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3.2 配电网可靠性规划所需数据

配电网可靠性规划编制所需的数据大致可分为4类(见图3-2),分别为基础参数、设备停运统计数据、可靠性指标统计数据和配电网业务指标。其中,基础参数和设备停运统计数据用于可靠性理论评估分析,可靠性指标统计数据用于校验可靠性理论评估准确度,而设备停运统计数据、可靠性指标统计数据和配电网业务指标用于可靠性薄弱环节分析与灵敏度分析。

3.2.1 基础参数

基础参数主要指现状电网的设备台账和拓扑信息,主要用于可靠性理论评估分析,具体包括:

1)拓扑结构:包括变电站10(6、20)kV母线、架空线路、电缆线路、配电变压器、断路器、负荷开关、隔离开关和熔断器等设施模型之间的拓扑连接关系,主要通过网络模型体现。 这是采用精确电网模型进行可靠性评估的必备参数

图3-2 配电网可靠性规划所需数据及其作用

2)设备基本信息:上述所有设备的基本信息,包括编号、名称、电压等级等。

3)配电线路基础参数:电压等级、线路类型、长度、型号、载流量以及单位长度的电阻、电抗、电纳。其中,线路类型分为架空绝缘线、架空裸导线、电缆三类。上述参数中, 线路类型和长度是采用精确电网模型计算可靠性主要指标所需的必备参数 ,其余参数是计算可靠性参考指标的可选参数。

4)配电变压器基础参数:变压器型号、额定容量、空载损耗、负载损耗、阻抗电压、空载电流。上述参数均为计算可靠性参考指标的可选参数。

5)负荷点数据:负荷容量、用户数、重要级别。上述参数中仅 用户数为采用精确电网模型计算可靠性主要指标所需的必备参数 ,其余均为计算可靠性参考指标的可选参数。当无法提供实际负荷容量时,可提供装机容量,并按照装机容量大小进行负荷容量分配;对于规划电网,可根据负荷点预测容量和配电变压器平均容量估算用户数。

6)开关设备数据:对于断路器、负荷开关和隔离开关这类开关设备,还需获取的数据是其当前的开断状态。由于在进行拓扑分析故障影响区域时必须考虑开关状态,因此 开关状态也是采用精确电网模型进行可靠性计算所需的必备参数

上述这些数据大部分可从GIS系统中以CIM格式导出,一部分设备台账参数需要从资产管理系统中导出。

CIM数据标准是由国际电工技术委员会(IEC)负责电力系统控制及通信相关标准的第57技术委员会(IEC TC57)制定的一系列标准,其中第13工作组(WG13)负责制定与EMS专业相关的CIM与CIS标准,其标准系列为IEC 61970系列,使EMS的应用软件组件化和开放化,能即插即用和互联互通,降低系统集成成本和保护用户资源。由于其定义了电力系统主要设备的统一数据模型,因此后来应用范围不再局限于调度部门,而延伸到生产、运维等其他业务部门。由于配电网设备众多、拓扑复杂,若靠人工收集整理数据,工作量将非常巨大,而CIM模型可将整个电网拓扑以结构化的方式保存和交互,因此CIM数据接口提供了一种自动化或半自动化的解决方案,非常适用于大型电网的数据获取,不仅避免了繁重的人工收集工作,且数据来源唯一、数据更新快速,为可靠性软件评估工作的常态化奠定了数据基础。

3.2.2 设备停运统计数据

设备停运统计数据指上一年度各地市、各区县、各供电分区的设备停运统计值,主要用于可靠性理论评估分析。根据停电类型又可分为故障停运统计数据和预安排停运统计数据,具体内容包括:

1)故障停电相关参数:

① 架空线路:故障停运率、平均故障修复时间;

② 电缆线路:故障停运率、平均故障修复时间;

③ 配电变压器:故障停运率、平均故障修复时间;

④ 断路器、熔断器:故障停运率、平均故障修复时间、平均故障点上游恢复供电操作时间。

⑤ 负荷开关:故障停运率、平均故障修复时间。

⑥ 隔离开关(刀闸):故障停运率、平均故障修复时间、平均故障定位隔离时间。

⑦ 联络开关:平均故障停电联络开关切换时间。

需说明的是,平均故障定位隔离时间、平均故障点上游恢复供电操作时间和平均故障停电联络开关切换时间,这三个参数通常难以获取,往往要靠人工凭经验填写。为了减少人工填报的工作量,可以将这三个参数归并为平均非故障段复电时间(即从故障发生到故障点上下游恢复供电为止的平均时间)。

2)预安排停电相关参数:

① 架空线路、电缆线路:预安排停运率、平均预安排停运持续时间(预安排停电平均持续时间)。此处需说明的是,根据DL/T 836—2016《供电系统供电可靠性评价规程》,定义了各类设施的停运停电率和故障停电率指标,两个指标的差值即为各类设施的预安排停电率。但实际情况中对设施的计划检修往往是集中安排,这将导致很难准确地采集各类设施的预安排停电率指标,因此若无法获得设施停运停电率指标,也可将DL/T 1563—2016《中压配电网可靠性评估导则》中定义的系统预安排停电率(即系统预安排停电总次数与系统线路全长的比值)当成线路的预安排停运率。

② 断路器、负荷开关、熔断器:平均预安排停电线段上游恢复供电操作时间。

③ 隔离开关(刀闸):平均预安排停电隔离时间。

④ 联络开关:平均预安排停电联络开关切换时间。

同样的,平均预安排停电隔离时间、平均预安排停电线段上游恢复供电操作时间和平均预安排停电联络开关切换时间这三个参数也通常要靠人工凭经验填写,也可将其归并为平均非预安排停电线段复电时间(即从预安排停电开始至预安排线段上下游恢复供电为止的平均时间)。

这些数据可从目前的可靠性管理系统中导出相关报表获取,也可依靠人工收集的方式来获取。由于其数据量不大,且大多数是可靠性日常管理工作需要关注的数据,因此人工收集的难度和工作量都不大。

3.2.3 可靠性指标统计数据

可靠性指标统计数据指上一年度各地市、各区县、各供电分区的可靠性指标统计值,主要用于校验可靠性理论评估准确度。根据指标的重要程度,以及区分停电类型等需要,具体包括如下指标:

1)系统平均停电时间SAIDI:此为中压统计口径下的系统平均停电时间,且还需收集去除重大事件日后的统计值。

2)平均供电可靠率ASAI:此为根据SAIDI换算得到的统计值。

3)客户平均停电时间:此为含低压用户统计口径下的系统平均停电时间。

4)系统平均停电频率SAIFI:此为中压统计口径下的系统平均停电频率。

5)系统平均故障停电时间SAIDI-F、系统平均故障停电频率SAIFI-F:此为中压统计口径下的故障停电统计指标。

6)系统平均预安排停电时间SAIDI-S、系统平均预安排停电频率SAIFI-S:此为中压统计口径下的预安排停电统计指标。

7)客户平均故障停电时间、客户平均预安排停电时间:此为含低压用户统计口径下的区分故障和预安排两种停电类型的停电时间统计指标。

这些数据可从目前的可靠性管理系统中导出相关报表获取,也可依靠人工收集的方式来获取。由于其数据量不大,且大多数是可靠性日常管理工作需要关注的数据,因此人工收集的难度和工作量都不大。

3.2.4 配电网业务指标

配电网业务指标指上一年度及规划期的各地市、各区县、各供电分区的业务指标,主要用于可靠性薄弱环节分析和灵敏度计算。由于与可靠性相关的主要是规划和运维两大业务,因此业务指标也分规划和运维两大类,具体包括:

1)规划业务指标:

① 中压线路回数:所有中压馈线数量,单位为回。

② 中压架空线路回数:所有中压架空馈线数量,单位为回。

③ 中压线路总长:所有中压馈线的累计长度,单位为km。

④ 中压架空线路总长、中压电缆线路总长:所有中压馈线中架空线路和电缆线路分别累计长度,单位为km。

⑤ 电缆化率:中压电缆线路总长与中压线路总长之比,单位为%。

⑥ 中压平均线路长度:中压线路总长与中压线路回数之比,单位为km/回。

⑦ 中压平均供电半径:所有中压馈线的供电半径之和与中压线路回数之比,单位为km/回。

⑧ 中压断路器台数:中压配电网所有断路器数量,单位为台。

⑨ 中压负荷开关台数:中压配电网所有负荷开关数量,单位为台。

⑩ 中压熔断器台数:中压配电网所有熔断器数量,单位为台。

⑪ 中压隔离开关台数:中压配电网所有隔离开关数量(不计接地刀闸),单位为台。

⑫ 中压配变台数:中压配电网所有配变数量,单位为台。

⑬ 中压公用配变台数、中压专用配变台数:中压配电网所有公用配变和专用配变分别累计数量,单位为台。

⑭ 中低压计量用户数:中压和低压所有计量用户的总数,单位为户。

⑮ 可转供线路回数:可转供的中压线路回数,单位为回。

⑯ 可转供电率:可转供线路回数与中压线路总回数之比,单位为%。

⑰ 中压重载线路回数:中压馈线中重载的线路回数,单位为回。

⑱ 中压过载线路回数:中压馈线中过载的线路回数,单位为回。

⑲ 中压重载配变数:中压配变中重载的配变台数,单位为台。

⑳ 中压过载配变数:中压配变中过载的配变台数,单位为台。

㉑ 运行年限超15年的配变数:中压配变中运行年限大于15年的配变台数,单位为台。

㉒ 中压架空线路分段总数:所有中压架空线路的分段数,单位为段。

㉓ 中压架空线路平均分段数:中压架空线路分段总数与中压架空线路回数之比,单位为段/回。

㉔ 配电自动化分段数:中压馈线中实施了配电自动化的分段数量,单位为段。

㉕ 馈线自动化线路回数:中压馈线中实施了馈线自动化的线路数,单位为回。

㉖ 馈线自动化覆盖率:馈线自动化线路回数与中压线路回数之比,单位为%。

㉗ 配电自动化有效线路回数:中压馈线中安装的配电自动化有效在线运行的线路数,单位为回。

㉘ 配电自动化有效覆盖率:配电自动化有效线路回数与中压线路回数之比,单位为%。

㉙ 10(20)kV及以下的基建投资合计:中低压配电网的基建投资额,单位为万元。

2)运维业务指标:

① 抢修平均到达现场时间:平均每次抢修到达现场所需的时间,单位为h。

② 带电作业率:实施带电作业的次数与检修作业总次数之比,单位为%。

这些数据可通过人工收集的方式来获取。由于其数据量不大,且大多数是规划和运维日常工作需要关注的数据,因此人工收集的难度和工作量都不大。 Jlup5EcIcvZqM1QdIeL2JSZRcit1vIkC9Lpy2CTBcAfbdctYK9ejm1lUXwNsWa9V

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