赵 川，赵 明，路学刚，叶 华

（云南电力调度控制中心，云南 昆明 650011）

1 城市低压配电网运行可靠性评估

进行低压配电网可靠性评估前，需要作出相关假设，即设计时不将上级电网和其他外力电网破坏因素计入研究数据[1]。低压配电网的常规网架需采用常规网线链路，试用用户需要配备专门的环网柜装结构进行电路融电[2]。

1.1 建立配电网可靠性指标

为具体反映城市低压电网整体运行的可靠性，需提前建立电网馈线的可靠性评估指标，主要包括低压电网平均故障频率（SAIFI）、系低压电网故障持续时间（SAIDI）、配电网可靠性（RS）和低压配电网整体停电供应量（AENS）。假设城市区域配电网共有m条低压馈线，其系统可靠性指标的计算如下：

式（1）中，λj、Nj、Uj、Pj分别表示城市低压配电网使用的第j条压馈线平均每年发生故障的概率、使用用户总量、每年的总体停运时间和负荷数。由式（1）可知，城市低压配电网可靠性各项指标评估计算的难点和重点在于计算λj和Nj的值。因为数据过于庞大，传统数据统计方式无法获取准确数据，所以设计引入大数据技术，通过互联网数据流，结合数据专供容量近似分析算法计算数据[3]。

1.2 低压配电网转供容量计算

城市配电网馈线无法实现与周围馈线100%的电力转供，因此综合性评估低压配电网的可靠性时，需要提前计算配电网的转供容量。结合实际工程开发，根据数据、配电网馈线热损发裕度的载流量和负荷分散系数，以容量裕度股计算法计算抵押电网馈线挂接的最大能量容量负荷上限极值，再根据此极值综合计算转供容量，如式（2）所示：

式（2）中，V为配电网馈线电压；Amax为馈线最大允许电流；C为裕度系数。

计算裕度系数需根据城市低压馈线的工程预设结构保留的载流量确定，一般取值为0.65。

城市低压电网的网架结构主要根据负荷预测结果规划设计，规划网架中不能直接提取准确的馈线配变分布数据，但可直接确定城市低压电网馈线的负荷总量和各馈线网架的联络情况。

重新定义低压电缆中挂接配变的环网柜，利用分段开关隔离一段架空线作为一个单位区段。为反映城市馈线网络联络通道转供和容量限制对整个低压配电网用户使用时间的影响，需要基于大数据资料获取馈线j内各联络数据通路转供总容量信息，记做Saj。据此，可重新定义反应馈线j的各项馈线联络数据情况和对应转供参数，即转供率aj：

假设馈线j共有Nnj个区段，则共有K个馈线区段负荷为转供通道，其余为不可控段，则数据K的计算方法为：

1.3 实现城市低压电网评估

首先说明下述设计中公式指标符号的含义。线断路器、线路、开关、配变等分别用b、l、s、t表示，其中符号x泛指某一设备。Nxi表示馈线j中x设备的数量。若x表示线路，则Nxi表示其长度。

计算城市低压电网馈线故障率时，如果城市低压电网的断路器和线路分段开关发生故障，会导致低压馈线出现断路器闸门闭合，最终致使全用户停电。因此，式（1）中λj的计算方法为：

式（5）中，λji为馈线j第i段中所有短路线路和馈线变接开关的故障率之和，Nji为馈线j第i段的用户数量。

计算馈线j的停电时间Uj，需要综合考虑各馈线j的区段元件影响效果，即：因为城市低压馈线负荷介入的电缆网和网架线路具有明显差异性，电缆网的使用用户计入低压馈线需要使用环网，而使用低压馈线的架空网需要借助联通熔断器。所以，即便是同一个低压馈线区域，不同低压馈线的故障时间存在绝对差异性。对需要评估的部分馈线而言，当城市低压馈线j的第i段线路出现明显数据故障时，i段之前的区域分段只有通过故障隔离时间和电源侧端路由器重合闸，才能有效恢复供电。设停电时间为t1，确定馈线故障段和故障段之后的各馈线区段与故障段的位置有关。当故障段i处于不可转供段时，有Nnj-k-i+1个馈线区段需要通过馈线故障隔离和上述转供操作才能恢复供电。设停电时间为t2，城市低压馈线电缆线路故障造成的停电时间为：

式（7）中，Nnj表示j的抵押馈线中，第i段的馈线长度。Njk表示整个馈线使用k部分抵押电网用户的整体数量。对使用架空网的用户而言，当线路出现故障时，不同故障段的故障差别主要体现在电网可供转供段。只有当前使用段的使用用户批量修复时，才能对其恢复用电。设低压电网的修复时间为rij，只有i段后的(Nnj-K)各区段有效故障隔离后，才能操作电源转供量，恢复使用用电。

因为现代城市使用的馈线电网具有不同的使用形式，所以计算其参数数据需要考虑不同情况，借助之前求取的低压配电容量分析开关故障造成的停电时间U(s,j)：

因为城市低压配电网配有明显的熔断器保护装置，低压配变器和故障不会大规模损伤馈线，所以停电现象仅针对馈线挂接配变的使用用户。城市架空网络线路和电缆器线路的故障馈线停电时间U(t,j)为：

由式（9）可知，通过转供容量结果可影响计算，进而评估城市低压配电网运行可靠性的各项数据。

2 实验数据分析

为评估大数据城市低压配电网运行可靠性方案是否具有真实有效性，能否有效提高电网故障问题评估准确率，进行了对比实验。设计实验组和对比组，实验组选择新设计的城市低压电网运行可靠率评估方法，对比组选择传统评估方法。通过第三方模拟软件模拟200个电路架模拟区域网络，通过电路改造设置相同问题且问题量不断上升，获得如表1所示的评估结果。

表1 固定问题评估准确率对比

由表1可知，相同问题环境下，实验组的评估准确率明显高于对比组。通过计算实际量化值，可以确定整体准确率提高了21%，评估准确率提升明显。

3 结 论

城市配电网规划涉及的整体工程量和后期运营成本巨大，如果可以及时作出科学合理的评估，可为有关单位节约大量的经济维护成本。此外，设计以大数据为基础，通过设计综合性评估指标，结合配电网转供容量等参数值，有效评估了城市低压电网的可靠性。实验研究表明，设计的评估方法可有效提高评估精度，具有实际应用意义。