所研究的對(duì)象和方法又有所不同，因此其所建立的指標(biāo)表示的側(cè)重點(diǎn)也略有不同。但是由于前者是彼此密切相關(guān)和統(tǒng)一的，其基本出發(fā)點(diǎn)也是一致的，所以其考慮的因素雖然不盡相同，但卻是一致的。 建立配電網(wǎng)可靠性統(tǒng)計(jì)指標(biāo)考慮的因素及方法 （ 1）可靠性統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)的目的。配電網(wǎng)可靠性統(tǒng)計(jì)、分析及評(píng)價(jià)，是配電網(wǎng)可靠性管理的基礎(chǔ)，也是電力工業(yè)可靠性管理的一個(gè)重要組成部分，其目的在于以下幾點(diǎn)： ① 收集配電網(wǎng)運(yùn)行方面的可靠性資料，建立供電可靠性的數(shù)據(jù)系統(tǒng)和指標(biāo)。 ② 為編制配電網(wǎng)運(yùn)行方式、維護(hù)檢修計(jì)劃、備品備件計(jì)劃提供可靠的數(shù)據(jù)及資料。 ③ 為配電網(wǎng)可靠性預(yù)測(cè)提供必要的數(shù)據(jù)和依據(jù)。 ④ 為配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃提供必要的可靠性數(shù)據(jù)。 ⑤ 制定統(tǒng)一的、明確的供電可靠性標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則。 ⑥ 為提高 配電網(wǎng)對(duì)用戶的連續(xù)供電能力提供最佳可靠性的決策依據(jù)。 （ 2）配電網(wǎng)和設(shè)備的狀態(tài)及對(duì)用戶的影響。 ① 配電網(wǎng)的狀態(tài)。從對(duì)用戶的影響來(lái)看，配電網(wǎng)的狀態(tài)有供電狀態(tài)和停電狀態(tài)兩種。所謂供電狀態(tài)，就是配電網(wǎng)處于對(duì)用戶供給預(yù)定供應(yīng)電能的狀態(tài)。所謂停電狀態(tài)，就是配電網(wǎng)不能對(duì)用戶供應(yīng)電能的狀態(tài)。任何時(shí)候配電網(wǎng)都必須處于這兩種狀態(tài)中的一種。 ② 配電設(shè)備的狀態(tài)。就每一臺(tái)單一的配電設(shè)備來(lái)說(shuō)，配電設(shè)備的狀態(tài)可分為運(yùn)行狀態(tài)和停運(yùn)狀態(tài)。所謂運(yùn)行狀態(tài)，就是配電設(shè)備處于與配電系統(tǒng)相連接，帶電并可以帶負(fù)荷的狀態(tài)。所謂停運(yùn)狀態(tài)，就是配電設(shè)備由于故障、缺陷或檢修、維護(hù)、試驗(yàn)與配電系統(tǒng)斷開(kāi)，而不帶電的狀態(tài)。 設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)一般與系統(tǒng)的供電狀態(tài)一致。設(shè)備的停運(yùn)狀態(tài)卻存在著兩種情況，一種是對(duì)用戶停電的停運(yùn)狀態(tài)，一般單回路供電系統(tǒng)中串聯(lián)的設(shè)備停運(yùn)時(shí)，都將引起對(duì)用戶的停電，這與系統(tǒng)的停電狀態(tài)是一致的；另一種是不造成對(duì)用戶停電的停運(yùn)狀態(tài)，當(dāng)有多臺(tái)設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行并有足夠的冗余容量的情況即屬此類，如果從系統(tǒng)對(duì)用戶影響的角度來(lái)看，可以說(shuō)它是停電用戶為零的一種停電狀態(tài)。 建立配電網(wǎng)可靠性統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，必須同時(shí)考慮配電網(wǎng)的狀態(tài)和設(shè)備的狀態(tài)。因?yàn)榕潆娋W(wǎng)的狀態(tài)既反映了系統(tǒng)整體的狀況，又反映了系統(tǒng)對(duì)用戶的影響。建立了考慮配電網(wǎng)能夠狀態(tài)的指標(biāo)，就能夠收集面向用戶或負(fù)荷點(diǎn)的數(shù)據(jù)，提供有關(guān)系統(tǒng)充裕度的歷史數(shù)據(jù)和資料。而配電設(shè)備的狀態(tài)則反映了設(shè)備的功能和特性及其對(duì)配電網(wǎng)供電能力的影響。建立了考慮配電設(shè)備狀態(tài)的指標(biāo)，就能夠收集面向元件的數(shù)據(jù)，包括設(shè)備停運(yùn)造成用戶停電或不停電的數(shù)據(jù)；能夠提供設(shè)備停運(yùn)或修理期間的連續(xù)數(shù)據(jù)和資料，為制定設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維修策略提供依據(jù)。此兩者缺一不可。 從理論上講，由于配電系統(tǒng)狀態(tài)反映的是配電系統(tǒng)對(duì)用戶的連續(xù)供電能力。為了表示這種連續(xù)供電的能力，配電網(wǎng)的狀態(tài)無(wú)論采用供電狀態(tài)或停電狀態(tài)兩者中的哪一種，其結(jié)果都是一樣的。但實(shí)際上，由于供電狀態(tài)是經(jīng)常性的，是正常的狀態(tài)，在此狀態(tài)下系統(tǒng)內(nèi)在的各種問(wèn)題都很難表現(xiàn)出來(lái)，用戶一般也不會(huì)做出任何反應(yīng)。而停電狀態(tài)則是不經(jīng)常的、個(gè)別的，甚至可以說(shuō)是不正常的狀態(tài)，它往往是系統(tǒng)內(nèi)部存在的某種問(wèn)題的客觀表現(xiàn)，而且將直接給予用戶以影響。因此，配電網(wǎng)的連續(xù)供電能力通常以停電狀態(tài)發(fā)生的概率作為指標(biāo)來(lái)表示。 與此相類似，由于配電設(shè)備的狀態(tài)反映的是配電設(shè)備的功能、特征及供電的可靠程度，簡(jiǎn)而言之，就是配電網(wǎng)的供電可靠性。因此其供電可靠性的表示同樣也只有在設(shè)備停運(yùn)狀態(tài)下才能表現(xiàn)出來(lái)，所以它通常也總是以停運(yùn)狀態(tài)發(fā)生的概率作為指標(biāo)來(lái)表示。 （ 3）配電網(wǎng)停電和設(shè)備停運(yùn)的性質(zhì)。一般認(rèn)為，配電網(wǎng)停電所表現(xiàn)出的對(duì)用戶連續(xù)供電能力的大小及配電設(shè)備停 運(yùn)所表現(xiàn)出的系統(tǒng)自身供電可靠性的程度，除了分別受到用戶用電的目的、生活水平、社會(huì)環(huán)境的不同和配電設(shè)備自身功能、特性的差異的影響之外，還主要取決于如下幾種因素：停電和停運(yùn)的原因；停電和停運(yùn)的季節(jié)；停電和停運(yùn)的時(shí)刻；停電和停運(yùn)的頻率；停電和停運(yùn)的持續(xù)時(shí)間；停電和停運(yùn)的規(guī)模等。 這些因素影響和決定了配電網(wǎng)停電和設(shè)備停運(yùn)的性質(zhì)。其中，發(fā)生停電和停運(yùn)的原因、季節(jié)和時(shí)刻，包含著若干自然現(xiàn)象和環(huán)境的影響，雖然它們（特別是停電和停運(yùn)的原因）也影響和決定了停電和停運(yùn)的性質(zhì)，但是要定量地加以表示是很困難的。因此，一般僅作定性的分析。而與此相反，停電和停運(yùn)的頻率、持續(xù)時(shí)間和規(guī)模，則是可以用定量的方式來(lái)加以表示的因素，而且在某種程度上，它們還直接和間接地反映了停電和停運(yùn)的原因、季節(jié)和時(shí)刻等因素的影響及其所帶來(lái)的后果的嚴(yán)重程度。因此，人們總是在對(duì)停電和停運(yùn)原因、季節(jié)和時(shí)刻等因素進(jìn)行定性分析的基礎(chǔ)上， 通過(guò)停電和停運(yùn)的頻率、持續(xù)時(shí)間和規(guī)模等建立指標(biāo)來(lái)對(duì)配電網(wǎng)的可靠性加以描述。 在這里，我們首先從停電和停運(yùn)的性質(zhì)來(lái)討論一下有關(guān)因素的考慮方法。而且，為了便于描述，僅以配電網(wǎng)停電的性質(zhì)來(lái)加以分析。 如上所述，配電網(wǎng)的連續(xù)供電能力，一般總是以停電狀態(tài)發(fā)生的概率來(lái)表示的。而從造成配電網(wǎng)停止供電的可能性來(lái)說(shuō)，一般有故障停電和作業(yè)停電兩種情況。所謂故障停電，是指配電線路或設(shè)備由于不正常的運(yùn)行狀況，使繼電保護(hù)動(dòng)作直接跳閘，或者為了防止某種不正常運(yùn)行的狀態(tài)繼續(xù)擴(kuò)大，而不能在規(guī)定的時(shí)間（通常取 6h）以前向調(diào)度提出申請(qǐng)，并通知用戶的停電。故障停電通常又稱為強(qiáng)迫停電。所謂作業(yè)停電，則是在事前按規(guī)定的時(shí)間（一般為 6h）向調(diào)度提出申請(qǐng)，并使用戶得到通知而后實(shí)施的停電。作業(yè)停電通常又稱為預(yù)安排停電，它包括計(jì)劃停電和臨時(shí)停電兩種情況。兩者以其事先是否有正式的計(jì)劃來(lái) 加以區(qū)別。所謂計(jì)劃停電，通常包括有計(jì)劃的檢修、施工、用戶申請(qǐng)停電及計(jì)劃限電（拉閘或非拉閘的限電）等。臨時(shí)停電則指事前沒(méi)有正式計(jì)劃安排的檢修、施工、調(diào)電倒閘操作停電、用戶臨時(shí)申請(qǐng)停電及臨時(shí)拉閘或非拉閘限電等。配電網(wǎng)停電性質(zhì)分類詳見(jiàn)圖 10–1如下。 故障停電反映配電網(wǎng)內(nèi)在特性的好壞，作業(yè)停電反映了配電網(wǎng)在發(fā)生故障或缺陷時(shí)系統(tǒng)恢復(fù)供電的能力。兩種停電又因發(fā)生地點(diǎn)的不同而有配電網(wǎng)內(nèi)部或外部之分。但無(wú)論是外部或內(nèi)部，也不論故障停電或作業(yè)停電，都將對(duì)用戶產(chǎn)生影響，即對(duì)用戶的供電服務(wù)質(zhì)量。因此，在建立配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)時(shí)，既要考慮和建立分別反映故障停電和作業(yè)停電的指標(biāo)，又要考慮和建立反映其綜合情況的指標(biāo)。 至于配電設(shè)備停運(yùn)的性質(zhì)，也與配電網(wǎng)停電的性質(zhì)相類似，可以劃分為故障（或強(qiáng)迫）停運(yùn)和作業(yè)（或預(yù)安排）停運(yùn)兩種情況。故障停運(yùn)是由于發(fā)生了與配電設(shè)備 臨時(shí)拉閘限電臨時(shí)非拉閘限電部分停電內(nèi)部檢查停電外部檢查停電外部臨檢停電內(nèi)部臨檢停電計(jì)劃拉閘限電計(jì)劃非拉閘限電部分停電內(nèi)部施工停電外部施工停電用戶臨時(shí)申請(qǐng)停電