闭环运行（精选5篇）
闭环运行 篇1
作为在具有两千多年封建传统基础上建立起来的社会主义初级阶段的国家, 中国公共部门还存在着传统官僚制僵化、民主集中制失衡 (民主若弱于集中) 、事责权利不匹配等弊端, 而引入部门绩效管理是一种有益探索。公共部门绩效管理师利用绩效信息协助设定既定的绩效目标进行资源配置与有限顺序的安排, 以告知管理者维持或改变目标计划或措施, 并且报告成功符合目标的管理过程。它是将过程管理、目标管理与结果管理有机结合的管理方式。受其启发, 本人根据当前企业正在推行的管理创新工作, 尝试提出一种公共部门绩效管理“目标指标-职能责任-跟踪反馈-评估改进-考核激励”“五个体系”闭环运行的思路。
一、着眼于目标量化, 建立目标指标体系, 推动政府资源全优化聚焦, 解决“干什么, 干到什么程度”的问题
对于公共部门活动的绩效等级上的具体绩效要求就是绩效目标。一般按照几个等级确定不同等级具体机型在效率、效益、费用、服务水平、公共责任等方面的要求和目标。我们为避免挂一漏万, 可先从宏观方面着眼: (1) 从四大职能角度设计指标项目。作为社会主义市场经济条件下的公共部门, 一般具有政治、经济、文化、社会等四大职能目标。各级公共部门据此列出最重要重点工作或项目, 并进一步分解或分组。每个项目或工作都是由各个环节或多项行动组成的, 通过对各个环节的目标设定, 或者为零, 支撑整个工作的总体目标。每项工作进行量化或节点化, 细化到人头, 用政策的形式固定下来, 作为运行、跟踪、考评依据。党群系统作为中国特色政治体制下的准公共部门, 也要分别建立相应的指标体系。 (2) 从“三个对标”视野确立指标数据。对于公共部门目标指标项目, 原则上都确立量化指标, 效果不能量化的, 量化措施指标。在可量化计算的项目应该计算“效率”指标, 不可量化的, 可对“效益”作出描述性的目标设定;重点职能工作, 可以通过明确时间节点来量化。要分别从本部门、本单位当年最好水平对标, 本部门、本单位发展历史最好水平对标, 同地区同系统主要可比最优指标对标, 着眼于进入前三、“坐三争一”, 保证指标确立具有先进性和可行性。 (3) 从“两个扎根”实践考量指标依据。首先是扎根实际。坚持从实践中来到实践中去, 做深入细致调研, 这样的指标才有可执行性。其次是问计于“民”、问“需”于民。一方面从群众中来, 到群众中去, 吸收集中基层群众的智慧, 一方面掌握群众需求, 体现人本管理。
在设计指标时, 要把握好几对关系:数量指标与质量指
责任编辑:张丽
标, 肯定性指标与否决性指标, 技术性指标与民主性指标, 客观性指标与主观性指标, 支出指标与回报指标, 工作指标与业绩指标, 行政成本指标与业务成本指标, 个体指标与团队指标等等。由于这些目标指标具有经常的变动性, 因此在建立绩效指标体系时应该有一定弹性和灵活性, 并不断接受重新检查和修改。
二、着眼于职责细化, 建立职能责任体系, 推动公共部门全战线行动, 解决“谁来干”的问题
(一) 从“三向到位”维度实现责任分解
分别由部门一把手亲自负责, 按照组织架构, 坚持纵向到底、横向到边、定向到位的原则, 从三个维度进行责任分解: (1) 将每一项指标按照职责分工进行逐层细化, 使每项指标得到细化支撑, 形成树形支撑结构, 确保各项指标下级大于上级、一级保证一级。 (2) 将每个层面所承担的所有指标对应到每个责任主体, 形成矩形结构并进行汇编, 确保各项指标一个对一个。 (3) 无论横向还是纵向, 都要定向到人, 实现事责权利匹配、人事统一, 实现每个责任主体承担指标精准化、个性化, 形成“层层传递压力, 人人贡献力量, 部门重担人人挑, 人人肩上有指标”。
(二) 从“三线并进”途径建立责任契约
将责任层层明确, 在指标分解过程中, 采取签订责任书的形式并予以落实。责任书的内容主要包括:承担的指标、指标得分权重、重点工作、计分办法、奖惩办法等。第一条线是层级线, 分别由上级与下级签订集体责任书;第二条线是职能线 (系统线) , 由部门内的各职能处室或业务系统签订责任书, 如维稳责任书、安全环保责任书等;第三条线是个人线, 由上级主管分别与下级人员签订责任状, 并汇编成册, 形成横向到边、纵向到底、多层级、全贯通的契约关系。
以上自认体系的关键因素有两个, 一是分权机制。绩效管理强调的是结果为本, 必须让管理者为其工作结果承担责任, 这就需要有分权机制, 比如组织授权、雇员授权、社区授权等。二是责任机制。“领略了自由之后, 便要品尝责任的滋味, 这种责任以绩效和收入定期的评估方式出现”。责任机制说到底就是组织到底对谁负责、责任负责, 因此责任机制与绩效管理紧密相关。
三、着眼于督导“动”化, 建立跟踪反馈体系, 推动工作人员全过程调控, 解决“干到什么进度”的问题
建立跟踪反馈体系的重点是动态跟踪和过程控制, 是保证目标完成、达成绩效的关键环节。一是从作风转变入手建立上级机关督导跟踪体系。由上级机关对下属单位或系统跟踪, 采取“听、看、问、查、评”5种方式进行集中跟踪检查督导, 动态反馈, 并帮助现场解决相关难题。在此基础上, 每名检查人员或检查组定点联系1~2个被检查单位, 确保每1~2个月对联系单位进行一次现场复查, 季度讲评、半年通报、全年兑现。在此基础上, 在部门本级机关也探索建立“节点跟踪、当月总结”的跟踪体系。由各职能部室结合岗位重点工作以及上级交办的各项任务建立时间节点, 跟踪各项任务是否在时间节点内完成, 并针对在工作过程中出现的各项问题进行讨论解决;当月总结部室完成的主要工作、重点工作、承担预算指标完成情况, 以及需配合其他部室完成任务的进展情况, 存在的问题, 布置下月工作任务。二是从管理提升入手建立绩效运行跟踪体系。按照时间节点, 没有完成滚动的进入下个节点。
四、着眼于对标优化, 建立评估改进体系, 推动各项工作全方位超越, 解决“怎么干, 干到什么标准”的问题
(一) 立足自身既定目标指标评价计划执行
围绕四大职能指标设计的数值或节点推进情况, 以及责任分解、跟踪配套等情况进行评价, 以明确差距, 找准改进方向, 落实改进措施, 甚至调整完善指标。
(二) 对照参考“两大标杆”评价计划执行
首先是以本单位历史水平为标杆对比分析, 对没有完成的指标及时分析原因, 要将指标滚动到下月, 并制定切实可行的措施, 确保下月完成滚动预算。其次是切合实际选择比自身优秀的国内外一个或多个单位、机构的全部或部分项目指标, 开展评价, 真正促进企业各项指标逐步提高。
(三) 根据比照一般指标体系评价计划执行
即所谓的4E (economy, efficiency, effectivenes s, equity) 。 (1) economy, 经济, 比的是“少花钱多办事”。 (2) efficiency, 效率, 比的是“同投入多产出”, 体现在生产服务效率和资源配置效率等方面。 (3) effectiveness, 效益。一类是现状的改变程度, 另类是现象 (如违法犯罪) 的改变幅度, 三类是公众的满意程度。 (4) equity, 公平。以上四个方面的对标标准共同构成了公共部门绩效管理的综合评价体系。在经济标准内, 评估成本与资源, 在效率标准内, 评估资源与产出, 在效益标准内考虑产出与效果, 在公平标准内, 考虑是否增进公平程度、符合公众利益, 在这样的紧密相连、环环相扣的评估中, 公共管理部门的整体绩效才能真正实现。
在以上对标结果基础上, 划分评价等级, 达到和超过先进指标或者既定指标的为A级, 重新选择更高水平的标杆, 或者动态提升既定指标;对达到先进指标或既定指标90%以上的为B级;对达到先进指标或既定指标70%以上的为C级;对达到先进指标或既定指标70%以下的为D级, 梳理差距产生的原因, 找出短板和风险点, 制订针对性的改进措施和防范措施。
以上措施的实施, 还要依赖于信息管理体系, 条件成熟, 可以建设电子化政府, 从而为公共部门闭环管理提供数据支撑 (当然绝不仅限于此, 比如还可以为决策服务) 。要借助信息管理系统, 全方位广发收集涉及评估部门管理绩效的各方面信息和资料, 包括服务承诺、计划方案、工作报表、责任书、解决实际问题数量、实际取得的工作效果、社会效果、重大决策过程、成果鉴定等。资料的准确性对于绩效评估关系重大。
五、着眼于兑现硬化, 建立考核激励体系, 推动
管理人员全身心投入, 解决“干好干坏对责任者怎么样对待”的问题
导致公共部门低效的重要原因是缺乏动力机制。如果即使绩效再好, 责任者得不到好处, 绩效再差也得不到风险惩罚, 那么绩效评估也失去了意义。因此必须建立有效的激励约束机制。这就需要分类分层签订绩效考核责任书, 采用定期考评、层层考评、全面考评等主要手段考评为A (95分<分值≤100分) 、B (80分<分值≤95分) 、C (60分<分值≤80分) 、D (分值≤60分) 或优、良、中、差等四个等级, 并严格兑现。绩效考核结果与以下方面挂钩。一是与岗位薪酬挂钩, 突出考核兑现针对性。二是与选人用人挂钩, 突出考核兑现导向性。三是与评先树优挂钩, 突出考核兑现激励性。四是与管理“权限”挂钩, 突出考核兑现匹配性。对于绩效考核较好的公共部门或政府, 可以调整扩大其行政区划和范围, 使其有更大管理“平台”, 反之予以紧缩。同时放松户籍管理制度, 允许居民自有流动, 让群众用“脚”说话, 离开那些行政绩效差的地区。
当然, 上述“五个体系”闭环管理推行也有一些客观主观难度, 一是公共部门产出难以量化, 二是公共部门目标缺乏准确, 三是公共部门绩效标准难以确定, 四是公共部门人员难以接受, 五是绩效信息系统不够完善, 六是公共部门利益可能冲突 (主要是因部门划分过细, 存在着部门利益, 将来可推动“大部制”来解决) 。但作为一种科学的管理工具, 笔者认为还是可以做一些试点, 需要公众参与、高层支持。总得有“第一个吃螃蟹的人”。
参考文献
[1]李鹏.公共管理学 (第一版) [M].中共中央党校出版社, 2006年11月.[1]李鹏.公共管理学 (第一版) [M].中共中央党校出版社, 2006年11月.
[2]潘云良.现代企业管理 (第一版) [M].中共中央党校出版社, 2006年5月.[2]潘云良.现代企业管理 (第一版) [M].中共中央党校出版社, 2006年5月.
[3]刘碧强等.公共部门目标管理浅议[J].北京市财贸干部管理学院学报, 2003 (2) .[3]刘碧强等.公共部门目标管理浅议[J].北京市财贸干部管理学院学报, 2003 (2) .
闭环运行 篇2
关键词：10kV配网,环运行方式,应用
1 我国10k V配网运行方式的应用的意义
90年代以前, 或许在我们的印象之中, 一旦电力系统出现故障, 就意味着整个城镇都要停电个几个小时, 甚至是一天两天或者更久。进入21世纪以来, 这种现象似乎才有所改善, 但是, 不得不说, 基于10k V配网闭环运行方式会形成环流, 当线路需要改造或者发生故障时, 就要进行相位的变动, 从而不得不采取停电的措施。但是, 随着人们生活水平的不断提高, 用户对于电力供应的稳定性和可靠性要求越来越高, 对于停电这种问题十分敏感。不仅会对人们的日常生活带来许多不便, 对于供电企业也带来了严重的损失, 同时, 也损害了电力企业的社会形象。因此, 在10k V配网闭环运行方式的应用中通过先闭环再断开相应的故障支路, 不仅可以减小停电的影响范围, 还提高了供电的可靠性和稳定性。为了, 避免停电对于用户和供电企业的影响, 10k V配网闭环运行方式成为电力系统可靠运行和稳定运行的重要环节。
2 10k V配网闭环运行方式的特点和技术要求
10k V配网闭环运行方式通常是需要与变压器的电磁回路进行连接而形成环路的一种配电网操作手段。当上一级的线路发生故障跳闸断开后, 所有的电流就会通过闭环线路进行流通, 当达到电力系统的动能以及热能的极限后, 就会在系统中产生电磁振荡, 损坏相关电力设备, 为此, 在10k V配网闭环方式的操作必须注意以下几方面的内容:
(1) 要求相位是相同的, 要求闭环处的电压差在一定的标准范围之内。
(2) 尽量缩短闭环的动作时间, 为了减少环流, 可以选择在负荷较小的情况下采取闭环操作。
(3) 闭环后, 各环节中的潮流应该在继电保护和电网稳定以及设备负荷的极限范围之内;。
(4) 在闭环操作前, 先投入保护措施, 再进行闭环操作。
3 10k V配网闭环运行方式应用实例
3.1 10k V配网闭环运行方式应用实例
10k V配网线路的操作通常采用的是先易后难, 先简单后复杂的操作思路, 诸如先进行一台主变运行配网线路的闭环操作, 再进行同一变电站的两台主变运行;在10k V的母线分段运行配网操作中, 先要对同源的不同变电站进行线路配置, 之后才能进行不同源的不同变电站之间的配网线路的操作。线路的连接操作也是先从负荷小的简单线路开始, 逐渐向负荷能力较大的复杂线路过度。下面我们以10k V配网闭环运行方式的实际线路组成为具体事例进行应用性分析, 其线路的连接示意图如图1所示:
3.2 10k V配网闭环运行方式的潮流计算及操作
针对图1中的配网情况, 我们还需要做好线路中潮流的计算工作, 应该注意的是, 10k V配网闭环运行要尽量避免在线路负荷高峰期进行, 对图1的线路进行部分潮流分布可以通过图2进行简单的表示:
注: (图2中相关的线路应用实际参数可以借鉴以下内容:Ⅰ线:架空线JKLYJ-10-240 2749米, 电缆YJV22-10-3×240280米;Ⅱ线:架空线JKLYJ-10-240 2479米, 电缆YJV22-10-3×240 720米。)
结合线路信息和上图的线路特点, 我们可以发现, 当配网线路在闭环操作过程中以及闭环之后, 在不出现故障的情况下, 流经线路Ⅰ、Ⅱ的潮流并无过载现象, 也不存在过压的问题, 是可以采用闭环操作的, 需要注意的是, 在实际的操作过程中要确认两线之间的相序是否符合相关标准规定, 在闭环操作开关处应准确测量两端电压情况, 并悬挂标准相位牌。
3.2.1 闭环运行线路的开关闭合操作
10k V配网闭环运行方式在开关闭环操作中需要注意的问题有以下两个方面:
(1) 闭环, 在闭操作前需要结合SCADA观察线路的负荷是否达到闭环条件, 图2中的线路Ⅰ配备了911型开关转热备, 闭合开关HK85后, 线路Ⅰ开关就会自动执行转冷备;在911开关的负荷侧闸刀下端和母线闸刀的上端分别测量相位, 当线路Ⅰ开关转热备之后, 闭合911开关即可完成闭合操作运行, 做好相应的记录。
(2) 解环, 解环操作相对比较简单, 在两个线路都已经采用闭环运行的方式后, 只需断开环网开关HK85即可, 通过SCADA可以观察到解环之后两只线路的负荷情况, 做好相关解环记录。
3.2.2 环网的闭环与解环
环网的闭环与解环操作相对线路上的操作要简单的多, 只要线路中的负荷达到闭环条件, 就可以通过闭合开关HK85进行闭环操作, 开环同上述的线路的闭环操作一样, 一定要做好相关的闭环和解环操作记录, 以便作为出现问题后的溯源性文件。
4 10k V配网闭环运行方式的应用技术性问题及策略
4.1 10k V配网闭环运行方式应用设计中地质勘探及线路配置的选择
在实际的电力工程10k V配网的施工过程中通常存在因为人的因素导致相关线路连接和开关闭合设置出现问题, 配网施工人员对于相关操作标准和技术指导规范的掌握还有所欠缺。针对这个问题, 我们首先要严格遵守并执行有关10k V配网电力工程技术准则, 在电力工程设计施工之前要对施工现场的地质地貌以及气候特征等信息进行详细的勘测和了解, 选择可靠性较高的道路作为线路主要依托, 架空线尽量安排在主干道上。鉴于10k V配网闭环运行的设计方式, 需要在每段线路中都要设计分段开关和相应的联络开关, 采用的闭环供电配网中如果只有一个变电站, 就要在变电站中以不同母线作为电源点;当存在多所变电站时, 闭环配网也可以采取这种方式, 并且, 在配网的干线设计中, 我们要求相邻之间的连个变电站之间要采用单环型网络配置, 以便发生故障后, 可以及时的控制故障点, 确保非故障区域的正常供电。
4.2 做好配网的规划工作, 确保电力工程施工质量
10k V配网闭环设计不仅仅要满足常规的线路和位点的施工问题, 还涉及到架空设计过程中针对城市的整体规划采取不同的走廊设计的问题, 甚至还要考虑到配网经过的区域的管线分布情况以及环境问题。这时候, 就需要我们在规划设计中同施工单位进行有效的沟通和商榷, 对各类管线的配置规划要充分了解, 在实际的操作过程中要提前做好相关实验验证工作, 不断的进行线路设计方案的调整和优化, 确保配网施工质量。
5 结语
综上所述, 10k V配网闭环运行方式的应用很大程度上降低了供电站对外停电的时间, 实现了电力系统故障点的有效的隔离和高效定位, 既提高了供电的可靠性, 又方便了供电企业对于故障的及时定位和排除, 但是, 鉴于当前相关技术和设备先进性的限制, 10k V配网闭环运行方式的应用还需要我们以科学严谨的态度不断的优化和创新, 对于促进电力系统未来的发展有着很深远的现实意义。
参考文献
[1]邹俊雄, 徐强, 付柯等.10kV配网合环转电对继电保护的影响分析[J].机电工程技术, 2009.
[2]宣科, 张富刚, 李传虎等.配电网合环操作决策支持系统的开发与研究[J].供用电, 2010.
[3]邹俊雄, 周冠波, 付亮等.10kV配网合环转电计算模型与试验分析[J].电力系统保护与制, 2010.
闭环运行 篇3
近些年,北美和欧洲(包括英国、俄罗斯、丹麦、瑞典等)等一些发达国家相继发生了大面积停电事故。这些大停电事故不但造成了巨大的经济损失,而且对社会秩序造成了严重影响。因此,电网安全和供电可靠性问题,日益受到各国政府和学术界的广泛关注。城市电网承担着电能的配送作用,不仅是整个电力系统供应链的关键环节,同时也是建设坚强智能电网的重要组成部分。从美国和欧盟各国等世界上主要一些国家的智能电网发展现状来看,城市配电网是这些国家智能电网建设的核心和主要侧重点。
目前,以风能和太阳能为代表的分布式能源主要采用大规模集中式并网发展模式。然而,随着国家智能电网建设工作的逐步推进,这些分布式能源将会由集中式大电网接入模式,逐步向分散式配电网接入模式发展。分布式能源的接入打破了传统配电网的辐射状结构,配电网也由此变成了复杂的有源网络,传统的基于单端电气量的配电网继电保护模式在实际应用中必然会遇到一些问题,甚至需要进行彻底改造。因此,研究新的配电网运行结构和保护控制技术,是提高配电网供电可靠性和电能质量的一项迫切任务。
为了有效地减小城市电网的停电范围和停电时间,提高供电可靠性,城市配电网采用闭环运行方式是一种比较有效的手段。而且,采用闭环运行方式,并辅以有效的差动保护技术,可以有效解决分布式电源的并网问题。然而,由于传统保护方式和技术在开环运行模式下具有应用简单和较高的经济性等特点,使得闭环运行模式在实际配电系统中未得到推广。由于通信技术在近些年的快速进步和发展,基于通信平台的配电网差动保护技术,已不再是一个昂贵和奢侈的技术。因此,基于差动保护的配电网闭环运行方式,在近年来又引起了人们的广泛关注[1,2,3,4,5],并逐步得到实施和应用。
本文主要从配电网闭环运行的驱动力、支撑技术、供电可靠性和应用前景等方面,对基于差动保护的配电网闭环运行问题进行探讨和分析,以期推动配电网闭环运行概念和相关技术的应用和发展,促进我国智能电网建设和供电可靠性水平的提高。
1 配电网闭环运行的驱动力
1.1 分布式电源的并网
随着传统一次能源的日益枯竭和人们对环境问题的日益关注,以太阳能为代表的分布式发电(Distributed Generation,DG)作为一种极具发展前景的发电技术,以其高效、环保等一系列优点,引起了人们的广泛关注,从而成为世界各国电力系统发展的一个重要方向。分布式发电装置一般分布在负荷附近,可以节省输变电设备的投资,而且可以降低系统网损和提高用户的供电可靠性,具有较高的经济效益和社会效益。
然而,分布式电源的接入势必会改变配电网的辐射状结构和功率流向,使原来简单的辐射状配电网变成了复杂的多电源供电的有源网络。配电网潮流及结构的变化必然会对系统中的各种继电保护设备及其运行方式产生较大的影响。若系统发生故障,短路电流的大小及其流向必然会受到附近分布式电源的影响,从而导致原有继电保护装置出现灵敏度低、拒动和误动等问题。因此,分布式电源的接入,势必给配电系统的运行、分析与控制带来诸多方面的影响和挑战[6,7,8,9]。
很明显,在分布式电源大量接入的情况下,传统的单电源辐射状或环状设计、开环运行的配电网,很难适应新的运行和控制要求。因此,分布式电源的接入成为配电网闭环运行的一个主要驱动力。
1.2 供电可靠性需求的提高
随着各类电压敏感型电子设备的大量增加和人们生活水平的日益提高,用户及用电设备对供电可靠性的要求越来越高。这对原有配电系统或设备的品质和供电可靠性提出了更高的要求;然而,我国目前的城市配电网大都是采用闭环设计、开环运行的供电结构,一旦某处发生故障,就会造成整条分支馈线的大面积停电,且停电时间较长。
在开环运行模式下,当进行负荷转供时,通常需要通过合、解环开关操作来缩短非故障区域的停电时间(提高供电可靠性);但合、解环开关操作势必会对相关非故障线路产生不必要的冲击,给用户造成损失。如果断路器发生故障,一般会造成全馈线范围内的停电,极大地降低了供电的可靠性和连续性。
为了更加有效地减少停电时间和停电范围,提高供电可靠性,配电网可以采用闭环运行方式。如果采用闭环供电方式及合理的线路分段和保护技术,一旦线路出现故障,保护装置则可以马上判断出故障位置,迅速隔离和切除故障区段,保证非故障区段的可靠供电。
2 配电网闭环运行的关键支撑技术
配电网闭环运行有别于传统的辐射状(包括环网设计、开环运行模式)运行方式,线路上的功率流向不再具有单一性,离主电源较远的分支馈线或线路,其潮流方向可能会经常发生变化。在这种情况下,传统的配电网保护和潮流计算方法不再适用,必须发展适用于闭环运行结构的配电网潮流计算方法。而且,与辐射状运行结构相比,闭环运行方式下,配电网的电压分布及其控制措施也必将呈现新的特征和要求。
目前,我国配电自动化系统大多采用重合器方式或基于通信的馈线自动化方式等[10,11]。这些自动化模式和控制方式操作简单,经济实用,因而被广泛采用。然而,这些保护方法和技术不可避免地存在故障切除选择性不高、故障处理时间长、开关设备损耗大等缺点,而且在应对分布式电源和配电网闭环运行方面显得力不从心。因此,对于含有分布式电源的智能配电网来说,非常有必要研究和采用一种新的保护配置方法和模式。
由以上分析可知,配电网采用闭环运行方式,除了需要在潮流计算、状态估计、电压和无功控制等方面需要新的技术支撑外,最重要的是需要网络化的通信平台及基于网络通信平台的配电网保护技术的支撑。电流差动保护因为具有简单可靠和动作速度快且不受电力系统振荡影响等优点,而被广泛应用于输电网。就提高配电网供电可靠性而言,故障的识别、定位、隔离与快速恢复是其核心内容和目标,在目前具有良好通信条件前提下这一目标可以通过在配电网推广应用电流差动保护技术来实现。而且,由差动保护在输电网中多年来的应用可知,差动保护可以有效解决分布式电源的接入问题[12]。
电流差动保护是一种建立在基尔霍夫电流定律基础上的保护方式,在进行故障判别时只需要线路两端的电流量。因此,电流差动保护不存在与引入电压有关的问题,不受系统振荡和系统非全相运行等因素的影响和制约。而且,电流差动保护具有原理简单,计算量小等优点,能够很好地满足继电保护的快速性、灵敏性和可靠性等要求。
根据实现方式和功能结构上的差别,配电网差动保护可以分为分散式差动保护和集中式差动保护。分散式结构的差动保护,在判别故障时只需利用线路两端的电流量,实现较为容易,在通信技术比较落后的年代,具有较大的技术优势,但需要在每段线路额外配置差动保护装置,成本相对较高。
随着通信技术的快速发展,基于全网光纤通道的配电网集中式差动保护方法和技术,已经引起了电力企业和科研机构的思考和关注。这种集中式差动保护系统基于先进的网络通信平台,由集中式配电网保护装置与配电终端构成,实现配电系统故障的准确定位、迅速隔离和快速重构,减少了非故障线路的停电机率,缩小停电范围,实现配电系统的快速重构和自愈功能。
图1给出了具有三层结构的集中式差动保护控制系统。其中,上层是智能配电主站;下层由配电自动化终端和配电变压器智能终端等设备组成;中间层由集中式保护控制装置构成,起联系上、下层的作用。
3 配电网闭环运行的优点
由于通信技术的快速发展及其成本的不断下降,在配电网采用差动保护和闭环运行方式,已具有技术和经济上的可行性。在闭环运行模式下,在输电网分析和控制中的各种成熟方法和技术,可以借鉴应用于配电网分析与控制,单一被动的辐射型配电网运行结构从此可以得到改观,配电网可以从多个电源或变电站得到电源供应,通过合理的调控方式可以动态调度来自不同电源的功率,从而可以为电力系统的安全经济运行起到更好的支撑作用。
与传统的配电网结构和运行模式及保护控制手段相比,配电网采用闭环运行模式,并辅以有效的差动保护及合理有功调控和无功电压制技术,可以在以下诸多方面取得明显的好处和效益。
1)供电可靠性可以得到大大提高
在开环运行模式下,当故障发生时,往往是整条馈线都被切除,其停电影响范围和故障恢复过程如图2所示,故障恢复时间在30 s以上甚至到分钟级。
采用闭环运行模式并辅以有效的差动保护技术,当故障发生时,差动保护可以快速准确地进行故障定位和隔离,其故障隔离过程如图3所示,故障隔离时间可以控制在0.1 s以内,可以避免传统配电网结构和保护方式需多次关合开关(判断和隔离故障)所引起的系统冲击,而且故障影响范围大大减小,甚至达到N-1安全标准,不造成非必要的停电。
统计资料表明,80%以上的用户停电是由配电系统故障所引起。因此,通过采用闭环运行模式并辅以差动保护技术,提高配电系统的供电可靠性,具有重要的经济价值和意义。
2)潮流分布更加合理,电压质量更高,系统网损更低
由简单理论推导即可得知,当配电网的负荷分布较为均匀时,系统的网损最低。然而,在开环运行模式下,配电网各分支馈线的负荷分配通常会呈现明显的不平衡,导致系统网损较大,一些末端馈线的电压可能较低;而且,当故障发生时,系统的负荷转供(互带)能力较弱。
采用闭环运行模式,负荷分布在网络中自动平衡,并可以采取有效的方法和技术进行调控,因而可以有效降低系统网损、改善电压质量等。
3)调整和控制手段更加灵活多样
在开环运行模式下,由于缺乏有效的调控方法和手段,各分支馈线的供电电源一般具有单一性,潮流分布无法调控,电压分布任其自然,线路末端电压合格率较低,无法响应上级电网的经济运行和调度指令,只有通过切负荷才能进行电网安全响应。
在闭环运行模式下,与输电网相似,调控方法和技术更加灵活多样,不仅可以通过有效的调控手段改善电压分布和功率分布,降低本级电网的网损;而且,可以有助于实现配电网负荷在上级电源点之间的合理分配,从而可以更好地响应上级电网的安全运行要求和负荷经济分配。
4)可以解决分布式电源的并网问题
分布式电源接入配电网后,原来简单的辐射状配电网变成了复杂的多电源供电的有源网络。当系统发生故障时,如果相关的分布式发电装置不能及时断开,则会向故障点提供故障电流,这可能会导致保护误动、拒动等问题,由此可能会给配电网的运行和控制带来诸多不利的影响,甚至困难。
配电网采用闭环运行方式并辅以有效的差动保护技术,由于其网络结构和保护控制方式和输电网基本相同,分布式电源不再具有明显的特殊性,所以可以从技术上有效解决分布式电源的接入问题;线路发生故障时,不再需要对分布式电源进行强制切除,从而提高配电系统的经济性和可靠性。
4 配电网闭环运行的前景与障碍
由于通信技术成本的限制和继电保护整定的困难,目前配电系统主要以环网设计、开环运行方式为主。在开环运行方式下,配电网的故障隔离和停电恢复时间一般在30 s以上,甚至达到分钟级。对供电可靠性有较高要求的用户,一般通过采用双回路供电、自备发电等高成本方式来弥补。
针对传统配电网结构和运行模式不能满足人们对供电可靠性的需求这一现实,一些经济发达的城市和重要地区在配电网层面已经开始考虑和逐步实施配电网闭环运行方式,以满足更高的供电可靠性要求。
为了实现配电网的闭环运行和N-1安全供电准则,采用在输电网中已广泛应用多年的差动保护理念和技术是一个比较理想的选择。差动保护自身不是一个新概念,在过去由于通信技术和成本的限制以及由于人们对供电可靠性的要求较低,所以差动保护技术一直未能在配电网中进行推广和应用。目前,先进的测量和网络通信技术及数据同步技术和计算机技术为配电网保护和控制技术的发展提供了广阔的发展空间,使得基于广域测量信息和从系统角度实现差动保护成为可能,且必将成为配电网保护和控制的发展方向。
一些发达国家和地区,闭环运行模式已经实施了多年,有相当多的经验可以参考和借鉴。新加坡是较早推行配电网闭环运行方式的国家之一,电压等级为22 k V,主干网采用差动保护。文献[13]介绍了加拿大卑诗省水电公司在一大型购物中心实现配电网闭环运行示范项目的情况和运行效果。
与新加坡和其他发达国家不同,我国配电网网架结构比较薄弱,电网转供能力不强,配电自动化水平仍比较低。这决定了目前在我国大规模推广应用配电网闭环运行方式还不太现实。然而,在一些新建的开发区和工业园区,实现配电网闭环运行模式也许是一个好的选择。这不但可以为推广配电网闭环运行模式积累技术和经验,也可以提高这些单位或地区的供电可靠性。
5 结语
闭环运行 篇4
关键词：信息运行呼叫中心,信息,满意度,运维,闭环管理
0 引言
随着国家电网公司SG-ERP的深入建设, 系统应用业务覆盖面更广, 业务应用集成度更深, 随之系统运维复杂度更大, 资源需求更多, 用户提报问题渠道多样化, 运维质量监控复杂化, 从而引起问题解决效率低、用户满意度低、系统应用较差等问题。为进一步完善信息调度、运行、检修、客户服务的专业化信息运行组织架构, 持续推进信息客户服务集约化、标准化管理, 提升公司信息系统客户服务水平[1], 甘肃省电力公司建立统一的信息运维管理平台, 由一线客户服务座席组成的信息运行呼叫中心为信息系统用户提供统一的电话支持服务界面, 与二线运维、三线技术支持共同构成公司信息运行支撑体系, 建立全公司各单位用户问题统一受理窗口, 更好地实现信息运维知识的收集、保管和利用, 有效整合各种资源, 充分发挥信息通信优势, 实现运维信息资源的最大化共享功能, 推动公司信息系统的深化应用。
1 建设目标
1.1 总体目标
根据国家电网公司构建“两级调度、三层检修、一体化运行”的调运体系的要求, 调度、运行、检修、客户服务、三线技术支持之间需建立横向协同的运行机制, 同时必须持续完善公司统一的三线技术支持功能。信息运行呼叫中心系统负责网省公司部署信息系统的客户服务支持, 实现信息运行服务请求统一接入与快速响应、系统运维故障在线显示、客户信息自动识别与个性化管理、工单创建等多种功能, 与公司统一推广的信息运维综合监管系统充分集成, 两者互为补充, 共同支撑公司信息自动化运行维护。
1.2 标准化流程设计
信息运行呼叫中心系统建设采用标准化流程设计, 通过构建一线座席、二线运维、三线技术支持共同构成公司信息运行支撑体系。
一线座席人员负责受理服务请求, 进行解答处理;同步负责业务分流、用户回访、投诉受理、用户事件工单审核归档等;同时向二线运维人员提交无法解决的问题。
二线运维人员负责解决一线提交的问题, 及所运维信息系统后台功能问题, 对无法解决的问题寻求三线技术支持。
三线技术支持主要由信息系统软件开发商、设备厂商、公司专家队伍组成, 负责解决二线提交的问题, 并组织相关培训工作。公司统一推广的信息业务系统, 由三线技术支持对存在的问题进行汇总分析后提交公司信息化主管部门, 统一组织相关的培训工作。
标准化运维流程如图1所示。
2 架构设计
2.1 设计方案
信息运行呼叫中心系统设计过程中遵循“事件驱动”的原则, 采用统一接入平台、统一技术平台、统一处理流程的“三统一”设计方法, 对事件接入、流程处理进行了规范, 确保信息运行工单的闭环管理。系统采用呼叫中心技术[2,3], 实现客户请求的统一接入和信息的统一管理;通过与信息运维综合监管平台的紧密集成, 实现信息运行工作单的闭环管理, 有效支撑了三线运维队伍的协同工作。
1) 统一接入平台。支持多种接入方式, 如话务语音、Web文本交谈、传真、E-mail邮件、短信;支持硬件、网络设备及信息系统 (如ERP、协同办公、安全生产、营销系统等) 的运行维护;支持各层面的信息查询, 如硬件设备故障、告警信息、业务咨询、信息查询。
2) 统一技术平台。通过统一话务平台、统一知识库平台、统一流程引擎、统一信息管理, 系统实现对所有信息数据进行统一存储管理;支撑网管、安全管理、桌面管理中的所有工单流程运转;对运行人员工作状态实时监控及话务的全程录音, 从而支撑统一的综合运维体系, 方便对业务工作单、维护作业、话务数据等信息进行统计分析, 并对运行支持人员的工作质量进行管控。
3) 统一处理流程。通过工作单处理的全程跟踪, 工作程序标准化、处理流程规范化, 优化配置资源, 提高运行工作效率和服务质量, 保障全公司信息系统的稳定、可靠与安全运行。
2.2 业务架构
业务架构定义了信息运行呼叫中心在信息化规划指导下达成的业务能力及关系。从业务角度去理解和规划信息运行呼叫中心业务蓝图, 并结合业界最佳实践和发展趋势, 建立信息运行呼叫中心业务模型。业务架构如图2所示。
2.3 应用架构
信息运行呼叫中心应用架构分为接入层、控制层、应用层和管理层。应用架构如图3所示。图中各层较重要的功能用颜色加以区分。
接入层负责服务请求的接入, 可以提供包含电话、Web请求单等多种接入渠道, 拓宽服务渠道, 提高客户满意度;控制层负责语音接入、资质应答与查询、排队控制及相关信息记录;应用层为座席工作提供服务, 负责软电话、工单管理、任务管理、知识库、通信录、信息公告等功能模块的展现、使用;管理层负责系统的人员、权限、组织机构、座席管理等。
2.4 技术架构
信息运行呼叫中心总体体系架构分为接入层、核心交换层、业务支撑层、业务应用层。
接入层:支持多种服务请求的接入渠道, 如电话、传真和Web网络访问。
核心交换层:进行计算机电话集成, 用计算机来管理电话呼叫, 能够自动地对电话中的信令信息进行识别处理, 并通过建立有关的话路连接, 向用户传送预定的录音文件、转接来电等。
业务支撑层:提供自动语音导航、通话录音、自动语音应答等功能, 有效支撑呼叫中心业务开展。
业务应用层:为信息运行一线客服技术支撑平台——信息运行呼叫中心系统, 实现运行工单管理、话务信息管理、服务质量监督、知识库管理等。
3 管理提升效果
1) 提升优质服务水平。结合信息运行呼叫中心平台建立运维服务监控机制[4], 完善服务满意度评价体系, 制定服务满意度考核指标, 化“被动”为“主动”, 同时对日常运维中受理问题进行分析总结, 有针对性地进行用户交流与培训, 加强问题处理的跟踪机制, 确保用户问题处理的及时性, 并以考核机制推动服务质量的整体提升。座席运行状态监控如图4所示。
2) 规范运维管理流程。甘肃省电力公司通过信息运行呼叫中心这个运维平台规范信息系统运维体系, 明确各级支持人员的工作职责, 促进各系统运维团队间的协作, 实现每项工作任务结果都具有可追溯性, 通过透明化的工作流程[5], 使管理者可随时掌握整个事件的处理过程, 并按照其紧急程度和重要程度, 通过邮件、短信等方式通知相关责任人, 提高信息运维工作效率, 确保信息系统运维的可控性。
3) 促进信息系统深化应用。针对公司提出的“结合三集五大体系建设对ERP系统进行适应性调整, 功能完善提升, 满足业务高效流转的需要”提案, 以“数据治理、性能调优、流程优化、服务提升”为核心, 通过信息运行呼叫中心平台, 收集和梳理易用化问题和需求, 结合公司信息通信支撑“三集五大”体系建设信息系统适应性调整, 利用现场顾问资源, 争取国家电网公司总部技术支持, 有序开展易用化功能实施, 及时改进业务流程, 持续完善信息系统, 力促公司信息系统深化应用水平再上台阶, 实现信息系统从“可用”向“易用”的转变。信息运行呼叫中心服务流程如图5所示。
4) 实现知识库共享。知识库作为信息运行呼叫中心重要的业务支撑平台, 其主要作用为提高来电处理效率、统一业务处理流程、保持信息界面一致性、与业务培训形成互补并有效缩短培训周期, 同时为支持人员、用户提供学习的平台, 实现知识共享。信息运行呼叫中心知识库展现如图6所示。
4结语
作为甘肃省电力公司统一的信息运维平台, 信息运行呼叫中心制定了适合全省信息系统运维的统一管理标准。信息运行呼叫中心自实施以来, 覆盖了ERP、财务管理、PMS、协同办公等信息系统的运维工作, 实现了信息系统运维的统一管理, 同时实现运维人力资源、财务、物资等方面的集中管控, 通过实时掌控系统运维的情况, 确保了公司信息系统的深化应用, 降低了企业的管理成本, 极大地提升了企业的管理水平。
参考文献
[1]杜亮.鞍山电力客户服务中心系统策略研究[D].北京:华北电力大学, 2006.
[2]国家电网公司.智能电网技术标准体系规划[R].2010.
[3]彭木根.数据仓库技术与实现[M].北京:电子工业出版社, 2002.
[4]妤婕.中石油以邮件运维平台实现业务服务管理[N].计算机世界报, 2009-9-16.
闭环运行 篇5
配电网直接与电力用户相连,人们对其供电可靠性及电能质量的要求越来越高。国内配电网一般采用“闭环设计,开环运行”的供电模式,并在此基础上实施配电自动化、设备管理、负载转供、停电管理、变压器负载管理［１］等措施保证可靠供电。虽然这些措施对配电网供电可靠性的提升助益良多,但在线路检修或故障时,开环运行的供电模式仍无法避免倒闸操作造成的短时停电［２］,无法满足高科技产业、金融中心等重要用户对电力供应的严苛需求。另外,以太阳能和风能为代表的分布式电源(DG)越来越多地接入配电网,对现有系统的运行、控制带来诸多影响和冲击。辐射型及开环运行的模式难以适应新的运行和控制要求,无法充分发挥DG的性能。因此,研究新的配电网运行方式意义重大。
研究表明［１－１１］,配电网闭环运行能够真正实现运行N-1,对于解决上述短时停电问题、提升供电可靠性和减小DG接入对配电网影响的效果显著。世界上一些电力公司已经采用配电网闭环运行的供电模式,如香港［３－５］、台湾［６－７］及新加坡［８－９］等的电力公司。国内对于配电网闭环运行的实践与研究已有报道。广州中新知识城借鉴新加坡电网运行经验,正在进行20kV配电网闭环运行的试点建设［１０］。文献[11]借鉴国外配电网闭环供电模型,提出基于开闭所“手拉手”联络的中压配电网环型供电模型及闭环运行方式。
考虑到现有文献对配电网闭环运行的研究大多集中于技术方面,可靠性与经济性方面的研究一般仅针对辐射型或开环运行的供电模式［１２－１３］,因此,本文将对配电网闭环运行的可靠性及经济性进行综合分析。介绍了经济发达地区配电网闭环运行现状及其特点;将停电成本加入优化目标,建立了配电网闭环运行的优化模型,以及以系统平均停电持续时间(SAIDI)为主要指标的单条馈线可靠性评估模型;以单回电缆为分析对象,对其闭环运行的可靠性及经济性进行定性分析和定量计算;同时探讨了配电网闭环运行的适用范围及实施难度。
1 配电网闭环运行现状及特点
1.1 配电网闭环运行现状
目前,配电网闭环运行的地区多为经济发达地区及科技园区,主要有新加坡、香港及台湾地区。新加坡电力公司在城市各分区内的变电站一段母线引出一条出线环接多个配电站后回到本站另一条母线,每两回22kV馈线构成环网闭环运行,不同电源变电站的每两个环网相互联络、开环运行,形成花瓣结构的梅花状供电模型,具有结构简明、负荷转供灵活、故障隔离时间短的特点［８］。相关资料表明［９］,2010年新加坡用户年平均停电时间为0.7 min,供电可靠率高达99.999 86%。香港中华电力公司中压配电网由132kV/11kV变电站低压母线引出3~4回电缆,通过外部配电站联接闭环运行,两个环之间设联络开关,采用断路器并以差动系统保护电缆故障,供电可靠性在99.998%以上。台湾电力公司在新竹科学园高可靠性区域,由变电站同一母线引出两回电缆闭环运行,并与不同变电站母线引出的一个环路联络、开环运行。
配电网的主设备选型方面,新加坡配电网中压开关设备采用西门子、ABB等国际知名品牌气体绝缘开关(GIS)设备;中压电缆规格选型标准化,中压主电缆截面均选用300mm２铜芯电缆;变压器全部为无油枕的全密封油浸变压器,变压器高低压套管为全封闭式。香港中电公司配电网采用全电缆、户内全密封开关柜和容量为1 500kVA及以下油浸变压器,全部设备按照正常负载的50% 设计,选用国际著名品牌产品,型号同一、可靠性高,同时均配置自动化采集装置。
1.2 配电网闭环运行方式的特点
1)配电网闭环运行的馈线配置方式［１］
根据闭环运行馈线供电电源的不同,闭环馈线配置方式可以分为3种,如图1所示。
类型1:闭环运行的两条馈线由同一变压器母线供电。类型2:闭环运行的两条馈线由同一变电站内不同变压器供电。此类型根据变电站母线联络断路器的开关状态又可细分为两种情况:类型2.1,母线断路器常开;类型2.2,母线断路器常闭。类型3:闭环运行的两条馈线由不同变电站的两变压器供电。
其中,香港、台湾地区采用类型1 闭环运行方式,新加坡则采用类型2.2,尚未有地区采用类型2.1及类型3的供电模式。配电网闭环运行必须考虑众多影响因素,各种闭环馈线配置方式需要考虑的因素如下［７］。
类型1:互联馈线的线径、长度,负荷大小、分布、特性等。
类型2:除类型1所考虑因素外,互联主变压器额定容量及阻抗,以及其负荷及特性。
类型3:除类型2所考虑因素外,两变电站一次侧短路容量及电压。
因此,采用类型1所需考虑因素最少。同时,该方式下潮流只会在闭环馈线间变动,不会影响上级电网潮流流向和资源分配,且正常运行时受到各种不确定因素的影响最小,可行性高,改造成本最低。
2)短路电流与继电保护
与辐射型或开环运行的配电网不同,闭环运行的配电网是多电源供电,线路上发生短路时短路阻抗减小、短路电流增大。文献[1,7]的研究表明,配电网闭环运行线路上发生短路时,类型2与类型3的短路容量比类型1大得多,且受系统条件影响较大,而类型1的短路容量只比开环模式略大。同时,类型1的两馈线来自同一变压器母线,在馈线无DG接入的情况下,该闭环运行方式下的最大短路电流出现在变电站母线端短路的情况,短路阻抗与开环运行时的情况一致,馈线最大短路电流并未增大。
配电网闭环运行线路上的功率流向不再具有单一性,离主电源较远的线路,其潮流方向可能会经常发生变化［１４］,国内中压配电网中广泛采用的无方向三段式电流保护不能满足闭环运行的要求。目前世界上闭环运行的配电网大多采用纵联保护方式,例如:台湾电力公司采用允许式超范围距离保护(POTT)及方向比较闭锁保护(DCB),香港中华电力公司中压配电网采用DCB保护电缆故障,新加坡配电网主干网则采用纵联差动保护。基于纵联方式的保护系统通过比较线路两侧的电气量,可以有选择性地快速隔离环网内的故障线路,保证非故障线路的正常供电,提高了供电可靠性。纵联保护需要将线路一端电气量信息传送到另一端,两侧的电气量同时比较、联合工作,与三段式保护相比需要增加通信设备及通道,目前在配电网纵联保护中常采用光纤作为信息通道。同时,线路两侧的负荷开关必须更换为具有足够开断容量的断路器,才能保证快速隔离故障线路。
3)可靠性
配电网闭环运行并辅以高效的继电保护系统,其对线路故障的识别、定位、隔离与供电恢复比开环运行方式要快得多,并且能避免因主干线路发生故障而造成用户停电的现象。在计划检修时,即使满足N-1以上准则设计,开环运行方式采取合环转供电,再隔离检修段线路,使非检修线路感受不到停电时间,但合环转供电会产生冲击电流,存在造成更大面积停电的风险;若采取先断电隔离后再转供的方式,非检修段线路也会感受到停电时间,该停电时间的长短取决于配电自动化的实施情况。
闭环馈线配置方式类型3能够避免单一变电站故障造成的停电,可靠性最高;类型2能避免单一主变故障造成的停电,可靠性比类型1要高。目前现有闭环运行方式主要采用类型1及类型2.2,并且仍配置不同电源的开环联络线,母线故障时会短时停电,但仍可通过开环联络线实现负荷转供,与开环运行处理方式一致。因此,相对于开环运行方式,配电网闭环运行的可靠性可进一步提升。然而,3 种闭环运行方式中,类型1对原有开环系统及用户影响(如潮流和短路电流)最小,改造成本最低［１，７］。若仅针对消除主干馈线故障造成的停电现象,类型1是最简单、最容易实现的方式。
2 闭环运行配电网的净收益模型
2.1 净收益模型
本文模型主要考虑来自同一母线的电缆由开环运行升级为闭环运行,涉及范围仅限于两互联馈线,忽略了对配电网其他部分的影响。假设变压器容量、线路容量能满足运行需求,则投资成本主要考虑相关必要保护设备。此外,在电力市场机制下,电网供电成本不仅包括建设成本和运行成本,还应包括由于电力供给不足或中断所造成的停电成本［１５］。
综合考虑配电网的可靠性与经济性,将停电成本加入优化目标中,则配电网从开环运行升级为闭环运行的投资净收益为:
式中:CＲ０为配电网开环运行的可靠性停电成本;CＲ１为配电网闭环运行的可靠性停电成本;α 为年运行维护率;β为年资产利润率;γ 为设备年折旧率;n为添加保护设备的套数;c为保护设备的附加单价;l为通信光纤的长度;d为通信光纤单价。
停电成本的准确计算较为困难,现有研究一般通过补偿量和均衡量来估计停电成本［１６］。 文献[17]结合实际提出了几种比较适合国情的停电损失评估方法:平均电价折算倍数法、产电比法和总拥有费用法。由于产电比法计算简单、资料易得,本文采用此种方法计算停电成本,即按照单位缺电量减少的生产总值来计算平均可靠性停电成本,计算公式如下:
式中:S为配电馈线容量;cosθ为负荷功率因数;f为线路最大负载率;ζ为负荷率,即平均负荷与最大负荷的比值;TＳＡＩＤＩ为线路负荷年均停电时间;CＥ为单位停电量的损失费用。
2.2 可靠性评估模型
配电网闭环运行的区域多为经济发达、对可靠性要求非常高的重要地区,这些区域往往采用电缆供电。为此提出一种简化的基于TＳＡＩＤＩ指标的中压电缆线路可靠性评估模型。
2.2.1 简化或假设条件
1)电缆线路通过环网柜分段,各分段长度相同,由变电站出线连接各个环网柜的线段定义为主干线,由环网柜引出至负荷的线段定义为分支线。
2)只考虑一阶故障或检修,负荷转供不受元件容量及电压约束。
3)环网柜内开关设备为断路器,断路器两侧配备隔离开关,能够隔离自身故障。
4)故障发生后,对于辐射型、开环运行电缆,故障段上游最近的断路器跳闸隔离故障,对于闭环运行电缆,故障段两侧最近的断路器跳闸隔离故障。
5)考虑到开关计划停运与线路计划停运同时安排,以及免检修或少检修开关的采用,忽略开关计划停运。
2.2.2 可靠性评估模型分析
基于TＳＡＩＤＩ指标分别对有联络电缆、辐射型电缆及闭环运行电缆的可靠性进行分析,不同接线模式如图2所示。
1)有联络电缆
有联络电缆的TＳＡＩＤＩ指标主要为主干线故障定位隔离及倒闸操作时间、电缆分支线故障修复时间及计划停电时间、开关故障定位隔离及倒闸操作时间和故障修复时间,可表示为:
式中:Lｃ为电缆主干线路长度,N为分段数,电缆分支线长度按Lｃ/(2 N)估算;M为电缆环网柜内开关个数;λ１为线路故障率;λ２为线路计划停运率;λｋ１为开关故障率;t１为线路故障平均修复时间;t２为线路计划停运平均修复时间;tｋ１为开关故障平均修复时间;tｄ１为故障定位、隔离及倒闸操作时间;tｄ２为计划停运隔离及倒闸操作时间。
2)辐射型电缆
辐射型电缆的TＳＡＩＤＩ指标主要为主干线故障定位隔离及倒闸操作时间、主干线路故障修复时间及计划停电时间、电缆分支线故障修复时间及计划停电时间、开关故障定位隔离及倒闸操作时间和故障修复时间,可表示为:
3)闭环运行电缆
闭环运行电缆的TＳＡＩＤＩ指标主要为电缆分支线故障修复时间及计划停电时间、开关故障定位隔离及倒闸操作时间和故障修复时间,可表示为:
3 闭环运行配电网的可靠性与经济性分析
针对有联络的城市电缆网由开环运行升级为闭环运行,基于上文提出的优化模型和可靠性指标评估方法进行可靠性及经济性计算分析。
3.1 可靠性与经济性参数设定
基于国内部分区域电网可靠性及经济参数调研结果,本文研究所需参数设定如下。
1)电缆故障率 λ１和计划检修率 λ２分别为0.04次/(akm)和0.3 次/(akm),故障修复时间t１和计划检修时间t２分别为5h和6h,故障定位、隔离及倒闸操作时间tｄ１为2h;计划停运隔离及倒闸操作时间tｄ２为1h,开关的故障率为0。
2)电缆线路为铜芯YJV-3×400,最大载流量652A,功率因数取0.9,负载率为50%,负荷率为50%;电缆由环网柜分段,环网柜配置两回进线、四回出线。
3)年运行维护费率为3.5%,年资产利润率为2.15%,设备年折旧率为6.67%。
4)光纤单价为2万元/km,纵联保护附加单价为1.5 万元/套,单位停电损失费用CＥ=10元/(kW·h)。
3.2 可靠性与经济性评估
基于前文评估模型及调研参数,对一回有联络电缆线路升级为闭环运行的可靠性与经济性进行评估,对不同长度、不同分段数的电缆线路评估结果如表1所示。
由表1可得如下结论。
1)与开环运行相比,电缆闭环运行的TＳＡＩＤＩ大幅降低,供电可靠性更高。闭环运行能为负荷提供双电源供电,主干线路故障及计划检修不会造成用户停电,因此TＳＡＩＤＩ降低,供电可靠性进一步提升。
2)一定长度的电缆线路,分段数越大,TＳＡＩＤＩ越小,同时相比开环运行的TＳＡＩＤＩ减小值也越小。在分段相同的情况下,主干电缆线路越长,TＳＡＩＤＩ减小值越大。
3)当线路长度一定,分段数越大,闭环运行净收益越小,这主要是由于继电保护的成本随着分段数的增加而增加。
3.3 灵敏度分析
闭环运行净收益将随着单位停电损失费用和定位、隔离及倒闸操作时间等参数的变化而变化,因此本节对优化模型的若干参数进行灵敏度分析。
1)单位停电损失费用的影响
单位停电损失费用不同,配电网闭环运行净收益也不同。根据对单位停电损失费用的调研,CＥ分别取0.5,5,10,20 元/(kW·h)进行计算,结果如表2所示。由表2可见,CＥ=0.5元/(kW·h)(电价)时,净收益为负值,说明从电力公司的角度看,配电网闭环运行并不能为其盈利。CＥ=10元/(kW·h)时,净收益为正值且随着CＥ的增长而增长,说明从社会经济效益角度看,配电网闭环运行能带来良好的社会经济效益,且更适用于经济发达的城市核心区。
2)定位、隔离及倒闸操作时间的影响
由于各地区实际情况不同(如配电网自动化),定位、隔离及倒闸操作时间不同,因此应对这些参数进行灵敏度分析。对于已经依靠光纤通信实现配电网自动化的地区,本文假设故障定位、隔离及倒闸操作时间tｄ１为2min,计划停运隔离及倒闸操作时间tｄ２为1min;同时,闭环运行净收益模型中不考虑光纤的投资,只需考虑保护方式变化增加的投资。计算结果如表3所示。
比较表1及表3计算结果可见,未实现配电网自动化的电缆开环运行时tｄ１和tｄ２较长,升级为闭环运行后可靠性提升较为明显,投资净收益为正。而实现配电网自动化的电缆开环运行时tｄ１和tｄ２很短,升级为闭环运行后TＳＡＩＤＩ之差减小,供电可靠性略有提升,投资净收益为负。
4 配电网闭环运行的适用范围与实施难度
由前文计算分析可知,配电网闭环运行的投资成本较高,但是相比于辐射型、开环运行的模式,其所具有的优越性使这种运行方式也有其特定的适用范围。
1)高可靠性供电区域。即使经过配电网自动化改造的开环运行配电网,故障隔离和故障后复电时的倒闸操作也需要短时停电。例如:北京配电网在馈线自动化改造后,平均故障隔离时间和平均倒闸操作时间大幅缩减,但也只分别降到1.5 min和5min,而同期北京配电网供电可靠性为99.995%［２］。在进入高级配电自动化阶段后,供电可靠性将需要达到99.999 9%,显然继续采用开环运行的供电方式无法满足未来高可靠性的需求。一些对供电质量要求极高,甚至不允许瞬间停电或电压骤降的科技园区及金融中心等,条件允许的情况下采用配电网闭环运行不失为一种较好的供电模式,能够保证高可靠性供电并带来巨大的社会经济效益。
2)有DG接入的配电网。DG越来越多地接入配电网,原有开环网络变成了多电源供电的有源网络,改变了潮流的单向性。当系统发生故障时,DG会向故障点提供故障电流,可能导致保护误动、拒动等问题。同时,IEEE 1547 规定,系统发生故障时DG必须马上退出运行,因而无法充分发挥DG的效能。而配电网闭环运行采用差动保护方式考虑了潮流的双向性,能够迅速隔离故障区域,恰好适合于有DG接入的情况,在线路停运时能够减少DG的频繁投切及孤岛运行。因此,有DG接入的配电网也可以采用闭环运行方式。
与香港、新加坡等地区不同,国内配电网网架结构比较薄弱,电网转供能力不强,配电自动化水平较低,配电网从现状运行模式过渡到闭环运行方式难度较大,主要体现在以下几个方面。
1)配电网由开环运行变为闭环运行,需要考虑诸多影响因素,如馈线容量、负荷分布以及闭环潮流流向不确定性和短路电流增大等(特别是对于类型2和类型3)。这些因素对现状电网电气设备及用户的影响与冲击,有可能使电网不具备闭环运行条件。
2)国内长期以来“重发输,轻供配”导致配电网建设无序发展,缺乏标准化,接线模式众多,在现有基础上升级改造为闭环运行,需大量更换现有电气设备,涉及面广,成本大。
3)配电网闭环运行需要配置高效的继电保护系统及智能电子设备,建立一个先进、高效的通信网络,投入的成本巨大。
4)供电可靠性和电价没有挂钩,电力公司的投入巨大,其经济效益受到影响,建设积极性不高。
5 结语
本文将停电成本加入配电网闭环运行净收益模型,能够协调可靠性与经济性这对矛盾体,体现了整体经济效益;该模型不仅适用于计算配电网闭环运行的投资净收益,还可通过比较不同长度、不同分段数电缆网的投资净收益进行运行方案比选。通过具体算例分析可见:同一母线的两馈线由开环运行升级为闭环运行,主干线路故障及计划检修不会造成用户停电,供电可靠性进一步提升;配电网闭环运行适用于经济发达、负荷密度大及可靠性要求极高的地区,虽然可能会给供电企业带来更高的供电成本,但是能够产生良好的社会经济效益。