淺談農村配電臺區供電能力與供電質量評估分析系統的研究及應用

張海，何國斌，徐廣，張學華，秦志東

(1云南電網有限責任公司大理供電局，云南大理671000;

2昆明能訊科技有限責任公司，云南昆明650217)

[摘要]采集配電網設備臺賬、技術參數、網架拓撲和設備的負荷、電壓監測數據，計算容載比、負載率、聯絡率、電壓合格率指標，分析配電臺區供電能力及供電質量，建立信息系統支撐功能，研發農村配電臺區供電能力與供電質量實時評估分析決策系統，提高配電網供電質量，切實提升配電網綜合管理水平。

關鍵詞 配電臺區供電能力 供電質量 容載比 負載率

中圖分類號TM72; P208

0引言

電力企業對配電系統建設的過度輕視，使得農村配電網的發展相對落后，已經遠遠跟不上農村經濟的發展需求。輸變設備較配電設備相對投資較大，配電系統的投資較小，而且停電的影響也是局部的，因此電力企業對配電設備的運行水平和供電能力的研究較少，導致配電網自動化程度仍然很低。經濟的高速發展，社會的各個行業以及人們的日常生活對配電網運行水平和供電能力的要求越來越高，使得配電網運行水平和供電能力方面的研究也變得如火如荼。提升農村配電網工程建設規范化和標準化水平，加強農村配電臺區供電能力與供電質量評估建設，對于滿足農村配網發展需要及客戶對供電能力、供電質量和供電服務的新要求，提供供電能力和供電可靠性，提升配網運行管理水平與服務能力已迫在眉睫。

1系統設計思路

本系統獲取大理供電局一體化GIS、CSGII生產、配網調度自動化、計量四合一、電壓質量監測系統中的配電網設備臺賬、設備參數、風架拓撲、設備負荷、電壓監測歷史及準實量數據，通過建立的配電臺區供電能力及供電質量評估體系，計算所有線路及配變的負載率、計算線路與配變的容載比、線路同一變電站聯絡率、不同變電站聯絡率和D類電壓合格率以及線路N-1等指標，用這些指標來評估配電臺區的供電能力及供電質量，以便達到提升農村配電臺區的供電能力及供電質量的目的，也為配電網建設決策提供依據‘2]。

2供電能力評估體系研究

2.1負載能力

2.1.1容載比指標

本功能獲取生產系統配電臺區變電設備總容量，從調度系統獲取對應的年最大負荷。取得的總容量除以年最大負荷得到容載比指標。指標得分(y)應為容載比(x)的函數，此函數應為一次函數(分段函數)。設為a，b，m，n常數，則函教為：

2.1.2線路重載比例指標

該功能通過獲取生產系統線路的額定容量，及調度系統線路的負荷值和功率因數，線路的單點(15分鐘為一點)負載率為單點負荷除以功率因數再除以額定容量。如果線路的負載率連續4點(1小時)達到或超過70%，則認為該線路為重載。線路重載比例等于重載線路條數除以線路總數。指標得分(y)應為線路重載比例(x)的函數，此函數應為一次函數(分段函數)。設為a，b，m，n常數，則函數為：

2.1.3配變重載比例指標

該功能通過獲取生產系統配變的額定容量，及調度系統配變的負荷值和功率因數，配變的單點(15分鐘為一點)負載率為單點負荷除以功率因數再除以額定容量。如果配變的負載率連續8點(2小時)達到或超過80%，則認為該配變為重載。配變重載比例等于重載配變數除以配變總數。

該指標的功能流程及數據流程圖見圖5

2.2轉供能力

2.2.1線路滿足N-比例指標

本功能從GIS系統中獲取線路拓撲連接關系數據，通過分析線路的電氣連接關系，來判斷是否滿足N -1，然后記錄滿足的線路條數，最后將滿足N-1的線路條數除以總的線路條數得到線路滿足N-1比例。指標得分(y)應為線路滿足N-1比例(x)的函數，此函數應為一次函數(分段函數)。設為a，b，m，n常數，則函數為：

2.2.2同一變電站線路聯絡率指標

本功能從GIS系統獲取線路拓撲連接關系數據，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絡線路所屬變電站是否相同，如果相同則符合該指標要求，反之則不符合。最后將符合指標的線路條數除以總的線路條數得到同一變電站線路聯絡比例指標。

該指標的功能流程及數據流程圖見圖8：

2.2.3不同變電站線路聯絡率指標

本功能從GIS系統獲取線路拓撲連接關系數據，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絡線路所屬變電站是否相同，如果不相同則符合該指標要求，反之則符合。最后將符合指標的線路條數除以總的線路條數得到同一變電站線路聯絡比例指標。

指標的功能流程及數據流程圖見圖9：

3供電質量評估體系研究

本功能獲取營銷系統低壓側用戶信息和計量四合一系統中集抄用戶智能終端電壓數據，系統用戶根據本地居民用電特征按一定比例將部分用戶設置為典型用戶，然后系統自動計算典型用戶的電壓合格率指標，即可對典型用戶的電壓情況進行定期跟蹤。指標得分(y)應為D類電壓合格率(x)的函數，此函數應為一次函數(分段函數)。設為a，b，m，n常數，則函數為：

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

4系統應用

本系統每一個功能指標均涉及數據列表和圖表分析。其中數據列表中有各項查詢條件來組合查詢數據，根據實際使用中所需要的數據進行條件查詢數據，能夠準確快速地查找出需要的數據，再結合圖表分析功能就能清晰直觀地表達出各類指標的數據信息，省去了人工去逐個查看數據，也是對設備數據的整合，過濾得到對評估分析最有用的數據，近一步幫助決策者分析當前設備或線路是否存在重載等問題，進而為下一步整改建設配電網篤定堅實的數據依據。

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

在數據列表中有“數據分析，當使用數據分析時，可以得到當前選擇的設備分析圖表，在圖表中可以看出配變的負載率在三個月內的一個趨勢圖，方便對比各個月之間的數據。

在數據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備，餅圖主要針對所有設備，選擇餅圖分析，可以得到所選區域及選定時間內的配變重載的一個比例，能讓決策者清楚的知道現在重載了多少，所占的比例是多少：

在數據列表中有“定位”功能(見圖14)，定位是為了將配變的數據信息詳細到地理拓撲信息上，選擇設備進行定位，可以得到設備與周圍網架的一個地理位置關系，便于決策者分析設備可能存在的問題。

5結論

配電網肩負著電力配送的重任，科學評估配電網供電能力及供電質量，深入了解當前配電網運行情況顯得十分重要。要想保證配電網安全可靠運行就應該保證充足的供電能力。負荷隨著經濟的發展，需求變化越來越大，實時選擇配電網經濟實用的運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時評估靈活多變的運行方式，整改出最合理的運行方式，這樣既追求經濟性，同時也保證了配電網運行的可靠性和安全性，更重要的是配電網故障后能快速地向相鄰網絡以最大能力轉移非故障區段的負荷，大量縮短停電時間‘4]。綜上所述，實時評估配電網供電能力成為了配電網管理的重要功能。配電臺區作為農村配電網最基本的組成單元，是供電最直接用戶組成，研究配電臺區的供電能力和供電質量，對提升客戶滿意度具有重要而直接的意義。

參考文獻

[1]黃偉，張建華，楊京燕，配電網絡供電能力評估系統及方案設計[J].現代電力，2001，18(4)：64-68.

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

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

[4]周小波、蘇衛華.配電網供電能力評估系統的開發與研究[J].供用電，2005，22(2)：18-20.