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摘要： 对于我们的供配电系统，用户最关心而又最敏感的就是停电，通常停电事故会给我们的生产和生活造成很多或大或小的影响，因此电力系统的可靠性评估已经成为与供电质量有关的一项基本指标。据统计用户的停电事故中绝大部分是由配电网故障引起的，提高配电网的可靠性对提高电力系统供电质量具有重要意义。
关键词： 配电系统；可靠性指标；主要因素；措施
中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0920107－02
电力系统的可靠性研究工作起始于20世纪60年代，目前可靠性评估已成为国内外配电系统规划决策中的一项常规性工作，已经成为与供电质量有关的一项基本指标。统计资料表明，用户的停电事故中有80%是由配电网故障引起的，提高配电网的可靠性对提高电力系统供电质量具有重要意义。
1 配电系统的可靠性指标
所谓供配电可靠性，实际上就是用户能以多大的可靠程度得到电力系统供给的电能问题。通常所谓的供电系统的供电可靠性，往往就只以用户最关心而又最敏感的停电程度来评价，特别是对于供电系统末端的配电系统更具有现实的意义。由此，可将可靠性定义为：在电力系统设备发生故障时，衡量能使由该故障设备供电的用户供电障碍尽量减少，使电力系统本身保持稳定运行能力的程度。通常，人们把供电系统可靠性问题划分为输变电系统可靠性及配电系统可靠性两个部分。
配电系统可靠性是电力系统可靠性的一个重要组成部分。系统处于电力系统的末端，直接与用户相连，是包括发电、输变电和配电在内的整个电力系统与用户联系、向用户供应电能和分配电能的重要环节。同时，配电系统大多采用辐射式的网状结构，对单故障比较敏感。在研究中，配电网络约占整个供电系统投资的60%及运行成本的20%，它对用户供电可靠性的影响也最大，其可靠性直接关系到国民经济和居民生活。
进行供配电系统可靠性分析，必须充分考虑供电系统的特点。通常配电系统是有多个具有不同特征的元件构成，如架空线、电缆、变压器、断路器等。配电网络的接线方式具有放射式、环网式、树干式等多种接线方式，但最常用的是环网开环运行而形成辐射型的供电方式。基于这种供电方式，考虑配电网按“配电网——变电站——馈线——设备——用户”的层次建立层次计算结构，通过对各层停电运行数据的计算统计，得到故障停电时间和故障次数等基本指标，再结合用户等数据进行计算，得到整个配电网的可靠性指标。
1.1 配电系统可靠性指标的特点
首先，配电系统可靠性指标必须能够反映配电系统及其设备的结构、特性、运行状况以及对用户的影响，并能作为衡量各有关因素的尺度。
其次，配电系统可靠性指标应该可以从供配电系统运行的历史数据中计算出来。
再次，配电系统可靠性指标应该可以应用供配电系统可靠性计算技术，并从元件数据中计算出来。
1.2 配电网可靠性具体指标
1）系统平均停电频率指标。系统平均停电频率指标是指每个由系统供电的用户在每单位时间内的平均停电次数。它可以用一年中用户停电的积累次数除以系统供电的总户数来估计。
2）用户平均停电指标。用户平均停电指标是指每个受停电影响的用户每单位时间里经受的平均停电次数。它可以用一年中观察到的用户停电次数除以受停电影响的户数来估计。
3）系统平均停电持续时间指标。系统平均停电持续时间指标是指每个由系统供电的用户在一年中经受的平均停电持续时间。它用一年中用户经受的停电持续时间的总和除以该年中由系统供电的用户总数来估计。
4）用户平均停电持续时间指标。用户平均停电持续时间指标是指一年中被停电的用户经受的平均停电持续时间。它可用一年中用户停电持续时间的总和除以该年中停电用户总数来估计。
5）平均供电可用率指标。平均供电可用率指标是指一年中用户经受的不停电小时总数与用户要求的总供电小时数之比。用户要求的总供电小时数用全年12个月平均运行的用户数乘以8760。
6）平均供电不可用率指标。平均供电不可用率指标是指一年中用户的积累停电小时总数与用户要求的总供电小时数之比。
2 影响配电系统可靠性的主要因素
1）配电设备和配电线路故障：配电设备的设计性能、制造和安装的质量；设备的自动化程度；配电线（故障（电缆/电线/测试/检测/定位/故障点））路的传输容量及裕度；继电保护和自动装置动作的正确性。
2）配网自动化水平：事故处理自动化程度低，花费时间长，恢复供电慢；人工倒闸，人工数据采集时技术水平与管理手段落后。
3）配电网络结构：配电网络结构布局不合理，供电半径大，供电面广，停电往往是一停一片，一停一线。
4）运行维护和管理：由于部分电力线路管理人员的业务技术水平较低，管理水平差，在事故处理时机动能力不强，给提高供电可靠性造成不少困难。
5）地理条件、自然现象和环境影响的防护水平；社会环境条件及宣传工作情况。
6）负荷高低及分布情况；负荷的增长；上下级网络的影响，包括电源容量、网络结构、性能和管理水平等。
3 提高配电网可靠性的措施
1）采用“人工”老化的方法进行筛选。设备元件的故障（电缆/电线/测试/检测/定位/故障点）率随时间的变化分为三个时期，即早期、偶然期、损耗期。
① 早期故障较高，但随时间的增加，故障率迅速降低。在这段时间内发生故障的原因是由于设计、原料和制造工艺中缺陷而引起的。因此要提高设计水平和电网装备水平，积极采用新技术、新设备，尽量减少故障率。
② 偶然期故障比较稳定，可视为常数，而且数值较低。在运行中应加强维护延长这段时期的时间。
③ 损耗期故障率上升，这是因为机械和电气磨损以及绝缘的老化所引起。在这段时期里大部分元件开始失效。“老化筛选”方法就是结束“早期”，延长“偶然期”，及时更换“损耗期”，提高供电可靠性。该方法主要针对不可修复元件。
2）完善配电网网架，缩小停电范围。目前配电网的现状是以架空线为主；35kV、10kV、0.4kV电压供电为主；直馈方式为主的“三主”方式，这种传统的陈旧的供电模式，是造成供电技术和可靠率低下的一系列问题的主要原因。加上目前城市建筑高层化、生活环境绿化、居民生活小区化的要求，蜘蛛网式的供电网还会给安全和环境带来许多问题。因此，在满足功能的要求下，为保证系统的可靠性，适当增加“功能相同的元件”做后备。从安全可靠、经济优质考虑配电网的优化，改变陈旧的供电模式，完善配电网结构，实现“手拉手”环网供电，对重要用户实行“双电源”，甚至“三电源”供电方式。同时，线路供电半径要适中，供电负荷要基本合理。
3）重视施工及检修质量。提高配电网可靠性是一项长期、持久的工作。施工、检修质量是非常重要的环节，必须严格把关，减少故障率。特别是配电网使用的非标准金具的设计及镀锌材料的质量，是目前的当务之急。否则，紧接着大量严重的锈蚀金具的更换，工作量特别繁重，供电可靠性得不到保证。这一项人们极易疏忽，必须引起高度重视。
4）采用先进设备，实现配电网自动化。采用先进设备（自身故障率低），通过通信网络，对配电网进行实时监测，随时掌握网络中各元件的运行工况，故障未发生就能及时消除。实现配电网络自动化，能自动将故障段隔离，非故障段恢复供电，通过选择合理的与本地相适应的综合自动化系统方案，在实施一整套监控措施的同时，加强对电网实时状态、设备、开关动作次数、负荷管理情况、潮流动向进行采集，实施网络管理，拟定优化方案，提高了配电网供电可靠性，使99.99%的供电可靠率得以实现。另外，联络开关与切换开关相互配合，可以使由故障造成的部分失电负荷转移到其它系统，恢复供电，从而缩短非故障线路的停电时间。
5）供配电管理系统的应用。供配电系统计算机监控和信息管理系统不仅能够提高供电可靠性，而且有显著的经济效益。过去十几年，我国对供电过程的计算机监控和信息管理有了很大的发展。供配电管理系统是一个庞大的系统，可以分为不同的工作领域。在配电系统的各个不同的领域正在发展不同程度的自动化，其总趋势是综合化和智能化方向发展，目前正在研究的配电管理系统是在能量管理系统的基础上发展起来的综合自动化系统。它是一个以电力系统中的配电系统，直至用户控制与管理对象，具备数据采集与监视、负荷管理控制、自动绘图与设备管理、工作顺序管理和网络分析等功能的计算机控制系统。
6）增设10kV开闭所，增加10kV出线回路数，缩短10kV线路供电半径。
7）中心点接地和配套技术的应用。随着光缆广泛应用，对地容性电流越来越高，中性点运行方式的改变和配套技术的应用，是改善系统过电压对设备的危害、减少绝缘设备破坏造成的事故，增强馈线自动化对单相接地故障的判别能力的重要手段。
8）改革停电检修制度，计划管理停电。从转变观念入手，广泛应用分段停电申请等一系列能有效缩短停电时间的新举措，遵循确保安全前提下能带电作业的项目不安排停电；几个项目能配合的单项不予停电等停电审批原则，对计划停电实行精细管理和严格控制。 目前，停电方式主要有三种：第一是计划停电。根据月生产计划工作需要，在月底向调度申请下个月的停电计划；第二是临时停电。主要是处理故障，临时向调度申请停电；第三是夜间停电。对工作量较小，在安全前提下采用夜间检修工作，这样虽然不能提高供电可靠性，但可以减少电量的损失，还可以得到良好的社会效益。
9）其它措施。除以上措施外，还需考虑到其它诸多方面的因素：比如加强线路的维护和管理，以及加速故障探测和修复；提高业务人员技术水平，即工作人员不但要熟悉运行、检修、规划、设计等，还要懂得计算机以及配电网自动化的运行、维护等；利用配网自动化手段进行故障管理和加强配电设备及配电线路运行管理等，从而提高供电可靠性，等等。
参考文献：
[1]贺先强、丁坚勇、陈丹，计及分布式发电影响的配电网可靠性评估，电气应用，2006，27（3）：60-64.
[2]张鹏、郭永基，基于故障模式影响分析法的大规模配电系统可靠性评估[J].清华大学学报（自然科学版），2002，42（3）：353-357.2002，42（3）：
353-357.
[3]万国成、任震、黄金风，配电网可靠性成本与效益综合[J].电力自动化设备，2003（23）：18-23.
[4]别朝红、王秀丽、王锡凡，复杂配电系统的可靠性评估[J].西安交通大学学报，2000，34（8）：9-13.
关键词： 配电系统；可靠性指标；主要因素；措施
中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0920107－02
电力系统的可靠性研究工作起始于20世纪60年代，目前可靠性评估已成为国内外配电系统规划决策中的一项常规性工作，已经成为与供电质量有关的一项基本指标。统计资料表明，用户的停电事故中有80%是由配电网故障引起的，提高配电网的可靠性对提高电力系统供电质量具有重要意义。
1 配电系统的可靠性指标
所谓供配电可靠性，实际上就是用户能以多大的可靠程度得到电力系统供给的电能问题。通常所谓的供电系统的供电可靠性，往往就只以用户最关心而又最敏感的停电程度来评价，特别是对于供电系统末端的配电系统更具有现实的意义。由此，可将可靠性定义为：在电力系统设备发生故障时，衡量能使由该故障设备供电的用户供电障碍尽量减少，使电力系统本身保持稳定运行能力的程度。通常，人们把供电系统可靠性问题划分为输变电系统可靠性及配电系统可靠性两个部分。
配电系统可靠性是电力系统可靠性的一个重要组成部分。系统处于电力系统的末端，直接与用户相连，是包括发电、输变电和配电在内的整个电力系统与用户联系、向用户供应电能和分配电能的重要环节。同时，配电系统大多采用辐射式的网状结构，对单故障比较敏感。在研究中，配电网络约占整个供电系统投资的60%及运行成本的20%，它对用户供电可靠性的影响也最大，其可靠性直接关系到国民经济和居民生活。
进行供配电系统可靠性分析，必须充分考虑供电系统的特点。通常配电系统是有多个具有不同特征的元件构成，如架空线、电缆、变压器、断路器等。配电网络的接线方式具有放射式、环网式、树干式等多种接线方式，但最常用的是环网开环运行而形成辐射型的供电方式。基于这种供电方式，考虑配电网按“配电网——变电站——馈线——设备——用户”的层次建立层次计算结构，通过对各层停电运行数据的计算统计，得到故障停电时间和故障次数等基本指标，再结合用户等数据进行计算，得到整个配电网的可靠性指标。
1.1 配电系统可靠性指标的特点
首先，配电系统可靠性指标必须能够反映配电系统及其设备的结构、特性、运行状况以及对用户的影响，并能作为衡量各有关因素的尺度。
其次，配电系统可靠性指标应该可以从供配电系统运行的历史数据中计算出来。
再次，配电系统可靠性指标应该可以应用供配电系统可靠性计算技术，并从元件数据中计算出来。
1.2 配电网可靠性具体指标
1）系统平均停电频率指标。系统平均停电频率指标是指每个由系统供电的用户在每单位时间内的平均停电次数。它可以用一年中用户停电的积累次数除以系统供电的总户数来估计。
2）用户平均停电指标。用户平均停电指标是指每个受停电影响的用户每单位时间里经受的平均停电次数。它可以用一年中观察到的用户停电次数除以受停电影响的户数来估计。
3）系统平均停电持续时间指标。系统平均停电持续时间指标是指每个由系统供电的用户在一年中经受的平均停电持续时间。它用一年中用户经受的停电持续时间的总和除以该年中由系统供电的用户总数来估计。
4）用户平均停电持续时间指标。用户平均停电持续时间指标是指一年中被停电的用户经受的平均停电持续时间。它可用一年中用户停电持续时间的总和除以该年中停电用户总数来估计。
5）平均供电可用率指标。平均供电可用率指标是指一年中用户经受的不停电小时总数与用户要求的总供电小时数之比。用户要求的总供电小时数用全年12个月平均运行的用户数乘以8760。
6）平均供电不可用率指标。平均供电不可用率指标是指一年中用户的积累停电小时总数与用户要求的总供电小时数之比。
2 影响配电系统可靠性的主要因素
1）配电设备和配电线路故障：配电设备的设计性能、制造和安装的质量；设备的自动化程度；配电线（故障（电缆/电线/测试/检测/定位/故障点））路的传输容量及裕度；继电保护和自动装置动作的正确性。
2）配网自动化水平：事故处理自动化程度低，花费时间长，恢复供电慢；人工倒闸，人工数据采集时技术水平与管理手段落后。
3）配电网络结构：配电网络结构布局不合理，供电半径大，供电面广，停电往往是一停一片，一停一线。
4）运行维护和管理：由于部分电力线路管理人员的业务技术水平较低，管理水平差，在事故处理时机动能力不强，给提高供电可靠性造成不少困难。
5）地理条件、自然现象和环境影响的防护水平；社会环境条件及宣传工作情况。
6）负荷高低及分布情况；负荷的增长；上下级网络的影响，包括电源容量、网络结构、性能和管理水平等。
3 提高配电网可靠性的措施
1）采用“人工”老化的方法进行筛选。设备元件的故障（电缆/电线/测试/检测/定位/故障点）率随时间的变化分为三个时期，即早期、偶然期、损耗期。
① 早期故障较高，但随时间的增加，故障率迅速降低。在这段时间内发生故障的原因是由于设计、原料和制造工艺中缺陷而引起的。因此要提高设计水平和电网装备水平，积极采用新技术、新设备，尽量减少故障率。
② 偶然期故障比较稳定，可视为常数，而且数值较低。在运行中应加强维护延长这段时期的时间。
③ 损耗期故障率上升，这是因为机械和电气磨损以及绝缘的老化所引起。在这段时期里大部分元件开始失效。“老化筛选”方法就是结束“早期”，延长“偶然期”，及时更换“损耗期”，提高供电可靠性。该方法主要针对不可修复元件。
2）完善配电网网架，缩小停电范围。目前配电网的现状是以架空线为主；35kV、10kV、0.4kV电压供电为主；直馈方式为主的“三主”方式，这种传统的陈旧的供电模式，是造成供电技术和可靠率低下的一系列问题的主要原因。加上目前城市建筑高层化、生活环境绿化、居民生活小区化的要求，蜘蛛网式的供电网还会给安全和环境带来许多问题。因此，在满足功能的要求下，为保证系统的可靠性，适当增加“功能相同的元件”做后备。从安全可靠、经济优质考虑配电网的优化，改变陈旧的供电模式，完善配电网结构，实现“手拉手”环网供电，对重要用户实行“双电源”，甚至“三电源”供电方式。同时，线路供电半径要适中，供电负荷要基本合理。
3）重视施工及检修质量。提高配电网可靠性是一项长期、持久的工作。施工、检修质量是非常重要的环节，必须严格把关，减少故障率。特别是配电网使用的非标准金具的设计及镀锌材料的质量，是目前的当务之急。否则，紧接着大量严重的锈蚀金具的更换，工作量特别繁重，供电可靠性得不到保证。这一项人们极易疏忽，必须引起高度重视。
4）采用先进设备，实现配电网自动化。采用先进设备（自身故障率低），通过通信网络，对配电网进行实时监测，随时掌握网络中各元件的运行工况，故障未发生就能及时消除。实现配电网络自动化，能自动将故障段隔离，非故障段恢复供电，通过选择合理的与本地相适应的综合自动化系统方案，在实施一整套监控措施的同时，加强对电网实时状态、设备、开关动作次数、负荷管理情况、潮流动向进行采集，实施网络管理，拟定优化方案，提高了配电网供电可靠性，使99.99%的供电可靠率得以实现。另外，联络开关与切换开关相互配合，可以使由故障造成的部分失电负荷转移到其它系统，恢复供电，从而缩短非故障线路的停电时间。
5）供配电管理系统的应用。供配电系统计算机监控和信息管理系统不仅能够提高供电可靠性，而且有显著的经济效益。过去十几年，我国对供电过程的计算机监控和信息管理有了很大的发展。供配电管理系统是一个庞大的系统，可以分为不同的工作领域。在配电系统的各个不同的领域正在发展不同程度的自动化，其总趋势是综合化和智能化方向发展，目前正在研究的配电管理系统是在能量管理系统的基础上发展起来的综合自动化系统。它是一个以电力系统中的配电系统，直至用户控制与管理对象，具备数据采集与监视、负荷管理控制、自动绘图与设备管理、工作顺序管理和网络分析等功能的计算机控制系统。
6）增设10kV开闭所，增加10kV出线回路数，缩短10kV线路供电半径。
7）中心点接地和配套技术的应用。随着光缆广泛应用，对地容性电流越来越高，中性点运行方式的改变和配套技术的应用，是改善系统过电压对设备的危害、减少绝缘设备破坏造成的事故，增强馈线自动化对单相接地故障的判别能力的重要手段。
8）改革停电检修制度，计划管理停电。从转变观念入手，广泛应用分段停电申请等一系列能有效缩短停电时间的新举措，遵循确保安全前提下能带电作业的项目不安排停电；几个项目能配合的单项不予停电等停电审批原则，对计划停电实行精细管理和严格控制。 目前，停电方式主要有三种：第一是计划停电。根据月生产计划工作需要，在月底向调度申请下个月的停电计划；第二是临时停电。主要是处理故障，临时向调度申请停电；第三是夜间停电。对工作量较小，在安全前提下采用夜间检修工作，这样虽然不能提高供电可靠性，但可以减少电量的损失，还可以得到良好的社会效益。
9）其它措施。除以上措施外，还需考虑到其它诸多方面的因素：比如加强线路的维护和管理，以及加速故障探测和修复；提高业务人员技术水平，即工作人员不但要熟悉运行、检修、规划、设计等，还要懂得计算机以及配电网自动化的运行、维护等；利用配网自动化手段进行故障管理和加强配电设备及配电线路运行管理等，从而提高供电可靠性，等等。
参考文献：
[1]贺先强、丁坚勇、陈丹，计及分布式发电影响的配电网可靠性评估，电气应用，2006，27（3）：60-64.
[2]张鹏、郭永基，基于故障模式影响分析法的大规模配电系统可靠性评估[J].清华大学学报（自然科学版），2002，42（3）：353-357.2002，42（3）：
353-357.
[3]万国成、任震、黄金风，配电网可靠性成本与效益综合[J].电力自动化设备，2003（23）：18-23.
[4]别朝红、王秀丽、王锡凡，复杂配电系统的可靠性评估[J].西安交通大学学报，2000，34（8）：9-13.