论文关键词：配电网；供电可靠性；解决方案；智能电网
配电网，特别是城市电网，集中了大量的重要负荷，涉及国家的经济发展、政治稳定。但是，目前配电网存在网架薄弱、设备老旧、自然灾害或外部破坏严重、运行人员素质不高、相关技术标准和规范不完善、基础数据管理欠缺等问题，对电网的影响较为重大。一旦发生故障，往往造成整个系统对用户的供电中断，直到配电系统的故障被排除或修复，才能恢复对用户的供电。
我国配电网投资相对不足，自动化、智能化水平明显地滞后于发电、输电，配电网已成为制约供电质量与运行效率提高的瓶颈，主要表现在：配电可靠性未得到足够重视，与国际先进水平相比还有一定的差距；据一些供电企业统计，用户停电约95%以上源于配电网；配电网的落后导致电能质量恶化、线路损耗增加；线路平均负荷率低于世界先进水平，因此必须加强对配电网的管理，以提高供电可靠性以适应电力发展的需求。
本文将制约配电网发展、影响供电可靠性的主要因素进行了总结，概括为配电网本身问题、外界环境问题、人员素质问题、管理缺陷问题等，然后结合实际工作中成熟的经验提出了相应的应对措施，最后对配网自动化及智能配电网做了简单论述。
一、供电可靠性指标
供电可靠性指标是供电企业对自身向用户提供电力的供电能力的体现，也可以反映社会各界对电力企业供电能力的满意程度，同时也是电力系统从电网规划、设计、设备制造和安装，直至生产、运行、营销、管理等各方面的质量和水平的综合体现。
供电可靠性一般利用供电可靠率进行考核。供电可靠率是指在统计时间内，对用户有效供电时间总小时数与统计期间小时数的比值，记做RS-1。
RS-1=（1-用户平均停电时间/统计期间时间）×100%
用户平均停电时间是指用户在统计期间内的平均停电小时数，记作AIHC-1。
由公式可以看出，要提高供电可靠率就要尽可能缩短用户平均停电时间，而降低用户平均停电时间途径有：减少停电次数、缩短每次停电时间、缩小每次停电范围。
二、影响配电网供电可靠性的因素
1.网络结构
配电线路分为架空线、电缆或混合结构，由于配电线路是随着电力用户的增多而不断发展的，而且前期一般没有总体规划，所以最终造成供电区域错综复杂、接线方式多种多样。单辐射线路和联络不合理的线路大量存在，不能完全达到N-1要求，尤其是手拉手比例远远不够，当故障发生后，不能有效的转移负荷。由于配电线路交错重叠，导致部分线路间联络复杂、冗余，不利于运行管理及维护。受各种因素的影响，部分线路存在供电半径长、在装容量大、负载率高的现象，这不仅造成线路末端电压降低，而且不利于故障时线路反带。另外，架空线路中缺少干线分段开关及分支开关，当线路故障或者计划停电时，停电范围扩大，不能有效地缩小停电范围，进而影响了对其他用户的供电。
2.线路设备装备水平
对于架空线路来说，最为薄弱的环节就是裸导线，这是导致线路故障的一个重要因素，尤其是每年3月-5月份鸟类筑巢活跃时期，故障最为突出；部分线路导线截面偏小，从而影响供电能力和供电质量；另外，老式开关、箱变、环网箱、高损变压器等设备的大量存在，不仅对维护设备带来困难，而且也影响线路安全运行；故障寻址器能及时反映线路运行情况，对查寻故障作用巨大，但是由于设备本身或电池得不到及时更换，经常在故障发生后不能正确的反应线路情况，延误查找故障的时间，影响恢复送电时间。
3.运行管理及维护
由于配网工作多而杂，包括配网改造、大修技改、业扩工程和日常检修工作等，如果不能做到很好的协调各部门工作、合理安排停电计划，不仅造成重复停电，还会扩大停电范围，这都直接影响供电可靠性。配网设备较多，同一种设备或许来自不同的厂家，由于运行人员得不到相关培训，不熟悉设备的操作及工作原理，这给今后的维护和处理故障埋下隐患。随着电网的发展，配电线路越来越多，运行人员得不到及时补充且整体技能水平不高、运行经验不足、责任心不强，这导致了巡线周期加长、巡视不到位、消除缺陷不及时、基础资料不全、不能正确评估设备运行状态。
4.线路故障
线路故障一般分为外力故障和设备本身故障。
外力故障主要有：
（1）电缆被刨。由于大型施工机械的广泛应用，且在没有办理路由手续的前提下违规施工，导致经常发生电缆被刨事故。
（2）汽车撞杆、碰线。施工车辆增多，路边杆缺少反光标记、防护桩，导致频繁被撞，尤其夜间，过路线也经常被挂断。
（3）雷击。由于缺少防雷金具、绝缘水平低，雷雨天气时，部分设备经常遭受雷击。
（4）鸟害。由于裸导线路的存在，鸟害造成的故障占较大比例。
（5）树害、异物短路。多发生在绝缘水平低、保护距离不够的线段。
设备本身故障主要有变压器故障、瓷瓶闪络放电、跌落式熔断器故障等。设备故障发生的原因主要有设备本身问题，还有巡视不到位，对设备清扫、测温等工作不到位。
各类故障一旦发生将造成线路掉闸，严重影响安全运行。由于自动化水平低、人员素质有限，故障发生后，查找故障速度慢、处理故障不及时和排除故障时间长等，最终导致恢复供电速度慢，造成供电可靠率下降。
5.用户设备
运行维护分界点以下为用户资产，用户产权设施普遍存在无人管理、配电站防护措施不完善、电缆沟坍塌积水、架空线路使用裸线等问题，仍然运行着一部分老旧电力设备，一方面，这些老旧设备相对现行的运行要求，技术标准偏低，另一方面，这些运行已久的设备，其内部绝缘、瓷瓶老化严重，经高温或风吹雨淋后易发生故障，而且发生故障后抢修困难、修复期长。部分客户在销户时，为了节省拆除的费用或者为了躲避电费，就利用线路停电机会，直接将变压器等设备拆除，而留下高压T接线，悬挂在空中，带来极大的安全隐患，在不符合带电作业条件情况下，只能按事故处理程序停电处理。另外，目前大部分用户采用高压刀闸作为运行维护分界点，当用户原因发生故障时，高压刀闸不能自动隔离故障，直接造成站内线路掉闸。
三、提高配网供电可靠性的应对措施
1.优化网络结构，提高设备装备水平
（1）梳理配网线路，实行分区分片供电，避免交叉重叠供电，优化供电方式，实现“手拉手”环网供电，适当发展线路间联络，有条件时满足检修状态下N-1安全准则，无联络配电线路的电缆采用双电缆互为备用。
（2）线路供电半径要适中，实现A类供电区域10kV线路供电半径不应大于2公里，B类供电区域不宜大于5公里，C类供电区域不宜大于10公里，0.4kV线路供电半径在A、B类供电区域不宜大于200m，C类供电区域不宜大于400m。
（3）增加10kV出线以降低每条线路的用电负荷，使供电负荷基本合理，提高故障时转移其它线路负荷的能力。
（4）利用配网改造、大修技改等机会，提高架空线路绝缘化水平、更新和改造陈旧、性能差、事故率高和高耗能的电网设备，提高设备健康水平，增强抵抗外力破坏及自然灾害的能力。
（5）在主干线路上加装分段开关，控制每段的用户数，A、B类供电区域配电网发展为5户一个分段点，C类供电区域配电线路根据要求可减少分段点，但不宜大于10户一个分段点，缩小检修作业区的停电范围，有效改善配电网调度灵活性和供电可靠性；在分支线路上加装大分支断路器，当分支线路出现故障时，可以快速隔离，不影响主干线路，实现缩小故障范围，减少停电面积和停电时间。
（6）为了缩短架空线路发生故障后寻找故障区段的时间，宜在线路分段开关处和线路分支处装设故障寻址器，当故障后，可以根据寻址器的变化来判断故障位置，有利于缩短查找故障的时间。
2.加强配电线路运行管理工作
（1）加强指标管理。层层分解指标，落实责任，将公司分配到部门的指标落实到个人。根据指标完成情况对专工、班组、个人层层考核，奖惩分明，从而调度员工的工作积极性。
（2）加强综合停电计划管理。避免重复停电，在制订停电计划时，要将预检、大修等作业计划好。在检修管理工作中将可靠性管理与生产计划管理紧密结合，安排每项检修时，各单位配合工作，合理高效利用停电时间，要尽可能的考虑转供电，以保证用户正常用电，最大限度地减少重复停电和非故障停电次数，缩短停电时间，提高工作效率。
（3）加强配电人员的自身素质建设。加强业务培训，提高综合素质，杜绝各种可能的人为误操作，严格按照规定对电气设备、电力线路进行巡视、维护，建立详细巡视记录，对发现的问题及时处理，并根据季节性特点做好预防工作，有针对性地开展特巡、夜巡，减少事故隐患，消除事故萌芽，确保配电设备、配电线路的正常运行。
（4）积极开展带电作业。加大配电线路的带电作业力度。配电线路技改、大修工程或配电线路发现缺陷时，如具备带电作业条件，均应采用带电作业方式进行处理，以有效地减少线路停电时间。
（5）坚持推行状态检修。状态检修是建立在对设备状态进行监测，充分掌握系统内所有设备健康状态的基础上，对设备进行主动维修的一种设备维修体制，其目的在于由于维修引起设备停运，造成人力物力的投入，同时又能保障电力供应的可靠性。另外，要加强基础资料的积累和完善，建立配电设备台账，详细记录所有配电设备的运行情况，为编制运行方式、检修计划和制定有关生产管理措施提供详实、准确的决策依据，同时也为电网可靠性评估提供计算依据。
（6）充分应用配电GIS系统。中、低压配电网结构复杂，设备种类和数量庞大，运行方式和网架结构多变，利用GIS技术实现配电网的管理，利用其拓扑分析功能，可迅速提出供电方案，显示报警画面、故障停电区域，提出故障处理方案等，对供电企业提高社会、经济效益都有十分重要的意义。 3.降低故障率、减少故障查找及处理时间
（1）防止设备本身故障。对配电变压器、配电线路上的绝缘子、避雷器等设备，定期进行试验、检查，及时处理设备缺陷，提高运行水平。对于柱上油开关、高耗能配变等，早期投运的老旧设备，逐步淘汰。
（2）防止外力故障。
1）通过散发宣传单、张贴宣传画等形式，对广大群众进行护线宣传和电力知识教育，在宣传教育的基础上，通过执法系统加大外力破坏特别是盗窃者的打击力度。
2）为杜绝或减少车辆碰撞杆塔事故，可以在交通道路的杆塔上涂上醒目的反光漆，在拉线上加套反光标志管，以引起车辆驾驶员的注意，对遭受过碰撞的杆塔，可设置防撞混凝土墩，并刷上反光漆。
3）健全线路杆塔、埋地电缆警告牌、标志牌等，由于电缆化水平逐年提高，运行人员不但要掌握电缆线路走向，还要在其走向上设置标识，防止被机械挖断。
4）加强对配电线路的巡视，及时清理危及线路安全运行的树木、垃圾，针对违章建筑进行解释、劝阻、下发隐患通知书，并抄送市政府安全部门备案，以明确责任。
5）对于防鸟害等季节性强的工作，在特定季节加派人手，有针对性地进行巡视，以及时消除故障。
6）设立专门的护线组，专门整治外力事故，通过定点盯防、对事故多发地不间断巡视等方式，将外力事故率降到最低。
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。
（3）增强事故查找及事故处理能力。
1）签订管理责任书，做到故障原因未查到不放过，故障不彻底排除不放过，把线路跳闸次数、跳闸停电时间与责任单位、责任人的经济效益相挂钩考核。
2）在变电所装设小电流接地选线装置，在线路上安装故障指示器，缩短故障查寻时间。
3）熟悉管辖内所有配电线路及设备运行情况，以减少故障巡视的时间。
4）积极进行职工技术素质培训，提高职工进行事故处理的水平。
5）事先做好事故抢修人员及备品的准备工作，合理配备事故抢修人员、车辆备品，尽量缩短排除故障时间，降低用户平均故障停电时间。
4.加强治理用户设备
对用户设备的管理不能放松，指导用户进行安全用电，向用户推荐电力新技术、新设备，建议其线路绝缘化、更换老旧设备，以提高线路健康水平。在分界点处加装故障快速隔离开关，当用户资产发生故障时，能迅速隔离，不影响公共线路，从而提高线路可靠性水平。对存在重大设备缺陷的用户要及时下发通知书，阐述设备故障对自身带来的危害，并签发安全协议，建议其立即整改，尽力减少因用户原因造成的系统故障。及时发现用户用电安全隐患，及时予以消除，杜绝因用户设备问题造成线路跳闸，影响其他用户的供电。
四、配电网发展趋势
我国配电网的自动化、智能化程度以及自愈和优化运行能力远低于输电网。因而配电网急需解决以下问题：配电网运行优化和自愈控制问题；大量分布式发电的并网运行对配电网的影响问题；支持可再生能源发电的政策和市场运行问题；新型混合动力电动汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV）充放电对配电网的影响问题；配电阻塞问题；用户参与电网互动，进行需求侧管理问题；负荷参与电网调峰问题。
1.配网自动化
配网自动化（DA）是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段，对配电网进行离线与在线的智能化监控管理，使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态[8]。具体讲就是采用先进设备，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，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，故障未发生就能及时消除。
配网自动化的目标是将环网结构开环运行的配电网线路通过分段开关把供电线路分成各个供电区域，在配电网事故情况下，系统能适时分析确定事故原因，消除因瞬间故障造成的不必要的停电事故，对于永久性故障，系统将及时分隔故障段，进行电网重构，保障非事故线路段尽快恢复供电，从而避免了因线路出现故障而导致整条线路连续失电，大大减少了停电范围，提高了供电可靠性。
2.智能配电网
智能配电网（SDG）是一个集成了传统和前沿配电工程技术、高级传感和测控技术、现代计算机与通信技术的配电系统，更加安全、可靠、优质、高效，支持分布式电源的大量接入，并为用户提供择时用电与配电网互动的服务。
智能配电网特征有[13-14]：（1）配电网有更高的供电可靠性；（2）更高的电能质量；（3）支持分布式电源的大量接入配电网；（4）支持与用户互动；（5）配电网及其设备进行可视化管理；（6）更高的配电资产利用率；（7）配电管理的信息化；（8）配电自动化基础上的自愈功能。
配电网智能化的核心支持技术是自愈控制技术、智能微网技术、用户服务和需求响应技术、集成通信技术、设备技术等。结合我国配电网建设的实际，掌握智能配电网核心支持技术，赋予配电网自预测、自预防、自优化、自恢复、自适应的能力，对于提高我国配电网的自动化和可靠性水平、改变传统电网的控制方式和建设具有较优越综合性能、较高运营效率、较好社会效益、较低投资成本的统一坚强智能电网，推动我国配电网技术革命和解决人类所面临的能源、环境、气候等问题都具有重要意义。
目前天津滨海新区中新生态城已启用智能电网，效果显著，供电可靠性明显提高；分布式电源包括风力发电、光伏发电也投入运行，最终根据容量大小确定并网方式；为满足电动汽车的需求，电动汽车充电桩正逐步投入使用，其可作为配电网的分散移动负荷，对电网稳定运行不会产生大的影响。总之，智能电网作为配电网的高级阶段其优越性已经体现出来，在不久的将来会服务于整个配电网。
五、结论
结合近年来工作上的实际情况，分析了目前配电网普遍存在的问题，并从改善配网结构、提高设备水平、加大防外力力度、尤其是加强配网管理等方面提出了应对措施，如果在生产工作中都得到应用，对提高配网可靠性水平将起到重要作用。最后提出智能配电网是配电网的更高发展目标，其具有更高的供电可靠性，是今后电网发展的必然趋势。
