摘要： 深度分析挖掘供電可靠性數(shù)據(jù)，從大規(guī)模可靠性數(shù)據(jù)中找出隱藏其中的共性問題和影響重大的信息，發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)規(guī)劃和運檢薄弱環(huán)節(jié)，并有針對性地提出有效措施，促進(jìn)電力企業(yè)可靠性管理工作改進(jìn)提升，對提高全國配電網(wǎng)總體供電可靠性水平具有十分重要的現(xiàn)實意義。 對 2017 年度全國供電可靠性數(shù)據(jù)指標(biāo)情況進(jìn)行了總結(jié)分析，從用戶停電頻率、停電時間、停電范圍、停電原因等多視角多維度入手，給出了全國供電可靠性整體水平和變化趨勢，歸納總結(jié)了供電可靠性管理存在的問題和面對的挑戰(zhàn)，并對未來供電可靠性管理工作發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞： 供電設(shè)備;供電可靠性;可靠性指標(biāo);停電原因;可靠性管理

0 引言

2017 年，中國電力行業(yè)堅持穩(wěn)中求進(jìn)，以提高發(fā)展質(zhì)量和效益為中心，開拓創(chuàng)新，優(yōu)化布局，保障了經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對能源電力的需求，全年全社會用電量達(dá)到 6.4 萬億 kW˙h，同比增長6.6%，中國城市用戶平均停電時間為 5.02 h/戶，部分城市核心區(qū)域的用戶平均停電時間已低于1.0 h/戶，達(dá)到國際先進(jìn)水平[1-4]。 2017 年， 110 kV及以下電網(wǎng)投資比重占電網(wǎng)總投資比重達(dá)到 53.2%，隨著配網(wǎng)建設(shè)改造投資力度的加大，中國配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)日益穩(wěn)固，技術(shù)裝備水平及運行控制水平持續(xù)提升，全國用戶供電可靠性實現(xiàn)穩(wěn)步提升。隨著能源供給側(cè)改革的加快推進(jìn)和電力市場化改革的全面實施，供電可靠性管理將面臨日趨復(fù)雜多變的新情況新問題：新一輪配電網(wǎng)及農(nóng)村電網(wǎng)升級改造工作帶來了大量施工;新的能源生產(chǎn)和消費形式不斷涌現(xiàn);增量配電網(wǎng)示范工程建設(shè)全面推進(jìn);制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級對電能質(zhì)量提出了更高要求等等 [5-14]。本文將對全國供電可靠性的現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

1 供電可靠性水平現(xiàn)狀

2017 年，全國 31 個省、自治區(qū)、直轄市所屬的 448 個地市級供電企業(yè)參與供電可靠性統(tǒng)計。全國供電系統(tǒng)用戶 907.56 萬戶;其中城市、農(nóng)村用戶構(gòu)成比為 1∶2.8。全國供電系統(tǒng)用戶總?cè)萘考s為 29.17 億 kV˙A;其中城市、農(nóng)村用戶容量占比約為 1∶1.2。架空線路絕緣化率為 21.39%;線路電纜化率為 15.65%，其中城市線路電纜化率、架空線路絕緣化率均超過 50%。 2017 年全國供電系統(tǒng)用戶及容量構(gòu)成如圖 1 所示。

圖 1 2017 年全國供電系統(tǒng)用戶及容量構(gòu)成情況

1.1 2017 年全國供電可靠性指標(biāo)

2017 年全國平均供電可靠率為 99.814%，同比上升了 0.009 個百分點;用戶平均停電時間 16.27 h/戶，同比減少了 0.84 h/戶;用戶平均停電頻率3.28 次/戶，同比減少了 0.29 次/戶。其中，全國城市用戶平均停電時間同比減少了 0.18 h/戶，平均停電頻率同比減少了 0.12 次/戶;全國農(nóng)村用戶平均停電時間同比減少了 0.88 h/戶，平均停電頻率同比減少了 0.32 次/戶。城市、農(nóng)村用戶平均停電時間相差 15.33 h/戶，平均停電頻率相差 2.97 次/戶，城鄉(xiāng)用戶供電可靠性差距較大。

1.2 近五年變化趨勢

“十二五” 以來，城市電網(wǎng)的供電服務(wù)能力得到穩(wěn)步提升，城市用戶的供電可靠率平穩(wěn)保持在 99.95% 左右，即用戶平均停電時間在 4～5 h/年，用戶平均停電頻率低于 2 次/年，基本滿足了經(jīng)濟(jì)社會對電力安全可靠供應(yīng)的需求。與城市相比，農(nóng)村地區(qū)配網(wǎng)設(shè)施基礎(chǔ)較差，存在網(wǎng)架薄弱、變電容量不足，設(shè)備老舊、損耗大，管理落后等諸多問題，農(nóng)村用戶平均停電時間在 20 h/年左右，平均停電頻率超過了 4 次/年。近幾年隨著農(nóng)村電網(wǎng)升級改造工作的實施，以及躉售縣級供電企業(yè)上劃工作的開展，農(nóng)網(wǎng)可靠性也正式移交到專業(yè)部門管理，更多的縣級供電企業(yè)開展了可靠性統(tǒng)計評價工作，農(nóng)村用戶的供電可靠性數(shù)據(jù)統(tǒng)計范圍不斷擴(kuò)大，農(nóng)村用戶數(shù)達(dá)到 666 萬戶， 與 2013 年相比增加了近 30%。由于農(nóng)村用戶供電可靠性水平與城市相比差距仍然較大，影響了全國用戶供電可靠性水平的整體提升。 2013—2017 年全國供電可靠性指標(biāo)的變化情況如圖 2 和圖 3 所示。

圖 2 2013—2017 年全國供電可靠率變化情況

圖 3 2013—2017 年全國平均停電頻率變化情況

1.3 各區(qū)域供電可靠性指標(biāo)

全國供電系統(tǒng)分區(qū)域 ( 華北區(qū)域包括：北京、天津、河北、山西、山東、內(nèi)蒙古;東北區(qū)域包括：黑龍江、吉林、遼寧;華東區(qū)域包括：江蘇、浙江、上海、安徽、福建;華中區(qū)域包括：河南、湖北、湖南、江西、四川、重慶;西北區(qū)域包括：陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆、西藏;南方區(qū)域包括：廣東、廣西、云南、貴州、海南)，體量差距明顯，城鄉(xiāng)構(gòu)成差異性較大。從配網(wǎng)線路總長度看，南方區(qū)域和華中區(qū)域

供電系統(tǒng)線路長度較長，分別占全國的 21.83% 和21.65%;東北區(qū)域供電系統(tǒng)線路最短，占全國的7.73%。從等效用戶數(shù)看，華東區(qū)域和華北區(qū)域的供電系統(tǒng)等效用戶數(shù)較多，分別占全國的 24.02%和 23.71%;東北區(qū)域和西北區(qū)域供電系統(tǒng)等效用戶數(shù)較少，分別占全國的 7.60% 和 7.73%。從用戶總?cè)萘靠矗A東區(qū)域供電系統(tǒng)用戶總?cè)萘孔畲螅嫉饺珖?29.93%;西北區(qū)域和東北區(qū)域供電系統(tǒng)用戶總?cè)萘枯^小，分別占全國的 5.35% 和 5.73%。

華東區(qū)域用戶的平均容量最高， 為 400.31 kV˙A/戶，西北區(qū)域的用戶平均容量最小， 為 222.28 kV˙A/戶。2017 年各區(qū)域供電系統(tǒng)基本情況如圖 4 所示。

圖 4 2017 年各區(qū)域供電系統(tǒng)基本情況

2017 年，東西部供電可靠性差異明顯。用戶數(shù)最多、用戶總?cè)萘孔罡叩娜A東區(qū)域的供電可靠性平均水平領(lǐng)先其他區(qū)域，其城鄉(xiāng)用戶差距也相對較小;西北區(qū)域用戶平均停電時間明顯高于其他區(qū)域，用戶平均停電頻率也相對較多。 2017 年各區(qū)域城市、農(nóng)村全口徑供電系統(tǒng)用戶平均停電時間如圖 5 所示。

圖 5 2017 年各區(qū)域城市、農(nóng)村、全口徑供電系統(tǒng)用戶平

1.4 地市級供電企業(yè)指標(biāo)分布

2017 年，通過對全國 448 個地市級供電企業(yè)的用戶平均停電時間指標(biāo)進(jìn)行分析，各企業(yè)的指標(biāo)差異較為明顯。將地市級供電企業(yè)的指標(biāo)分為4 個梯隊，處于第一梯隊(即 25%)的用戶平均停電時間低于 10.76 h/戶，城市用戶平均停電時間低于 3.84 h/戶，農(nóng)村用戶平均停電時間低于 14.79 h/戶。

其中， 6 個供電企業(yè)(占 1.34%)所屬城市用戶的供電可靠率達(dá)到了 99.99%; 36 個供電企業(yè)(占8.02%)所屬農(nóng)村用戶的供電可靠率達(dá)到 99.9%，超過 50% 供電企業(yè)所屬農(nóng)村用戶的停電時間超過20 h/戶。 2017 年全國地市級供電企業(yè)的用戶平均停電時間分布如圖 6～8 所示。

圖 6 2017 年全國地市級供電企業(yè)用戶平均停電時間分布情況(全口徑)

圖 7 2017 年全國地市級供電企業(yè)用戶平均停電時間分布情況(城市)

圖 8 2017 年全國地市級供電企業(yè)用戶平均停電時間分布情況(農(nóng)村)

8.02%)所屬農(nóng)村用戶的供電可靠率達(dá)到 99.9%，超過 50% 供電企業(yè)所屬農(nóng)村用戶的停電時間超過20 h/戶。 2017 年全國地市級供電企業(yè)的用戶平均停電時間分布如圖 6～8 所示。

2017 年，對地市級供電企業(yè)的供電密度進(jìn)行了分析，供電密度大于 1 000 萬 kW˙h/km2 的企業(yè)數(shù)量有 35 個，主要分布在中國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域，占全國地市級供電企業(yè)數(shù)量的 7.81%，而其所屬用戶容量卻占到全國用戶總?cè)萘康?25.14%，用戶平均停電時間為 5.80 h/戶，低于全國平均值(16.27h/戶) 10.47 h/戶。 2017 年地市級供電企業(yè)用戶平均停電時間按供電密度分布情況如圖 9 所示。

圖 9 2017 年地市級供電企業(yè)用戶平均停電時間按供電密度分布情況

2 停電原因分析

2017 年中國用戶故障平均停電時間 5.67 h/戶，預(yù)安排平均停電時間 10.61 h/戶，分別占到總停電時間的 34.83%、 65.17%;用戶故障平均停電頻率1.76 次/戶，預(yù)安排平均停電頻率 1.52 次/戶，分別占到總停電頻率的 53.65%、 46.35%。

2.1 故障停電原因分析

2017 年故障停電主要責(zé)任原因占比如圖 10 所示。 2017 年，全國故障停電主要責(zé)任原因為自然因素占 30.00%，引起用戶故障平均停電時間 1.70h/戶，同比減少了 0.84 h/戶;設(shè)備原因占 21.02%，引起用戶故障平均停電時間 1.19 h/戶，同比增加了 0.12 h/戶，其中設(shè)備老化是主要原因;外力因素占 20.85%，引起用戶故障平均停電時間為 1.18h/戶，同比增加了 0.26 h/戶。

圖 10 2017 年故障停電主要責(zé)任原因占比分布情況

2017年0 kV配網(wǎng)4類主要設(shè)施(架空線路、電纜線路、變壓器、斷路器)中三類設(shè)施的故 障率得到有效控制。架空線路故障率 為10.23 次/(100 km˙年)，同比下降 6.75%;變壓器故障率為 0.24 次/(100 臺˙年)，同比下降 7.69%;斷路器故障率為 0.52 次/(100 臺˙年)，同比下降 27.73%。

近五年電纜的故障率呈上升趨勢， 2017 年電纜故障率達(dá) 3.37 次 /(100 km˙年 )，同比上升 0.45 次 /(100 km˙年)，上升幅度更是達(dá)到 15.41%。 2013— 2017 年架空線路、電纜線路、變壓器和斷路器故障率變化情況如圖 11 和圖 12 所示。

圖 11 2013—2017 年架空線路、電纜線路故障率變化情況

圖 12 2013—2017 年變壓器、斷路器故障率變化情況

2.2 重大事件日分析

2016 年，新修訂的《供電系統(tǒng)供電可靠性評價規(guī)程》(DL/T 836—2016)中引入“重大事件日”，是美國 IEEE Std 1366TM-2003 提出的一個比較重要的概念 [15]。通過定義重大事件日，來分析極端條件對供電可靠性的影響，避免指標(biāo)的大起大落，更真實地反映電網(wǎng)可靠性水平和管理水平。

2017 年全國及分區(qū)域用戶平均停電時間受重大事件影響情況如圖13所示。 2017 年按重大事件日定義，共剔除故障停電事件 12 971 條，占故障停電總事件數(shù)的1.50%。全國供電系統(tǒng)用戶平均停電時間受重大事件影響 0.26 h/戶，占用戶平均停電時間的1 . 6 2 %，占故障平均停電時間 的4.13%。分區(qū)域看，南方區(qū)域由于自然條件等原因，用戶平均停電時間受重大事件影響較大，因重大事件剔除的停電時間占總用戶平均停電時間的 2.46%。

圖 13 2017 年全國及分區(qū)域用戶平均停電時間受重大事件影響情況

2.3 預(yù)安排停電原因分析

2017 年預(yù)安排停電主要責(zé)任原因占比分布情況如圖 14 所示。 2017 年所有預(yù)安排停電事件中，檢修停電是最主要因 素 ， 占預(yù)安排停電的56.46%，同比提高5.52 個百分點，引起用戶的平均停電時間為5.99 h/戶，同比增加0.52 h/戶;工程停電是第二因素，占預(yù)安排停電的41.01%，同比減少 4.09 個百分點，引起用戶平均停電時間為4.47 h/戶，同比減少 0.37 h/戶;用戶申請、調(diào)電、限電及低壓作業(yè)引起的停電占預(yù)安排停電的2.53%，引起用戶平均停電時間為16.51 min/戶。

圖 14 2017 年預(yù)安排停電主要責(zé)任原因占比分布情況

3 發(fā)展趨勢與熱點

在中國電力體制改革繼續(xù)向縱深推進(jìn)的背景下，供電可靠性管理工作面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，需要超前研究規(guī)劃，創(chuàng)新管理方法，加快關(guān)鍵領(lǐng)域的工作布局，積極回應(yīng)社會關(guān)注，使可靠性管理在能源系統(tǒng)變革發(fā)展中發(fā)揮更好的支撐作用。

(1)加快電能質(zhì)量評價研究。隨著現(xiàn)代電力負(fù)荷對動態(tài)電壓質(zhì)量的敏感性的不斷提升，電壓暫降問題對用戶造成的影響已經(jīng)受到了政府、企業(yè)和社會各界的廣泛關(guān)注 [15-18]。單純以停電時間來衡量供電可靠性，不能客觀真實體現(xiàn)電壓暫降對用戶及社會造成的影響，因此，亟需加快開展電能質(zhì)量評價研究工作，盡快提出相應(yīng)的供電可靠性評價方法。

(2)研究不同類別的用戶甄別標(biāo)準(zhǔn)。世界銀行發(fā)布的《2017 年營商環(huán)境報告》對中國部分城市獲得電力情況進(jìn)行了評估，其中工商業(yè)用戶供電可靠性指標(biāo)是評價要素之一。工商業(yè)用戶占用戶總數(shù)比重相對較小，但其售電量占比相對又較大，且工商業(yè)用戶的平均電價比農(nóng)業(yè)、居民用戶高，由此產(chǎn)生的社會貢獻(xiàn)更大。因此如何甄別當(dāng)前供電可靠性評價中的工商業(yè)用戶的指標(biāo)，亟需開展相應(yīng)的研究，提出相應(yīng)的甄別標(biāo)準(zhǔn)。

(3)密切關(guān)注增量配電網(wǎng)發(fā)展。有序向社會資本放開配售電業(yè)務(wù)是新一輪電力體制改革的一項重點任務(wù)，對吸引社會資本投資配電網(wǎng)，鼓勵創(chuàng)新與競爭，發(fā)揮著重要作用 [19]。伴隨增量配電網(wǎng)改革進(jìn)程的不斷加深以及符合條件的市場主體逐步參與配電業(yè)務(wù)的不斷提升，增量配電網(wǎng)供電可靠性管理呈現(xiàn)出管理工作復(fù)雜化與擴(kuò)大化的趨勢，如何加強可靠性管理，給用戶提供安全、持續(xù)、穩(wěn)定、可靠的電能，成為一項亟需解決的課題。

(4)開展可靠性定價機(jī)制研究。借鑒國際經(jīng)驗，在當(dāng)前行政手段為主的可靠性管理基礎(chǔ)上引入必要的市場調(diào)節(jié)機(jī)制，結(jié)合增量配電網(wǎng)、微電網(wǎng)和綜合能源系統(tǒng)等的建設(shè)運營，加快組織開展考慮可靠性因素的定價機(jī)制研究，引導(dǎo)社會建立起電力優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的概念，幫助用戶合理確定可靠性需求，加大對高可靠性用戶的投入，提升電網(wǎng)投資的邊際效益。

(5)推動供電可靠性管理工作的規(guī)范化和精益化發(fā)展。目前，中國城鎮(zhèn)化發(fā)展速度仍然保持了較快增長速度，針對部分城市用戶供電可靠性指標(biāo)已進(jìn)入高可靠性階段，如何考慮電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性與可靠性的平衡關(guān)系，實現(xiàn)可靠性水平的持續(xù)提升，需要在管理工作的精益化、規(guī)范化水平提出更高的要求。此外，針對農(nóng)網(wǎng)改造任務(wù)持續(xù)穩(wěn)步推進(jìn)，縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型升級速度不斷加快的形勢，需要進(jìn)一步加強農(nóng)村電網(wǎng)專業(yè)管理水平，借鑒城市用戶供電可靠性管理經(jīng)驗，加強農(nóng)村可靠性管理工作的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、體系化，盡快將農(nóng)村供電可靠性的數(shù)據(jù)管理與電網(wǎng)運行管理相結(jié)合，真正實現(xiàn)以可靠性指標(biāo)為龍頭帶動農(nóng)村電網(wǎng)整體管理水平提升。

4 結(jié)語

中國的供電可靠性已進(jìn)入關(guān)鍵階段，部分先進(jìn)地區(qū)供電可靠性指標(biāo)已接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平，但區(qū)域差距、城鄉(xiāng)差距仍然巨大;新形勢，新技術(shù)的發(fā)展也給供電可靠性帶來了新的挑戰(zhàn)。本文對當(dāng)前供電可靠性指標(biāo)及停電原因進(jìn)行分析研究，提出了當(dāng)前面臨的重要問題，對今后供電可靠性發(fā)展趨勢進(jìn)行了一些思考，提出了一些建議。

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作者簡介：

劉京波 (1986—)，男，碩士，高級工程師，從事新能源 發(fā) 電 控 制 性 能 檢 測 、 優(yōu) 化 技 術(shù) 研 究 ，liujingbo-520@163.com;

宋鵬 (1982—)，男，博士，高級工程師，從事風(fēng)力發(fā)電控制及檢測技術(shù)研究， 18601121118@163.com;

吳林林 (1986—)，男，碩士，高級工程師，從事新能源發(fā)電及并網(wǎng)技術(shù)研究， wulin226@163.com;

柳玉 (1985—)，男，博士，高級工程師，從事風(fēng)電功率預(yù)測和機(jī)組控制優(yōu)化研究， ncepuly@126.com;

吳宇輝 (1974—)，男，碩士，高級工程師，從事發(fā)電機(jī)和新能源技術(shù)研究， elctr@163.com;

張揚帆 (1987—)，男，碩士，工程師，從事新能源發(fā)電控制性能研究， zhangyangfanhit@163.com。