摘要：常规电力调控中心负荷层级简单，运行可靠性差，而基于负荷层级设计的电力调控中心将负荷详细分级，分级供电，优化电能分配方案，提高了电力调控中心的供电可靠性。详细介绍了电力调控中心的负荷层级设计方案以及各级负荷发生故障的原因，并用因子分析法衡量了各级负荷的可靠性水平。
关键词：负荷层级；可靠性；因子；电力调控中心
1 引言
电力调控中心在电网运行中决定着电网运行方式、发电厂的接人、电力调峰、调频等，对电力系统的运行进行实时监控与指挥，并在电网故障时准确、快速进行响应，确保电网系统安全，是电网运行的“大脑”。而电力调控中心的供电可靠性则直接决定了电力调控中心是否能安全可靠工作，调度命令是否能确保及时准确传达，所以电力调控中心的供电对电网的安全至关重要，提高电力调控中心的供电可靠性对确保电网安全稳定有着重要的影响。
目前绝大部分电力调控中心采用了传统设计，即一般调度专业用房的负荷分为设备负荷、动力市电负荷和应急电源负荷。设备负荷通过接人不间断电源(UPS)供电。动力市电负荷由动力市电供电，这种设计存在三种运行风险：一是，应急电源冗余风险，二是，UPS的可靠性风险，三是，供电配电柜单瓶颈风险。传统的设计方案已经考虑了负荷分级方案，但负荷层级简单，由于电力调控中心的重要性与特殊性，细化负荷分级，区别负荷的重要程度对于整体提高电力调控中心供电可靠性有着重要的作用。
2 影响供电可靠性的因素
供电可靠性主要受三个方面的影响，用户密度和分布情况、非故障停电、线路的故障率和故障修复时间，这三个因素影响着供电可靠性。在实际工作中，要通过制定有效措施，在这三方面加强管理，加强控制，提高供电的可靠性。
用户密度和分布情况的差异主要是因为我国地域发展的不平衡造成的，地域不同直接导致用户负荷的不同。在实际工作中，为了估计接线方式对供电可靠性的影响，是采用平均密度的方式供电的，对于同一接线方式，用户分布情况不同，配电质量服务指标就不同。同时，根据用户的分布模式进行分析，用户主要集中在线路前端，而这时如果中后段线路出现故障时，就可以通过分段断路器进行有效控制，这样前段线路依然可以保证正常供电。
在实际工作中，非故障停电也是影响供电可靠性的重要因素，造成非故障停电的因素也是很多的，比如，输电线路的检修、改造，变电站的检修、改造、预试以及配电网进行改造检修等，凡是开展上述工作，都需要配电网进行停电以配合工作。另外，变电所的主变过载，设备改造检修等工作也需要配电网停电配合工作，这样就出现了许多非故障停电，这种停电是必须和必要的，只有这些工作做到位，供电的可靠性才能得到有效保障。
线路故障停电也是影响供电可靠性中重要因素之一，这种影响是负面的，但也是客观存在的。在我国，多数配电网都是露天工作的，这样由于天气或者人为因素很容易造成线路故障。大多数线路故障是由于绝缘损坏或者是恶劣天气，比如雷电、雨雪造成的，因此，在工作中，相关部门的工作人员要及时对线路进行检修，对于损坏的线路及时修理以提高供电可靠性。对于老化电线及时更换，对于高空树木枝条，凡是对线路造成隐患的，要及时清理,认真安装避雷设备，最大限度地保证供电的可靠性。
3 电力调控中心负荷层级划分
3.1 电力调控中心负荷介绍
电力调控中心分为五级:国家调度机构，跨省、自治区、直辖市调度机构，省、自治区、直辖市级调度机构，省辖市级调度机构，县级调度机构。由于业务与级别的不同，电力调控中心的规模与形式都存在一定的不同，这里仅介绍各级电力调控中心共性负荷部分，按用房分为如下4个部分。
3.1.1调度大厅类负荷
调度大厅的负荷包括正常照明、备用照明、应急疏散照明、新风机、普通空调、精密空调、插座、应急插座、调度台工作站、大屏幕显示设备、消防设备等设备。
3.1.2专业用房负荷
调控专业用房包含早汇报室、DTS室、系统运行室、电网安全分析室、继电保护监控室等专业用房。专业用房的负荷包含正常照明、备用照明、新风机、普通空调、精密空调、插座、应急插座、会议系统、大屏幕显示设备、消防设备等设备。
3.1.3 配套机房负荷
配套机房包含通信机房与自动化等机房。配套机房负荷包含机柜设备供电、正常照明、备用照明、应急疏散照明、新风机、精密空调、插座、应急插座、冷通道开关设备、冷通道照明、消防设备等设备。
3.1.4辅助用房负荷
辅助用房包含休息室、资料室、备用间等房间。辅助用房负荷包含照明、新风、普通空调、插座等设备。
3.2 电力调控中心负荷层级
目前的负荷分级主要依据国标《供配电设计规范》，将负荷分为一级负荷中特别重要负荷、一级负荷、二级负荷、三级负荷。电力调控中心负荷类型涵盖了一级负荷到三级负荷，供电标准逐级降低，对于电力调控中心此类对可靠性要求极高的用户，一级负荷比重较大，供电要求也较高，大量高可靠性供电负荷的设定势必导致投资成本增加，不利于工程总体造价的控制。实际上，调度控制中心各级负荷特别是一级负荷的划分还存在优化空间，细化负荷层级，可进一步提高电能利用效率，实现可靠性和经济性的协调统一。
4 基于负荷层级的供电方案设计
4.1 中压外电接入方案设计
供电部门依据客户性质和用电容量制定供电方案，电力调控中心属于重要用电客户，一般要求“两回路及以上”外电供电，并且两回电源来自不同的变电站。下图为“两供一备”方案，两路主供来自不同变电站，一路备供可以在任一主供断电下承接负荷，是典型的外电接入设计方案。
4.2低压负荷分级设计方案
4.2.1 IA级负荷设计方案
根据国标内容，UPS与柴油发电机同属应急电源，但实际运行中柴油发电机接人会造成短时停电，而UPS则不会，所以IA层供电方案UPS电源保证供电不间断，而柴油发电机则保证负荷可以长期运转。
IA级与IB级负荷区别在于IA级负荷在供电的任何环节均采用两路以上供电，避免了IB级两台UPS单机均损坏时造成的停电。对于单电源输人设备则需提供STS(静态转换开关)供电示意图如下图所示。
4.2.2 IB级负荷设计方案
IB级负荷设计方案如下图所示:
5 基于负荷层级的供电方案常见故障分析
影响电力调控中心供电可靠性主要分为中压供电与低压供电两个层面。中压层面主要由供电公司负责，故障包含上级电源故障、施工影响、恶劣天气、线路检修、计划停电等。低压故障又分为供电路由(线路)故障与设备故障。供电路由故障主要包含短路、断路、过载。设备故障包含变压器故障、ATS转换失败、UPS静态旁路开关切换失败、应急柴油发电机启动失败等。
6 结论：
在市场经济条件下，如何保证配电网供电的可靠性，对国民经济的发展和人们生活水平的提高起到重要的推动作用，是供电部门的责任和义务，更是供电企业快速发展，不断创收的重要前提。因此，通过一切手段，促进电网投资成本和电网可靠性的协调发展，促进供电可靠性的有效提高，是人们生产生活的重要保证，也是供电企业不断发展的重要保证。本文详细介绍了电力调控中心负荷分级设计思路，并根据停电影响因子方法分析了各级负荷的供电可靠性水平，其中1A与1B级负荷可靠性结果差异不大。1A，1B级负荷失电需要动力进线与U PS同时失电，因此并机的影响因子在其余影响因子作用下影响有限，IA与IB级负荷的可靠性灵敏度因子取决于UPS影响因子，IA级负荷相比IB级负荷，运维管理更为简单，且人为误操作风险更小。
参考文献：
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论文作者:唐小麟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/31
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