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[摘 要]电力系统可靠性的价值即连续供电的价值，提高供电可靠性已成为当前配电网规划中关注的热点。它是电力可靠性管理的一项重要内容，直接反映了供电系统对用户的供电能力和服务质量，综合体现了一个供电企业的技术装备水平和管理水平。因此在进行配电网建设时，须根据实际情况提高可靠性。本文对此进行了详细分析，提出了面向供电可靠性的配电网规划方法。
[关键词]配电网规划 可靠性 经济性 停电损失
中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0201-01
随着配电网用户对供电可靠性的要求越来越高，电力行业越来越关注和重视供电可靠性。本文针对传统电网可靠性规划存在的目标性弱或可操作性不强等弊端，提出一种基于提升供电可靠性关键措施的配电网规划实用方法。将可靠性和经济性统一考虑并应用到城市配电网规划中，提出了可靠性与经济性协调的配电网规划方法。
一、目前城市配电网规划中的局限性
1、盲目投资
随着用户对电能质量的要求越来越高，各电力公司为提高配电网可靠性指标，盲目增加配电网投资，势必造成投资的浪费。
2、目标性弱或可操作性不强
国家电网公司组织北京供电公司、中国电力科学研究院等多家单位共同开展了《10kV配电网网架结构与经济性可靠性研究》和其他相关项目。在这些研究过程中，为了将可靠性指标在电网规划中量化分析，使用了基于效益/成本模型的可靠性目标网架规划方法。该方法基于效益/成本敏感度（或收益增量/成本增量，iB/C）优选提升可靠性措施，其比值越高表明该措施敏感度越高，其实施效果可能会越好。
3、可靠性与经济性矛盾突出
接用售电效益来估计停电损失，得出提高可靠性水平的投资远大于获得效益的结论，使可靠性投入资金不足造成缺电和停电，带来经济损失和社会损失[1]。可靠性和经济性的矛盾是城市配电网规划中的难题。
二、面向供电可靠性的配电网规划方法
1、网络结构
清晰的网络接线模式有利于迅速排除故障，进而可缩短故障的修复时间，这里用接线模式典型化率来衡量配电网接线水平；合理的线路分段有利于缩小故障发生时停电的范围；线路间的联络及带备用主变的变电站则有助于故障发生时线路之间及变电站主变之间的负荷转供。主变“N-1”通过率和线路“N-1”通过率则是配电网负荷转供能力的直观体现。
2、规划思路
对电缆网而言，同一通道（电缆沟或电缆隧道）双回或多回架设，实现“三双”接线模式是行之有效的措施。建电缆通道取决于外部因素，困难较大，而增加回路数的资金问题相对较小（但需要在规划中对电缆通道有足够的预留）。对架空线网而言，与电缆网相比投资少，可考虑同杆架设双回或多回线路（低压线也可同杆敷设），便于实现“三双”接线模式。对于不适合“双接入”接线模式的情况，若为架空线网，可考虑适当将各主分段和大分支由负荷开关进一步细分为若干小分段，以便在故障和施工检修中进一步缩小停电范围。
3、可靠性经济性规划方法
可靠性经济性评估公式可表示为：
式中：G值为工程项目在投产还贷期年最小收入；X为变动成本，在电网改造中应包含线损成本和可靠性成本；C为电网建设项目投资；f为最小投资回报系数，反映因资金成本、折旧方式、还款时间、工程建设期等引起的资金运作的成本对投资的影响，也包括电网改造新增固定资产年维修费、新增固定资产保险费，这些参数与投资成一定比例关系，统称为资金成本。
1）变动成本X。在当前体制下，X为
式中：WENS为系统缺供电量；Ci为停电损失费用；WLl为电网线损电量；P0为电力公司购网电价。
2）最小投资回报系数 f。求银行贷款实际年利率 i，即
式中：i为银行贷款实际年利率；R为名义利率；m为计息周期。
当全部资金都采用银行贷款时，资金预期回报率 I 为
式中 Ti为所得税税率。求改造设备的年折旧费 y，即
式中：N为直线折旧法的折旧期；Y%为设备残值，%。配电设备采用直线法折旧，即 N年后保留残值，其余折旧费用在 N 年均摊。令A为还贷时投资的本利和减去设备
式中：U为需要在投产还贷期内分摊的资金费用；L为银行的贷款年限；J为工程建设期。求在投产还贷期内分摊的资金费用 U，即
式中：F为资金 C在贷款期末的终值；D为固定资产在投产还贷期末帐面价值。表达式分别为
按照《配电网规划设计技术导则》的供电区分类原则，依据行政级别或规划水平年的负荷密度，同时参考经济发达程度、用户重要程度、用电水平、GDP 等因素确定，将供电区域划分为 A+、A、B、C、D、E六类。结合供电区域的整体规划及供电区域的负荷分类，按照《配电网规划设计技术导则》中对不同负荷区域供电可靠性的规定，确定该供电区域的供电可靠性目标，制定可靠性的提高方案，根据调研的配电网可靠性相关数据分析配电网的薄弱环节。然后，按照第 2.2 节的方法制定配电网供电可靠性的提高方案。
5、 “小分段”接线模式的研究
由于较多的分段数和线路联络数可以将故障和施工停电范围大幅度减小，大幅提高了中压配电网的供电可靠率和中压线路的利用率。在对国内可靠性典型参数调研的基础上，经计算分析表明（详细可靠性和经济性评估略），一方面与国内习惯分段相比，线路的分段数量大幅度增加，3～15km的10kV 线路的分段数增加为4～18段；另一方面在保证社会经济效益的前提下显著提高了供电可靠性，辐射式接线模式和有联络接线模式的线路用户年均停电时间分别从无分段的3.45～17.63h和3.53～17.63h减小到分段后的2.26～10.26h和0.67～2.19h。因此，在研究东京6kV配电网接线模式，总结国内外配电网先进经验基础上，从国内电网实际出发，本文提出将架空线“小分段”接线模式作为提升供电可靠性的关键措施之一。
结语：
本文提出的可靠性与经济性相协调的配电网规划方法有着较强的实用性和可操作性，可服务于城市高可靠性配电网的规划建设与改造。
参考文献
[1] 曹伟.10kV配电网规划的供电可靠性评估和应用[D].湖南大学，2013.
[2] 刘岩.配电网供电可靠性评估方法与提高策略研究[D].华北电力大学，2014.
[3] 唐正森.提高配电网供电可靠性措施的研究[D].长沙理工大学，2014.
[关键词]配电网规划 可靠性 经济性 停电损失
中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0201-01
随着配电网用户对供电可靠性的要求越来越高，电力行业越来越关注和重视供电可靠性。本文针对传统电网可靠性规划存在的目标性弱或可操作性不强等弊端，提出一种基于提升供电可靠性关键措施的配电网规划实用方法。将可靠性和经济性统一考虑并应用到城市配电网规划中，提出了可靠性与经济性协调的配电网规划方法。
一、目前城市配电网规划中的局限性
1、盲目投资
随着用户对电能质量的要求越来越高，各电力公司为提高配电网可靠性指标，盲目增加配电网投资，势必造成投资的浪费。
2、目标性弱或可操作性不强
国家电网公司组织北京供电公司、中国电力科学研究院等多家单位共同开展了《10kV配电网网架结构与经济性可靠性研究》和其他相关项目。在这些研究过程中，为了将可靠性指标在电网规划中量化分析，使用了基于效益/成本模型的可靠性目标网架规划方法。该方法基于效益/成本敏感度（或收益增量/成本增量，iB/C）优选提升可靠性措施，其比值越高表明该措施敏感度越高，其实施效果可能会越好。
3、可靠性与经济性矛盾突出
接用售电效益来估计停电损失，得出提高可靠性水平的投资远大于获得效益的结论，使可靠性投入资金不足造成缺电和停电，带来经济损失和社会损失[1]。可靠性和经济性的矛盾是城市配电网规划中的难题。
二、面向供电可靠性的配电网规划方法
1、网络结构
清晰的网络接线模式有利于迅速排除故障，进而可缩短故障的修复时间，这里用接线模式典型化率来衡量配电网接线水平；合理的线路分段有利于缩小故障发生时停电的范围；线路间的联络及带备用主变的变电站则有助于故障发生时线路之间及变电站主变之间的负荷转供。主变“N-1”通过率和线路“N-1”通过率则是配电网负荷转供能力的直观体现。
2、规划思路
对电缆网而言，同一通道（电缆沟或电缆隧道）双回或多回架设，实现“三双”接线模式是行之有效的措施。建电缆通道取决于外部因素，困难较大，而增加回路数的资金问题相对较小（但需要在规划中对电缆通道有足够的预留）。对架空线网而言，与电缆网相比投资少，可考虑同杆架设双回或多回线路（低压线也可同杆敷设），便于实现“三双”接线模式。对于不适合“双接入”接线模式的情况，若为架空线网，可考虑适当将各主分段和大分支由负荷开关进一步细分为若干小分段，以便在故障和施工检修中进一步缩小停电范围。
3、可靠性经济性规划方法
可靠性经济性评估公式可表示为：
式中：G值为工程项目在投产还贷期年最小收入；X为变动成本，在电网改造中应包含线损成本和可靠性成本；C为电网建设项目投资；f为最小投资回报系数，反映因资金成本、折旧方式、还款时间、工程建设期等引起的资金运作的成本对投资的影响，也包括电网改造新增固定资产年维修费、新增固定资产保险费，这些参数与投资成一定比例关系，统称为资金成本。
1）变动成本X。在当前体制下，X为
式中：WENS为系统缺供电量；Ci为停电损失费用；WLl为电网线损电量；P0为电力公司购网电价。
2）最小投资回报系数 f。求银行贷款实际年利率 i，即
式中：i为银行贷款实际年利率；R为名义利率；m为计息周期。
当全部资金都采用银行贷款时，资金预期回报率 I 为
式中 Ti为所得税税率。求改造设备的年折旧费 y，即
式中：N为直线折旧法的折旧期；Y%为设备残值，%。配电设备采用直线法折旧，即 N年后保留残值，其余折旧费用在 N 年均摊。令A为还贷时投资的本利和减去设备
式中：U为需要在投产还贷期内分摊的资金费用；L为银行的贷款年限；J为工程建设期。求在投产还贷期内分摊的资金费用 U，即
式中：F为资金 C在贷款期末的终值；D为固定资产在投产还贷期末帐面价值。表达式分别为
按照《配电网规划设计技术导则》的供电区分类原则，依据行政级别或规划水平年的负荷密度，同时参考经济发达程度、用户重要程度、用电水平、GDP 等因素确定，将供电区域划分为 A+、A、B、C、D、E六类。结合供电区域的整体规划及供电区域的负荷分类，按照《配电网规划设计技术导则》中对不同负荷区域供电可靠性的规定，确定该供电区域的供电可靠性目标，制定可靠性的提高方案，根据调研的配电网可靠性相关数据分析配电网的薄弱环节。然后，按照第 2.2 节的方法制定配电网供电可靠性的提高方案。
5、 “小分段”接线模式的研究
由于较多的分段数和线路联络数可以将故障和施工停电范围大幅度减小，大幅提高了中压配电网的供电可靠率和中压线路的利用率。在对国内可靠性典型参数调研的基础上，经计算分析表明（详细可靠性和经济性评估略），一方面与国内习惯分段相比，线路的分段数量大幅度增加，3～15km的10kV 线路的分段数增加为4～18段；另一方面在保证社会经济效益的前提下显著提高了供电可靠性，辐射式接线模式和有联络接线模式的线路用户年均停电时间分别从无分段的3.45～17.63h和3.53～17.63h减小到分段后的2.26～10.26h和0.67～2.19h。因此，在研究东京6kV配电网接线模式，总结国内外配电网先进经验基础上，从国内电网实际出发，本文提出将架空线“小分段”接线模式作为提升供电可靠性的关键措施之一。
结语：
本文提出的可靠性与经济性相协调的配电网规划方法有着较强的实用性和可操作性，可服务于城市高可靠性配电网的规划建设与改造。
参考文献
[1] 曹伟.10kV配电网规划的供电可靠性评估和应用[D].湖南大学，2013.
[2] 刘岩.配电网供电可靠性评估方法与提高策略研究[D].华北电力大学，2014.
[3] 唐正森.提高配电网供电可靠性措施的研究[D].长沙理工大学，2014.