配电系统改造及自动化实施对供电可靠性提高的分析

北极星电力网技术频道作者:佚名 2007/12/26 21:25:58

关键词: 自动化可靠性供电可靠

配电系统改造及自动化实施对供电
可靠性提高的分析袁洪涛（沙角C电厂，广东东莞523936）
　　摘　要：供电可靠性每增加一个百分点，供电企业为改善供电可靠性而增加的费用将急剧增加。为此，引用了国外对配电系统可靠性的一些参考指标及工程计算方法，分别对配电自动化的主要手段——电缆故障指示器及配电管理系统对可靠性提高的影响进行分析，找出实施配电自动化系统的最佳切入点。指出只有当停电费用损失系数达到一个较高的数值时，投资配电管理系统才有适当的投资回报。
　　关键词：配电系统；配电系统自动化；可靠性；电缆故障指示器；配电管理系统
Effectofreconstructionandautomationofdistributionsystem　onimprovementofpowersupplyreliabilityYUANHongtao(ShajiaoCPowerPlant,Dongguan,Guangdong523936,China)
　　Abstract:Apowersupplyenterprisehastoincreaseconsiderablythecostsforimprovingpowersupplyreliabilitytoenableevenaslightriseinit.Byuseofsomerelevantreferenceindicesandtheengineeringcomputationmethodabroad,twomajormeansfordistributionautomation,cablefaultindicatoranddistributionmanagementsystem(DMS),areanalyzedrespectivelyintermsoftheireffectonimprovingpowersupplyreliability,andthebestwayfordistributionautomationfound.ItisindicatedthatappropriatereturnoninvestmentinDMScanbeachievedonlywhenpoweroutagelosscoefficientishighenough.
　　Keywords:distributionsystem;automationofdistributionsystem;reliability;cablefaultindicator;DMS
　　社会越来越依赖于电力的供应，几乎所有的用户都希望供电有100的可靠性而不愿有哪怕是极短时间的停电。停电给用户造成的损失随着停电时间的延长而大幅增加。以法国为例，当停电持续时间为1h，损失为18马克/kW，当停电持续时间为3h，损失为85马克/kW^［1^］。
　　因此，在国外比较发达国家已广泛应用配电自动化技术以提高电力系统的可靠性，缩短停电时间。
　　另一方面，供电可靠性每增加一个百分点，供电企业为改善供电可靠性而增加的费用将急剧增加。所以追求100的供电可靠性在经济上和技术上都是不现实的。作为供电企业，必须在用户用电可靠性要求及供电企业投资费用中寻找合适的平衡点，以达到经济技术比最优配置。转换到系统的规划、设计时，表现为根据不同的经济发展情况，以决定不同方式的配电系统的网络形式，一次设备的选型，配电自动化系统的实施等不同阶段，每一个阶段都应考虑配电系统完善、发展的可持续性。1配电自动化技术的主要方式
　　配电自动化的含义是通过快速地清除故障和恢复供电，获得较好的系统性能，并提高向用户供电的可靠性。目前，主要有两种方式：
　　a)电缆故障指示器
　　在传统的配电系统中，通过变电站保护继电器的动作识别有故障的中压馈线，难以准确地进行故障定位，只能通过人工寻找故障点，使掉电用户难以在短时间内恢复供电。在系统中引入能指示故障电流通过的设备，即电缆故障指示器，就能有效地协助确定故障位置和隔离故障段，大大地缩短停电时间。
　　b)配电管理系统（distributionmanagementsystem，DMS）
　　故障识别、故障隔离及恢复供电完全由计算机系统在极短的时间内完成。系统中由配电自动化终端（feederterminalunit，FTU）代替电缆故障指示器。当配电网数据采集与监视控制（supervisorycontrolanddataacquisition，SCADA）系统发现某变电站的断路器跳闸，根据系统中FTU发出的线路电流信息或开关状态信息，便可逻辑判断故障点位置。故障所在位置识别清楚之后，通过网络重构，隔离故障段，重新恢复供电。2供电可靠性及停电损失费用工程计算方法
　　在配电系统可靠性分析中，最重要的因素是故障率期望值和停电时间期望值及不同网络结构下给各用户造成的少供电力总和。这些因素决定于运行和检修策略，网络结构、网络元件的组合方式以及元件的可靠性。在网络结构、网络元件的组合方式以及网络元件不变的基础上，配电系统自动化的目的就是通过优化系统的运行、检修和故障排除方式，从而提高系统的可靠性。配电系统主要分为两种结线形式，辐射形和环网形。由于我国在环网系统中采用开环运行，因此，也可作为辐射形系统考虑。
　　定义给定元件i的平均故障率为λ_i，平均停电时间为γ_i；年故障持续时间为
　　
　　其中假设各个元件的故障是相对独立的。对于给定负荷j的平均停电率或每年的停电次数由下式给出：
　　
　　其中，λ_i是元件i每年故障率，I是造成给定负荷点j供电中断所有故障元件的集合。
　　年停电时间的期望值，由下式给出：
　　
　　其中t_ij是由元件i的故障在给定负荷点j引起的供电中断时间。
　　平均停电持续时间由下式给出：
　　
　　电力系统中所发生的各种停电可能引起的“少供电量”由下式给出：
　　
　　其中P_j是负荷点j停电引起的少供电力。
　　少供电量的费用由下式给出：
　　
　　其中a_j(t_ij)和b_j(t_ij)是当停电时间为t_ij时，对负荷点j少供电力和电量的单位费用值。其单位为元/kW和元/kWh^［2^］。[1][2]下一页

来源：中国电力资料网

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