配网故障快速复电“二分法”效率提升研究论文_李俊伟,吕连洁,杨宏敏,林芳雯,李强

一、前言

近年来，随着国民经济各部门自动化程度和人民的物质文化生活水平逐渐提高，社会对电力的需求和依赖越来越大。长期以来对于地区配电网10kV线路中压永久性故障的处置方法，故障的隔离，故障区域与非故障区域的快速复电缺乏具体的理论与技术支撑，导致10kV线路发生永久性故障时故障的隔离时间，故障区域与非故障区域的快速复电的时间较长，导致客户抱怨及投诉，无法全方位满足客户的需求及提升居民供电服务的满意度。

二、背景

为实现南方电网公司在“十三五”规划中制定的“185611”战略发展目标中“中心城区客户平均停电时间要少于1小时”，秉承“以客为尊，和谐共赢”的服务理念。针对地区配电网网架结构繁杂、变化快，供电路径复杂、供电半径长，配网自动化水平较低等实际情况，造成配网故障快速复电效率低的问题。本成果提出一种针对地区配电网故障快速复电二分法的技术方案，能有效缩短地区配电网10kV线路中压永久性故障的故障区域与非故障区域的复电时间，提升配网调度故障抢修效率，全方位满足客户需求。

三、解决方案

（一）问题的提出

针对以往昆明供电局以往中压故障的处置方案，提出如下2个问题：

故障发生后，抢修人员查线速度较为缓慢，导致隔离故障的时间较长。

故障发生后，抢修人员往往采取查线分段试送的方法进行复电，导致非故障区域的复电时间较长

（二）基本思路

本成果提出一种快速复电二分法，旨在获得50%复电收益，提升配网抢修效率，有效解决客户对“停电多”、“抢修慢”的投诉抱怨，实现故障区域的快速隔离与非故障区域的快速复电。

（三）改善措施

1.快速复电流程

配电网复电基于故障抢修工作的组织及完成，主要包含：故障报告（T0）、联系通知（T1）、运维人员到位（T2）、故障定位隔离（T3）及非故障区域送电（T4）、故障修复（T5）及恢复送电（T6）共6 个阶段。从故障发生直至现场故障隔离的T0-T3阶段，是影响非故障区域停电的时间，也是快速复电目标中极为重视的一段时间，此段时间的缩短，对于提高快速复电效率，具有直接意义，故本成果重点研究如何针对T0-T3阶段的优化进行建模分析评价、指导相应技术方案及管理方向。

2.快速复电效率提升优化建模

非故障区域快速复电效率提升模型在数学上可描述为以分阶段、分区域的不同时长为变量的最优化问题，目标是在系统内所有设备无过载等约束条件下，非故障区域复电用时最短。

1）快速复电二维矩阵模型

针对分阶段的时间变量，在故障报告、抢修联系、现场到位、故障定位及隔离的T0—T3等各阶段，可构成第一维度的矩阵模型体系，具体为：T=[T0 T1 T2 T3]，同时，根据前述的快速复电的4中不同方案，可将T矩阵成倍数的扩充为可分块的矩阵，以此表示不同技术条件和管理手段，本成果选择将矩阵扩充为原矩阵的4倍，形成一行16个元素的4分块矩阵，以对应上述4类快速复电方案的效率状况。

针对分区域的时间变量参考《国家电网配网自动化规划导则》及根据《南方电网配网自动化规划导则》中的规定，按照负荷密度将供电区域划分为A、B、C、D、E、F共计6类，得到一行六列矩阵P，具体为：，其中…分别为A至F区域占所有供电区域的比例。

图1 非故障区域复电用时对比

图2 非故障区域复电效率提升分析

综合分析图1、图2，不难发现在配电自动化探索建设、不断完善期间，通过管理手段的合理优化，将“二分法”引入配网故障查找与隔离，相比未采取任何技术或管理措施将有效提升20.0%；同时，通过上述计算分析，配电自动化的建成与实用化，以全面铺设二遥点，消除 “盲调”状况将有效提升45.8%；另外若能全面覆盖三遥点，实现所有线路的远方遥控操作，将极大的缩短故障隔离时间，相比现状将有效提升84.4%。符合常规经验认知。

（三）配网故障快速复电二分法管理机制

1.二分法定义

指在10kV线路故障跳闸后且故障点不明确的情况下。利用“二分点”开关进行故障隔离，获取50%复电机会效益的方法。

2.执行原则

具体执行原则：在10kV线路故障停运后，先断开“二分点”开关，将线路大致分为前、后两段，由变电站侧出线断路器先恢线路前段供电，若送电成功，则由线路所属运行单位组织对后段进行故障查处，尽快恢复非故障区域供电；若送电不成功，先通过转供电方式恢复线路后段供电，再由线路所属运行单位组织对前段进行故障查处，尽快恢复恢复非故障区域供电。对于单电源辐射型线路，若故障发生在后段时，也能恢复线路前段的供电区域。

3.二分点设置原则

应充分考虑重要客户、中压用户数量、联络开关位置分布情况以及现场操作环境。具备环网联络的线路“二分点”开关设置尽量做到重要客户、中压用户数量分布均匀，线路后段可转供。单辐射线路“二分点”开关设置做到重要客户、中压用户数量分布均匀。

4.“二分点”台账

（1）五华、盘龙、官渡、西山、呈贡分局负责梳理及建立所辖运维管理范围内10kV线路的“二分点”台账，并报系统运行部备案；安宁、晋宁、嵩明、宜良、石林、富民、寻甸、禄劝8家县级电力公司及东川分局负责梳理及建立其所属县调管辖区域内10kV线路的“二分点”台账，并报县公司电力调度控制中心备案。

（2）针对目前没有分段开关，但后期加装分段开关后符合作为 “二分点”的线路，在各单位网架优化中纳入重点优先改造项目；同时相关线路运维单位将后期新增“二分点”开关更新到台账中作动态调整，并报系统运行部或县公司电力调度控制中心备案。

（3）针对目前没有分段开关，并且未纳入配网自动化II期建设或年度网架改造计划的线路，应提前在台账中注明，并提出规划建议。

本成果于2014年10月15日起率先在昆明5个直供区进行实施，于2015年6月1日开始各县电力公司全面应用配网故障快速复电“二分法”。从2015年6月1日至今，在配网自动化终端未覆盖区域，昆明供电局全局所辖10kV公用线路在发生故障跳闸停运后，均须使用“二分法”。

四、效益分析

（一）经济效益

该管理现代化创新成果所取得重大的经济效益和社会效益。现在运用单项因素直接测定法（MTP），计算该管理创新成果的经济效益。

通过MTP法计算，2015年、2016年、2017年通过本创新成果实施后，昆明地区10kV中压线路故障的快速隔离以及非故障区域的快速复电所产生的电量效益分别为2332.58万、2365.92万、2518.6万。电量收益效果极为显著。此计算方法中，2015-2017年度平均每年发生10kV中压永久性故障570次，可使用“二分法”快速复电479次，每次故障处置时间缩短6小时，按每次至少3人进行故障抢修，每人每次出工产生费用300元计算，2015-2017年度平均每年将【节省劳动力成本】=300*3*479元=43.11万元。劳动力成本节约效果十分显著。

（二）社会效益

2017年度昆明供电局直供区抢修效应半径由9.3公里缩短至5.1公里，2016年故障平均抢修复电时间6.51小时，直供区6.4小时，县公司（包括东川）6.6小时。2017年故障平均抢修复电时间6.49小时，直供区6.35小时，县公司（包括东川）6.21小时。本成果从整体上优化了供电服务质量，客户满意度体验指数得以增长。加强了配网故障抢修各环节的有效衔接，减轻基层运维专业人员负担，提高了企业现代化管理水平，并提升供电企业的生产运行指标。

论文作者:李俊伟,吕连洁,杨宏敏,林芳雯,李强

论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期

论文发表时间:2020/3/16

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