关键词：供电模型；需求响应；有序用电；可靠性
随着社会经济的迅速发展，供配电日益智能化和信息化，提高供电可靠性变得尤为重要。供电可靠性不仅代表整个电力工业的水平，也是衡量供电企业配电网建设与运行管理水平的综合指标。高供电可靠性不仅给电力用户提供了更安全可靠的用电和更优质经济的服务，同时也给供电企业带来了良好的经济效益。
1典型高可靠性网架设计
1.1典型高可靠性网架的特征及指标
目前衡量高可靠性供电网架的主要指标是年均停电时间。从数据采集来源看，国外是基于用户年均停电时间，户均停电时间越短，供电可靠性越高；国内是基于中压配变采集系统获得的供电可靠性数据。从供电可靠性水平看，新加坡城网供电可靠性最高可达到“6个9”的水平，其次东京供电可靠性可达到“5个9”的水平。国外高供电可靠性网架的特征是：①基于设备状态的检修策略，延长检修周期，缩短计划停电时间；②采用简单可靠的双电源高可靠性网架，确保负荷能够相互切换，缩短停电范围；③通过采用高可靠性设备，降低电网设备故障率，降低故障停运时间。
1.2主干网组网方式
针对中压配电网高可靠性网架，目前以开闭所为核心的组网方式主要包含变电站出线5种模式典型网架结构，规划10kV电缆网应以开关站为核心节点，形成高可靠的目标接线结构。除少量负荷较高的直供用户、电缆环网及规定应由变电站直供的重要用户外，变电站10kV电缆出线只供给开关站，再由开关站转供环网站、用户的网络接线模式。
1.2.1模式一：变电站供开关站单环网接线模式开关站两路电源来自不同变电站，第一级终端开关站除供周边用户和配电室外，与下一级开关站联络形成环网。其特点是开关站运行方式较简单，便于运维管理；环网两路电源进线同时故障将导致整个单环网失电。
1.2.2模式二：变电站供开关站双环网接线模式第一级开关站两路电源来自同一变电站不同母线或不同变电站；第二级开关站两路电源来自上级开关站不同母线，且两座二级开关站之间设两回联络专线；4座开关站形成双环网接线。其特点是负荷转移通道多，在保证供电安全性的前提下可提高开关站负载率，供电能力较单环网高；开关站集中供电模式，便于运维管理；专用联络线占用间隔和廊道资源，需增加投资。
1.2.3模式三：变电站供开关站“单花瓣”式接线模式每座110kV变电站1台主变压器（简称主变）引出2条10kV线路，与其他变电站110kV主变引出的2条10kV线路构成“单花瓣”式接线。“单花瓣”式接线中同一110kV主变所出2回出线可闭环运行，不同主变10kV出线之间开环运行。其特点是10kV短路电流较易控制，可闭环运行；开关站运行方式较简单，运维方便。
1.2.4模式四：变电站供开关站“双花瓣”式接线模式变电站供开关站“双花瓣”式接线模式：每座110kV变电站1台主变压器引出2条10kV线路，与其他变电站110kV主变引出的2条10kV线路构成“双花瓣”式接线。“双花瓣”式接线中同一110kV主变所出2回出线末端可闭环运行，不同主变10kV出线之间开环运行其特点是环间负荷转移过程较为复杂；专用联络线占用间隔和廊道资源，需增加投资。
1.2.5模式五：变电站供开关站“蜂窝型”式接线模式变电站供开关站“蜂窝型”式接线模式：变电站直供开闭所接线，2回进线来自于不同变电站出线或同一变电站不同主变出线，开闭所和开闭所之间进行联络。开闭所供开闭所接线，由不同变电站出线或同一变电站不同主变压器出线供第一级开闭所，电源线路设纵差保护。第一级开闭所除供周边用户和配电室外，供另外开闭所，作为另外开闭所备用电源。
2计算原理
2.1供电可靠性计算原理
网架结构、设备水平、配电自动化水平、运维管理水平是影响供电可靠性的四大因素。供电可靠性计算主要从缩短故障停电时间和缩小故障停电范围两方面考虑，供电可靠性A0计算公式为：
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式中：n为总用户数；λ1、λ2分别为故障停电率和预安排率，次/（km?年），该项数据通过地市电力公司10kV用户供电可靠性统计数据获得；δ0为故障停电及计划停电户数占总用户的比例；t1、t2分别为故障停电时间和预安排停电时间，h/次，t1的计算公式为：.png)
式中：T1为故障定位时间；T2为故障隔离时间；T3为故障修复时间。
2.2配电自动化提升
配电自动化提升方面主要是缩短停电时间和缩小停电范围。供电区网架结构已足够完善且供电可靠性已达到99.99%以上，此时进一步提升供电可靠性要以配电自动化手段为主，效果最为明显，兼顾经济性。任一单因素的改变，难以对整体供电可靠性产生很大的影响。供电可靠性提升工作应多措并举，同时，从网架结构、设备水平、配电自动化和运维管理水平等多方面进行考虑，可大大提升供电可靠性。
缩小停电范围。不同网架结构的停电范围，其中网络结构为单环网，只考虑开闭所电源进线，出线暂时未成环，故障停电户时数占总停电户时数的百分比为100%。由此结合实际，选择停电范围小的网架模式。
3 城市配电网高可靠性网架设计方案
3.1 网架结构
针对网架结构的敏感性，在不考虑配电自动化的情况下，若仅采用组合模式一，供电可靠率仅为99.987 0%，停电时间为68 min，大于52 min，达不到4个9的要求；若考虑接线形式下沉一级，采用组合模式二，则供电可靠率刚好提升至99.993 5%；若再下沉一级，箱式变压器也下沉一级，采用组合模式三，则供电可靠率可提升至99.996 8%；因此建议在上饶城网配电自动化尚未完全成熟时，应采用组合模式二或组合模式三。
3.2 设备水平
针对设备水平的敏感性，在其他参数不变的情况下，考虑设备水平的提高导致故障停运率降低，在这种假设下，设备水平主要针对线路等设备故障率指标进行供电可靠率敏感性分析计算。供电可靠率与线路故障停运率基本呈线性相关关系，从全国水平来看，在其他因素不变的情况下，仅仅依靠提升设备水平，降低线路故障停运率的方法，尚不能达到4个9的要求。
3.3 配电自动化水平
针对配电自动化水平的敏感性，在其他参数不变的情况下，考虑有/无配电自动化覆盖以及配电自动化的形式（二遥、三遥）进行供电可靠性敏感性分析城区配电自动化应在网架结构已经完善的基础上实现，此时配置二遥终端或者三遥终端，采用集中式馈线自动化技术，以降低恢复供电时间，效果更加明显。
3.4 运维管理水平
针对运维管理水平的敏感性，在其他参数不变的情况下，考虑运维管理水平的提高可使计划停电时间降低。在这种假设下，在上饶城区大力开展城区计划检修不停电作业率100%，最大限度减少计划停电时间，提高供电可靠率。城区供电可靠性的提升与运维管理水平基本呈线性相关关系，因此要加强城区配电网的运维管理，缩短计划停电时间。
4.结语
本文提出一个协调住宅用户需求响应潜力以提高配网供电可靠性的供电模型，该模型利用了需求侧响应设备的灵活操作性，可有效避免用户侧负荷的削减，同时可以增加配电网供电的可靠性。通过模型模拟的计算结果显示仅通过响应电器较小规模的调整就可实现可靠性的提升，同时计算表明连接到主干和配网前端的客户将在故障恢复过程中获得更大的利益，另外证明分支和配网后端的客户需求响应更能有效地提高配网供电可靠性。
参考文献
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[2] 周军义，黄国强，张文星，等.基于LCC评价的电力设备维护策略研究田.陕西电力，2009, 37(9): 15-18.
论文作者:于海东
论文发表刊物:《中国电业》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/26
标签：可靠性论文; 变电站论文; 网架论文; 接线论文; 模式论文; 故障论文; 时间论文; 《中国电业》2020年第1期论文;