配电网运行状态评估与预警研究

曹 琪 秦志军 国网白山供电公司

引言

我国的电网的发展进步想要追赶经济发展的脚步，因此向高智能性、长距离运输、覆盖面积越来越广的方面进行开展，这一发展趋势必然会给电网带来很大的运转风险[1]。配电网作为输电网和用户的重要衔接部分，配电网运行状态的优劣极大地影响着用户用电的可靠程度和电力能源的使用感受，配电网与人们的生活质量以及国家的发展建设是密不可分的。因而，精准地评价和估量配电网的错误运行并且能够及时预警，查找到薄弱节点，针对薄弱节点进行实施相应的办法来解决问题，进而提升供电安全保障性，这一过程是具备重大的理论和实际意义的[2-3]。

至今为止，还广泛存在着配电网的构造不适宜、缺陷暴露、供电安全保障性较差等这些不良状况。除此之外，过往的文献中对于评估配电网在长时间范围里的经济可行性、安全保障性和技术可靠性等，之前的文献所得到的评估结果能够为配电网规划改造提出可行的参照方向，但是不能给配电网运转评估与提前预警提供可靠的建议[4]。

一、研究的理论依据

由于配电网网络构造复杂，装备品类繁多、数量庞多、扩散得很广泛，运转方式易变这些性质，配电网经常会遭到各种各样的外部环境的扰乱，根据配电网上述特征，要是想要进行故障风险的评估还需要了解大量的因素。从这个方面也可以得知，配电网的故障风险评估是一项并不简单的复合属性综合评估的困难。这里从综合评价的基础理论开始引入，按照综合评价的定义和评估方案的适宜性来制定和选择配电网故障风险评估的详细方案。

(一)综合评价基本理论

综合评价也叫综合评价方法，指的是运用较为系统的、标准的方法对数个单元、数个指标同一时段进行评价的方法，综合评价方法包含创建评价指标体系和指标评价标准这两方面的内容。综合评价方法的主观性和客观性更多的体现在指标权重确定的方法，因为要算出指标选取指标值肯定要有人参与进来，而人就不可避免的会有很强的主观性的影响。因而，评价结果在较大水平上由权重的确定结果来决定。敲定权重的方式和结果会在很大程度上关系到综合评价结果的可信任程度。本文中选择用德尔菲法计算评价指标，同时用层次分析法计算权重的数值。本文所用的层次分析法指的是，把和决策常常相关的因素拆分成目标、准则、方案等一系列层次标准，下一步再进行定性和定量分析。具体的做法是将下一层的因素和其上一层的因素的相比较，看哪一个的重要性更高，以此类推，一层一层的进行对比和排序，最终得到所有评价方案的良莠序列。利用这个方法，按照各个因素的重要性来设定1—9的标度值(或者运用其他标度法都是可以的)，同时根据这个标度值来做出判断矩阵。在做判断矩阵的计算中，获得最终的数据运算，从而能够得到极大特征值所相照应的特征向量，将这个特征向量进行计算得到的数字就是各个因素所对照的权重数。最后将这个数据的每一级因素的权重进行加权统计计算，进而获得各个层次的总的层次权重值顺序。

(二)研究思路

1.归纳电配网数据，进行数据统计分析。总结配电网运转风险的因素；定量评价配电网运转的风险；分析并且发现运转风险的根本起因。

2.确定评估范围，创建评估指标体系，建立一套适合实操的配电网运转状况的评估指标系统，在故障发生的概率性和故障造成的结果两部分进行分析，得到的结果计算量化，最终得到可以体现配电网故障风险的故障值。用这个办法量化来创建故障基准风险指标系统，同时要思考电力、气象、时间等因素的干扰，并且对此做出相照应的运算。

3.确定配电网设备的风险评估运算公式。运算公式是由配电网故障风险评估的概念得到的，其中，故障风险值的运算公式为：

故障风险值=综合故障概率值×综合故障后果值

上述公式中的综合故障后果值的运算公式为：

综合故障后果值=基准故障后果值×(时间因数)×(负荷重要因数)

研究评估方法，根据上述公式计算出来的结果对基准故障概率指标和基准故障后果指标两部分内容产生影响，思考影响故障发生可能性的内部和外部的各种干扰因素，使用电网的现有的和历史存有的数据，运用层次分析法和德尔菲法，选出了10kV线路重过载比例、配变重过载比例、开关设备故障率等共21个基准故障概率指标和变电站的单电源率以及单主变率、站间联络线比例等共21个基准故障后果指标。

二、配电网运行状态评估方法

设定指标权重，应用层次分析法AHP方法来设定指标权重值，根据得到的权重指标来构建两两比较矩阵，接着进行专业数据分析过程得到权重向量。运用两两比较矩阵的适合加入了德尔菲法，这样使得出的数据和结论更加有可信度。

按照配电网综合故障后果值的高低，故障后果发生情况的水平分为五个级别，分别是特重级破坏、重级破坏、较重级破坏、普通破坏和轻级破坏。如表1所示:

表1 综合故障后果量化分级表

这五个级别是综合故障发生概率和故障发生后果值相乘所得出的数值。配电网故障风险值以及被量化分级后，进而能够将配电做出故障风险分级行为与故障风险值相对应，这一分级操作使为了便于在发生故障时或发现故障风险时及时选择风险解决办法。再次把故障风险也划分级别，分别是A、B、C、D和E这五个级别。如表2所示。各个数值的取值范围都设定为0—100，设定最糟糕的状况有一定概率会达到的最大风险值10 000。各种不同级别的风险所对照的风险值的取值范围由量化分级范围来决定。这一类别的解决办法和分别以故障发生可能性和故障后果严重程度的数据在坐标轴上创建二维风险矩阵是一样的结果，然而在这些数据中观察到这个办法所获得的数据是阶梯性的，因此可以用固定的数值范围进行排列方式来解决办法。

表2 配电网故障风险级别表

三、结语

将评估指标应用于评估体系，初级处理所得到的配电网的基础数据，再计算出各个层级的指标值，最终带入到评分公式计算指标得分，分析发现配电网的薄弱环节并给出一套供电公司配电网运行状态评估解决的技术方案，给配电网的优化运行提出可供参考意见。■