淺談農(nóng)村配電臺區(qū)供電能力與供電質(zhì)量評估分析系統(tǒng)的研究及應(yīng)用

張海，何國斌，徐廣，張學(xué)華，秦志東

(1云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司大理供電局，云南大理671000;

2昆明能訊科技有限責(zé)任公司，云南昆明650217)

[摘要]采集配電網(wǎng)設(shè)備臺賬、技術(shù)參數(shù)、網(wǎng)架拓?fù)浜驮O(shè)備的負(fù)荷、電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)，計算容載比、負(fù)載率、聯(lián)絡(luò)率、電壓合格率指標(biāo)，分析配電臺區(qū)供電能力及供電質(zhì)量，建立信息系統(tǒng)支撐功能，研發(fā)農(nóng)村配電臺區(qū)供電能力與供電質(zhì)量實(shí)時評估分析決策系統(tǒng)，提高配電網(wǎng)供電質(zhì)量，切實(shí)提升配電網(wǎng)綜合管理水平。

關(guān)鍵詞 配電臺區(qū)供電能力 供電質(zhì)量 容載比 負(fù)載率

中圖分類號TM72; P208

0引言

電力企業(yè)對配電系統(tǒng)建設(shè)的過度輕視，使得農(nóng)村配電網(wǎng)的發(fā)展相對落后，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求。輸變設(shè)備較配電設(shè)備相對投資較大，配電系統(tǒng)的投資較小，而且停電的影響也是局部的，因此電力企業(yè)對配電設(shè)備的運(yùn)行水平和供電能力的研究較少，導(dǎo)致配電網(wǎng)自動化程度仍然很低。經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，社會的各個行業(yè)以及人們的日常生活對配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能力的要求越來越高，使得配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能力方面的研究也變得如火如荼。提升農(nóng)村配電網(wǎng)工程建設(shè)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化水平，加強(qiáng)農(nóng)村配電臺區(qū)供電能力與供電質(zhì)量評估建設(shè)，對于滿足農(nóng)村配網(wǎng)發(fā)展需要及客戶對供電能力、供電質(zhì)量和供電服務(wù)的新要求，提供供電能力和供電可靠性，提升配網(wǎng)運(yùn)行管理水平與服務(wù)能力已迫在眉睫。

1系統(tǒng)設(shè)計思路

本系統(tǒng)獲取大理供電局一體化GIS、CSGII生產(chǎn)、配網(wǎng)調(diào)度自動化、計量四合一、電壓質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)中的配電網(wǎng)設(shè)備臺賬、設(shè)備參數(shù)、風(fēng)架拓?fù)?、設(shè)備負(fù)荷、電壓監(jiān)測歷史及準(zhǔn)實(shí)量數(shù)據(jù)，通過建立的配電臺區(qū)供電能力及供電質(zhì)量評估體系，計算所有線路及配變的負(fù)載率、計算線路與配變的容載比、線路同一變電站聯(lián)絡(luò)率、不同變電站聯(lián)絡(luò)率和D類電壓合格率以及線路N-1等指標(biāo)，用這些指標(biāo)來評估配電臺區(qū)的供電能力及供電質(zhì)量，以便達(dá)到提升農(nóng)村配電臺區(qū)的供電能力及供電質(zhì)量的目的，也為配電網(wǎng)建設(shè)決策提供依據(jù)‘2]。

2供電能力評估體系研究

2.1負(fù)載能力

2.1.1容載比指標(biāo)

本功能獲取生產(chǎn)系統(tǒng)配電臺區(qū)變電設(shè)備總?cè)萘浚瑥恼{(diào)度系統(tǒng)獲取對應(yīng)的年最大負(fù)荷。取得的總?cè)萘砍阅曜畲筘?fù)荷得到容載比指標(biāo)。指標(biāo)得分(y)應(yīng)為容載比(x)的函數(shù)，此函數(shù)應(yīng)為一次函數(shù)(分段函數(shù))。設(shè)為a，b，m，n常數(shù)，則函教為：

2.1.2線路重載比例指標(biāo)

該功能通過獲取生產(chǎn)系統(tǒng)線路的額定容量，及調(diào)度系統(tǒng)線路的負(fù)荷值和功率因數(shù)，線路的單點(diǎn)(15分鐘為一點(diǎn))負(fù)載率為單點(diǎn)負(fù)荷除以功率因數(shù)再除以額定容量。如果線路的負(fù)載率連續(xù)4點(diǎn)(1小時)達(dá)到或超過70%，則認(rèn)為該線路為重載。線路重載比例等于重載線路條數(shù)除以線路總數(shù)。指標(biāo)得分(y)應(yīng)為線路重載比例(x)的函數(shù)，此函數(shù)應(yīng)為一次函數(shù)(分段函數(shù))。設(shè)為a，b，m，n常數(shù)，則函數(shù)為：

2.1.3配變重載比例指標(biāo)

該功能通過獲取生產(chǎn)系統(tǒng)配變的額定容量，及調(diào)度系統(tǒng)配變的負(fù)荷值和功率因數(shù)，配變的單點(diǎn)(15分鐘為一點(diǎn))負(fù)載率為單點(diǎn)負(fù)荷除以功率因數(shù)再除以額定容量。如果配變的負(fù)載率連續(xù)8點(diǎn)(2小時)達(dá)到或超過80%，則認(rèn)為該配變?yōu)橹剌d。配變重載比例等于重載配變數(shù)除以配變總數(shù)。

該指標(biāo)的功能流程及數(shù)據(jù)流程圖見圖5

2.2轉(zhuǎn)供能力

2.2.1線路滿足N-比例指標(biāo)

本功能從GIS系統(tǒng)中獲取線路拓?fù)溥B接關(guān)系數(shù)據(jù)，通過分析線路的電氣連接關(guān)系，來判斷是否滿足N -1，然后記錄滿足的線路條數(shù)，最后將滿足N-1的線路條數(shù)除以總的線路條數(shù)得到線路滿足N-1比例。指標(biāo)得分(y)應(yīng)為線路滿足N-1比例(x)的函數(shù)，此函數(shù)應(yīng)為一次函數(shù)(分段函數(shù))。設(shè)為a，b，m，n常數(shù)，則函數(shù)為：

2.2.2同一變電站線路聯(lián)絡(luò)率指標(biāo)

本功能從GIS系統(tǒng)獲取線路拓?fù)溥B接關(guān)系數(shù)據(jù)，先計算滿足N-1的線路，然后通過分析線路所屬變電站與聯(lián)絡(luò)線路所屬變電站是否相同，如果相同則符合該指標(biāo)要求，反之則不符合。最后將符合指標(biāo)的線路條數(shù)除以總的線路條數(shù)得到同一變電站線路聯(lián)絡(luò)比例指標(biāo)。

該指標(biāo)的功能流程及數(shù)據(jù)流程圖見圖8：

2.2.3不同變電站線路聯(lián)絡(luò)率指標(biāo)

本功能從GIS系統(tǒng)獲取線路拓?fù)溥B接關(guān)系數(shù)據(jù)，先計算滿足N-1的線路，然后通過分析線路所屬變電站與聯(lián)絡(luò)線路所屬變電站是否相同，如果不相同則符合該指標(biāo)要求，反之則符合。最后將符合指標(biāo)的線路條數(shù)除以總的線路條數(shù)得到同一變電站線路聯(lián)絡(luò)比例指標(biāo)。

指標(biāo)的功能流程及數(shù)據(jù)流程圖見圖9：

3供電質(zhì)量評估體系研究

本功能獲取營銷系統(tǒng)低壓側(cè)用戶信息和計量四合一系統(tǒng)中集抄用戶智能終端電壓數(shù)據(jù)，系統(tǒng)用戶根據(jù)本地居民用電特征按一定比例將部分用戶設(shè)置為典型用戶，然后系統(tǒng)自動計算典型用戶的電壓合格率指標(biāo)，即可對典型用戶的電壓情況進(jìn)行定期跟蹤。指標(biāo)得分(y)應(yīng)為D類電壓合格率(x)的函數(shù)，此函數(shù)應(yīng)為一次函數(shù)(分段函數(shù))。設(shè)為a，b，m，n常數(shù)，則函數(shù)為：

其中需要注意的是：將D類電壓合格率的滿分設(shè)定為100%，90分設(shè)定為99.3%，60設(shè)定為98.5%，0分設(shè)定為97%。由此得出上述分段一次函數(shù)。

4系統(tǒng)應(yīng)用

本系統(tǒng)每一個功能指標(biāo)均涉及數(shù)據(jù)列表和圖表分析。其中數(shù)據(jù)列表中有各項(xiàng)查詢條件來組合查詢數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)際使用中所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行條件查詢數(shù)據(jù)，能夠準(zhǔn)確快速地查找出需要的數(shù)據(jù)，再結(jié)合圖表分析功能就能清晰直觀地表達(dá)出各類指標(biāo)的數(shù)據(jù)信息，省去了人工去逐個查看數(shù)據(jù)，也是對設(shè)備數(shù)據(jù)的整合，過濾得到對評估分析最有用的數(shù)據(jù)，近一步幫助決策者分析當(dāng)前設(shè)備或線路是否存在重載等問題，進(jìn)而為下一步整改建設(shè)配電網(wǎng)篤定堅實(shí)的數(shù)據(jù)依據(jù)。

下面以配變重載比例指標(biāo)為例做簡單的應(yīng)用介紹，其他指標(biāo)分析也可以參見此部分。例如使用數(shù)據(jù)列表所包含的查詢條件查找大理城區(qū)喜洲供電所，即可查出數(shù)據(jù)，具體見圖11:

在數(shù)據(jù)列表中有“數(shù)據(jù)分析，當(dāng)使用數(shù)據(jù)分析時，可以得到當(dāng)前選擇的設(shè)備分析圖表，在圖表中可以看出配變的負(fù)載率在三個月內(nèi)的一個趨勢圖，方便對比各個月之間的數(shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)分析中有折線圖和餅圖(分別見圖12、13)，折線圖主要針對單一設(shè)備，餅圖主要針對所有設(shè)備，選擇餅圖分析，可以得到所選區(qū)域及選定時間內(nèi)的配變重載的一個比例，能讓決策者清楚的知道現(xiàn)在重載了多少，所占的比例是多少：

在數(shù)據(jù)列表中有“定位”功能(見圖14)，定位是為了將配變的數(shù)據(jù)信息詳細(xì)到地理拓?fù)湫畔⑸?，選擇設(shè)備進(jìn)行定位，可以得到設(shè)備與周圍網(wǎng)架的一個地理位置關(guān)系，便于決策者分析設(shè)備可能存在的問題。

5結(jié)論

配電網(wǎng)肩負(fù)著電力配送的重任，科學(xué)評估配電網(wǎng)供電能力及供電質(zhì)量，深入了解當(dāng)前配電網(wǎng)運(yùn)行情況顯得十分重要。要想保證配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行就應(yīng)該保證充足的供電能力。負(fù)荷隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需求變化越來越大，實(shí)時選擇配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的運(yùn)行方式也就變得十分必要。這也就使得在選擇之前需要不斷地實(shí)時評估靈活多變的運(yùn)行方式，整改出最合理的運(yùn)行方式，這樣既追求經(jīng)濟(jì)性，同時也保證了配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和安全性，更重要的是配電網(wǎng)故障后能快速地向相鄰網(wǎng)絡(luò)以最大能力轉(zhuǎn)移非故障區(qū)段的負(fù)荷，大量縮短停電時間‘4]。綜上所述，實(shí)時評估配電網(wǎng)供電能力成為了配電網(wǎng)管理的重要功能。配電臺區(qū)作為農(nóng)村配電網(wǎng)最基本的組成單元，是供電最直接用戶組成，研究配電臺區(qū)的供電能力和供電質(zhì)量，對提升客戶滿意度具有重要而直接的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]黃偉，張建華，楊京燕，配電網(wǎng)絡(luò)供電能力評估系統(tǒng)及方案設(shè)計[J].現(xiàn)代電力，2001，18(4)：64-68.

[2]胡尊張.配電網(wǎng)供電能力分析方法研究[Dl.北京：華北電力大學(xué)，2006.

[3]李振坤、陳星瑩.配電網(wǎng)供電能力的實(shí)時評估分析[J].電力系統(tǒng)自動化,2009,33(6)：36-39.

[4]周小波、蘇衛(wèi)華.配電網(wǎng)供電能力評估系統(tǒng)的開發(fā)與研究[J].供用電，2005，22(2)：18-20.