引言

配電網的供電可靠性程度直接影響國民經濟的發(fā)展和電力行業(yè)的現代化建設,如何提高配電網供電可靠性已經成為當下電力企業(yè)要研究的重要問題。

隨著經濟的發(fā)展、用電需求的增長,配電網規(guī)模也不斷擴大,并朝智能化方向發(fā)展,在運行維護過程中產生了大量的數據。目前,在配電網的建設中,工作人員往往憑借自身工作經驗對故障進行診斷,缺乏對相關數據的詳細分析和全面考慮,降低了配電網的運行質量,影響了工作效率。若能合理利用電力大數據,將這些數據加以分析,則有利于全面、精準進行故障定位,提高配電網的供電可靠性。因此,本文將電力大數據引入配電網可靠性分析中,試圖找出影響供電可靠性的具體原因,預測潛在風險,并給出提高供電可靠性的方案,為配電網運行管理提供建議及借鑒。

1配電網可靠運行大數據來源

配電網大數據主要來源于電能質量監(jiān)測管理系統、生產管理系統、用電信息采集系統、營銷管理系統、企業(yè)與資產管理系統、配網自動化系統等,這些數據涵蓋了實時運行數據、臺賬數據、環(huán)境數據、負荷數據等。

2配電網供電可靠性評估指標

用戶平均停電時間、供電可靠率、用戶平均停電次數是常用的系統可靠性指標,是系統可靠性水平的表征,各指標表示如下:(1)用戶平均停電時間,指在統計時間內,用戶平均停電時間小時數。(2)供電可靠率,指在規(guī)定統計時間內,系統對用戶有效供電時間和統計時間的比值。(3)用戶平均停電次數,指在停電統計期間內用戶的平均停電次數。

3影響配電網供電可靠性的主要因素

從企業(yè)與資產管理系統獲取某供電局的A、B、C、D、E、F、G縣區(qū)局2017一2019年配電網可靠性數據、停電用戶數據、10kV中壓線路信息、中壓臺區(qū)用戶信息,包括停電類型、地區(qū)特征、停電原因、停電時長、停電容量、責任原因、線路長度、斷路器臺數、低壓用戶數等數據信息。基于Tableau建立大數據可視化模型,實現多維度、精細化的統計分析。

3.1供電可靠性水平分析

根據用戶平均停電時間、供電可靠率、用戶平均停電次數這3個系統可靠性指標,分析該供電局近3年供電可靠性水平分布情況。從圖1供電可靠率指標可得,A縣區(qū)局供電可靠率最高,達99.990%,用戶平均停電次數及停電時長最小:E、F、G縣區(qū)局供電可靠性較低,尤其是G縣區(qū)局。從供電可靠性指標可以明顯看出,G、F、E縣區(qū)局對整個供電局供電可靠性影響較嚴重,需重點分析其供電可靠性低的原因,找出配電網最薄弱環(huán)節(jié),促進電網的發(fā)展和完善,為配電網改造提供參考意見。

3.2影響供電可靠性的主要因素分析

下面從網架結構、配網的技術裝備水平、故障原因、運行維護水平4個方面分析影響供電可靠性的主要因素。

3.2.1配電網網架結構的影響分析

如圖2所示,從網架結構分析,每條線路平均長度最長的是G縣區(qū)局,為17.39km,而每公里線路平均分段數僅為0.4:其次是F縣區(qū)局,為14.53km,每公里線路平均分段數為0.54?？梢?相比之下,網架結構對G、F縣局的供電可靠性影響較大。

3.2.2技術裝備水平的影響分析

技術裝備水平主要包括架空線絕緣化、線路電纜化程度及配網自動化建設與維護水平。圖3以架空絕緣化率、電纜化率作為配電網裝備水平評價指標,用于衡量技術裝備水平與供電可靠性關系。

如圖3所示,G縣區(qū)局電纜化率最低,僅為0.15,架空絕緣化率相對也較低:其次是F縣區(qū)局,電纜化率僅為0.22。可見電纜化率、架空絕緣化率越高,線路供電可靠性越高。技術裝備水平較低是影響G、F、E縣區(qū)局供電可靠率的重要原因,因此,可從提高電纜化率、架空絕緣化率方面出發(fā)提高配電網供電可靠性。

3.2.3故障因素的影響分析

深挖造成故障停電的具體原因,從故障部位分析,由圖4可知,故障停電最多的是G縣區(qū)局,而故障發(fā)生具體部位最多的是真空斷路器,總共3063次:其次是裸導線故障,共1550次。

F縣區(qū)局故障停電次數位居第二,影響停電的原因為真空斷路器故障、裸導線故障、避雷器故障。裸導線故障、真空斷路器故障也是直接導致C、D、E縣區(qū)局故障停電的重要原因。

所以,真空斷路器故障、裸導線故障、柱上隔離開關故障是造成各區(qū)局故障停電的主要原因。在平時的運維檢修過程中,應加強對這些設備的維護和巡視。

3.2.4運行維護水平的影響分析

利用停電平均時間分析供電企業(yè)運維水平整體分布情況,了解各縣區(qū)局停電平均持續(xù)時間的長短,從而制訂合理的人員分配及管理方案,縮小故障影響范圍,縮短故障處理時間。同時,還可從停電類型分析,給出加強停電管理的工作方案,統籌安排停電計劃,從而減少檢修預安排停電次數及時間。

4基于電力大數據的配電網可靠性改進方案

根據分析結果,提出以下提高供電可靠性的方案。

4.1完善網架結構,優(yōu)化配網供電技術

通過加強10kV及以下線路聯絡、更換陳舊細小導線等措施,持續(xù)改善配電網架結構。通過改造農村0.4kV線路,優(yōu)化低壓供電范圍。優(yōu)化設備序列,簡化設備型式,推廣典型設計與標準物料,全面提高配電網檢修施工質量,加大老舊及高損耗設備改造力度。

4.2推進"互聯網＋"的智能配電網建設

繼續(xù)開展線路自動化改造,提高配電自動化線路覆蓋率和實用化水平。打造具有故障自愈能力的自動化智能配電網,從而快速發(fā)現缺陷隱患,快速隔離故障,提升供電可靠性。同時打造智能配電網可視化信息管理平臺,充分利用集成營銷、配電、調度、規(guī)劃等多業(yè)務信息,深入挖掘配電網多維度數據。

4.3建立智能安全生產系統

現階段,兩票辦理速度緩慢、流程煩瑣是限制故障搶修速度的原因之一。建立智能安全生產系統,具備電子化兩票、智能匹配安全措施,能實現在故障現場的快速辦票,減少故障搶修的流程辦理時間。

4.4創(chuàng)建智能倉庫管理系統

故障搶修時物資的調用、新設備的臺賬錄入也是影響故障搶修速度的重要因素。智能倉庫管理系統具有材料備品自動掃描識別、自動出入庫、自動貨位分配、自動盤點、自動定位等功能。搶修作業(yè)時,使用智能倉庫,實現搶修的材料設備的快速調用,掃碼即可完成設備臺賬的快速錄入,能大幅縮短材料備品的調用時間,為快速復電提供可靠的后勤保障。

5結語

將電力大數據應用到配電網可靠性分析中,不僅便于掌握各地區(qū)總體運行情況,而且能挖掘影響供電可靠性的因素,并有針對性地提出指導建議,將有效支持配網安全、高效、經濟運行,提升供電可靠性與穩(wěn)定性。