浅谈农村配电台区供电能力与供电质量评估分析系统的研究及应用
张海，何国斌，徐广，张学华，秦志东
(1云南电网有限责任公司大理供电局，云南大理671000;
2昆明能讯科技有限责任公司，云南昆明650217)
[摘要]采集配电网设备台账、技术参数、网架拓扑和设备的负荷、电压监测数据，计算容载比、负载率、联络率、电压合格率指标，分析配电台区供电能力及供电质量，建立信息系统支撑功能，研发农村配电台区供电能力与供电质量实时评估分析决策系统，提高配电网供电质量，切实提升配电网综合管理水平。
关键词 配电台区供电能力 供电质量 容载比 负载率
中图分类号TM72; P208
0引言
电力企业对配电系统建设的过度轻视，使得农村配电网的发展相对落后，已经远远跟不上农村经济的发展需求。输变设备较配电设备相对投资较大，配电系统的投资较小，而且停电的影响也是局部的，因此电力企业对配电设备的运行水平和供电能力的研究较少，导致配电网自动化程度仍然很低。经济的高速发展，社会的各个行业以及人们的日常生活对配电网运行水平和供电能力的要求越来越高，使得配电网运行水平和供电能力方面的研究也变得如火如荼。提升农村配电网工程建设规范化和标准化水平，加强农村配电台区供电能力与供电质量评估建设，对于满足农村配网发展需要及客户对供电能力、供电质量和供电服务的新要求，提供供电能力和供电可靠性，提升配网运行管理水平与服务能力已迫在眉睫。
1系统设计思路
本系统获取大理供电局一体化GIS、CSGII生产、配网调度自动化、计量四合一、电压质量监测系统中的配电网设备台账、设备参数、风架拓扑、设备负荷、电压监测历史及准实量数据，通过建立的配电台区供电能力及供电质量评估体系，计算所有线路及配变的负载率、计算线路与配变的容载比、线路同一变电站联络率、不同变电站联络率和D类电压合格率以及线路N-1等指标，用这些指标来评估配电台区的供电能力及供电质量，以便达到提升农村配电台区的供电能力及供电质量的目的，也为配电网建设决策提供依据‘2]。
2供电能力评估体系研究
2.1负载能力
2.1.1容载比指标
本功能获取生产系统配电台区变电设备总容量，从调度系统获取对应的年最大负荷。取得的总容量除以年最大负荷得到容载比指标。指标得分(y)应为容载比(x)的函数，此函数应为一次函数(分段函数)。设为a，b，m，n常数，则函教为：
2.1.2线路重载比例指标
该功能通过获取生产系统线路的额定容量，及调度系统线路的负荷值和功率因数，线路的单点(15分钟为一点)负载率为单点负荷除以功率因数再除以额定容量。如果线路的负载率连续4点(1小时)达到或超过70%，则认为该线路为重载。线路重载比例等于重载线路条数除以线路总数。指标得分(y)应为线路重载比例(x)的函数，此函数应为一次函数(分段函数)。设为a，b，m，n常数，则函数为：
2.1.3配变重载比例指标
该功能通过获取生产系统配变的额定容量，及调度系统配变的负荷值和功率因数，配变的单点(15分钟为一点)负载率为单点负荷除以功率因数再除以额定容量。如果配变的负载率连续8点(2小时)达到或超过80%，则认为该配变为重载。配变重载比例等于重载配变数除以配变总数。
该指标的功能流程及数据流程图见图5
2.2转供能力
2.2.1线路满足N-比例指标
本功能从GIS系统中获取线路拓扑连接关系数据，通过分析线路的电气连接关系，来判断是否满足N -1，然后记录满足的线路条数，最后将满足N-1的线路条数除以总的线路条数得到线路满足N-1比例。指标得分(y)应为线路满足N-1比例(x)的函数，此函数应为一次函数(分段函数)。设为a，b，m，n常数，则函数为：
2.2.2同一变电站线路联络率指标
本功能从GIS系统获取线路拓扑连接关系数据，先计算满足N-1的线路，然后通过分析线路所属变电站与联络线路所属变电站是否相同，如果相同则符合该指标要求，反之则不符合。最后将符合指标的线路条数除以总的线路条数得到同一变电站线路联络比例指标。
该指标的功能流程及数据流程图见图8：
2.2.3不同变电站线路联络率指标
本功能从GIS系统获取线路拓扑连接关系数据，先计算满足N-1的线路，然后通过分析线路所属变电站与联络线路所属变电站是否相同，如果不相同则符合该指标要求，反之则符合。最后将符合指标的线路条数除以总的线路条数得到同一变电站线路联络比例指标。
指标的功能流程及数据流程图见图9：
3供电质量评估体系研究
本功能获取营销系统低压侧用户信息和计量四合一系统中集抄用户智能终端电压数据，系统用户根据本地居民用电特征按一定比例将部分用户设置为典型用户，然后系统自动计算典型用户的电压合格率指标，即可对典型用户的电压情况进行定期跟踪。指标得分(y)应为D类电压合格率(x)的函数，此函数应为一次函数(分段函数)。设为a，b，m，n常数，则函数为：
其中需要注意的是：将D类电压合格率的满分设定为100%，90分设定为99.3%，60设定为98.5%，0分设定为97%。由此得出上述分段一次函数。
4系统应用
本系统每一个功能指标均涉及数据列表和图表分析。其中数据列表中有各项查询条件来组合查询数据，根据实际使用中所需要的数据进行条件查询数据，能够准确快速地查找出需要的数据，再结合图表分析功能就能清晰直观地表达出各类指标的数据信息，省去了人工去逐个查看数据，也是对设备数据的整合，过滤得到对评估分析最有用的数据，近一步帮助决策者分析当前设备或线路是否存在重载等问题，进而为下一步整改建设配电网笃定坚实的数据依据。
下面以配变重载比例指标为例做简单的应用介绍，其他指标分析也可以参见此部分。例如使用数据列表所包含的查询条件查找大理城区喜洲供电所，即可查出数据，具体见图11:
在数据列表中有“数据分析，当使用数据分析时，可以得到当前选择的设备分析图表，在图表中可以看出配变的负载率在三个月内的一个趋势图，方便对比各个月之间的数据。
在数据分析中有折线图和饼图(分别见图12、13)，折线图主要针对单一设备，饼图主要针对所有设备，选择饼图分析，可以得到所选区域及选定时间内的配变重载的一个比例，能让决策者清楚的知道现在重载了多少，所占的比例是多少：
在数据列表中有“定位”功能(见图14)，定位是为了将配变的数据信息详细到地理拓扑信息上，选择设备进行定位，可以得到设备与周围网架的一个地理位置关系，便于决策者分析设备可能存在的问题。
5结论
配电网肩负着电力配送的重任，科学评估配电网供电能力及供电质量，深入了解当前配电网运行情况显得十分重要。要想保证配电网安全可靠运行就应该保证充足的供电能力。负荷随着经济的发展，需求变化越来越大，实时选择配电网经济实用的运行方式也就变得十分必要。这也就使得在选择之前需要不断地实时评估灵活多变的运行方式，整改出最合理的运行方式，这样既追求经济性，同时也保证了配电网运行的可靠性和安全性，更重要的是配电网故障后能快速地向相邻网络以最大能力转移非故障区段的负荷，大量缩短停电时间‘4]。综上所述，实时评估配电网供电能力成为了配电网管理的重要功能。配电台区作为农村配电网最基本的组成单元，是供电最直接用户组成，研究配电台区的供电能力和供电质量，对提升客户满意度具有重要而直接的意义。
参考文献
[1]黄伟，张建华，杨京燕，配电网络供电能力评估系统及方案设计[J].现代电力，2001，18(4)：64-68.
[2]胡尊张.配电网供电能力分析方法研究[Dl.北京：华北电力大学，2006.
[3]李振坤、陈星莹.配电网供电能力的实时评估分析[J].电力系统自动化,2009,33(6)：36-39.
[4]周小波、苏卫华.配电网供电能力评估系统的开发与研究[J].供用电，2005，22(2)：18-20.
