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摘 要：通过对供配电系统可靠性特征量概念的阐述及可靠性分析方法的解析，提出了供配电系统运行可靠性的要点。
关键词：供配电；系统稳定；可靠性
区域电力供应系统，包括发电、输电、配电系统其可靠性的研究已经得到重视，国内外关于电力系统可靠性的研究已经深入到一定的程度。与配电系統相比，由于发电设备或输电设备相对集中，设备的一次投资额大，建设周期长，由发电或输电容量不足带来的后果的严重性和广泛性更容易引起人们的注意。
一、供配电系统的可靠性特征量
可靠性是指元件、产品、系统在一定时间内，在一定条件下无故障地执行指定功能的能力。建筑供配电系统属于可修复系统，可修复系统的可靠性特征量主要有故障率、平均修复时间、年平均故障时间和可用度（又称为有效度）。其中，可用度分为固有可用度与使用可用度，在设计阶段一般使用固有可用度。
二、供配电系统可靠性分析方法
研究供配电方案的可靠性，首先应该建立单个设备的可靠性分析模型，定量分析参数，通过统计以及其他不确定性方法来获得设备的当前可靠性参数；其次通过对建筑供配电系统的可靠性模型进行定量分析，得出其可靠性参数，并通过类比得出改善可靠性的方案，为指导供配电系统的设计、改进提供数据支持。目前用于定量分析评估配电系统可靠性的方法可以分为三类：解析法、模拟法和人工智能法。
1、解析法
根据系统的结构、系统和元件的功能以及两者之间的逻辑关系，建立系统的可靠性概率模型。通过递推或迭代等过程精确求解模型，从而计算出系统的可靠性指标。
2、模拟法
模拟法又分为蒙特卡洛模拟法与混合法。蒙特卡洛模拟法，在已知配电系统各元件的可靠性原始数据的前提下，通过计算机模拟随机出现的各种运行状态，从大量的模拟试验结果中统计出系统的可靠性指标。模拟法要求随机模拟次数与系统的规模无关，收敛速度与问题的维数无关，算法和程序结构都较简单，可以求解出可靠性指标的概率分布，适宜于求解多维、环境因素复杂的问题，多用于复杂大系统的可靠性评估。但模拟法计算量大，需要较长的模拟试验时间。混合法是蒙特卡洛模拟法和解析法的有机组合。基本思想是：用蒙特卡洛法随机模拟系统的状态转移过程，用解析法确定系统在所模拟到的各状态中的平均持续时间，并以此代替持续时间的抽样值。可以提高模拟效率，减少模拟统计量的方差，是近年来可靠性评估的研究热点。
3、人工智能法
通过仿效生物处理模式，获取智能信息处理功能，以便简化处理一些复杂现象，快速有效地解决各种难题。目前包括遗传算法、人工神经网络算法和模糊算法。上述几种算法在现阶段跨区级供配电网及地区级供配电网的可靠性研究中都有不同程度的应用，对于民用建筑供配电系统而言，其网络结构相对固定，针对不同负荷等级的供电措施、方案种类较少。同时为了简化系统模型，增强在方案设计、规划中的实用性，可以用简化模型对系统进行简化处理。在建筑供配电系统可靠性评估中采用网络简化法进行可靠性评估。
三、供配电系统运行可靠性的要点分析
1、建筑电气的负荷等级
电力负荷的级别主要根据供电可靠性的要求、供电中断在政治带来的影响效果及经济上造成损失或影响的程度分为三个级别，具体为：一级负荷、二级负荷以及三级负荷。一级负荷包括一类高层建筑的消防设备，主要有消防设备类中的控制室、水泵、电梯、防排烟设备、自动报警器、应急照明、漏电自动报警系统、自动灭火系统、逃生疏散指示标志和电动的防火门、窗、阀门等消防设备，二类高层建筑的消防设备为二级负荷。而其他的设备，例如柴油发电机房送风机、专供变电站所使用的送风机、排风机，还有专供消防水泵房使用的污水泵等，这此电力负荷等级也应该纳入消防设备，与消防设备有一致级别，在火灾发生时，不能视为非消防设备而切除供电电源。
对于不同级别的电力负荷，有不同要求的供电电源。在一级负荷中，尤其是重要负荷，不但要有两个电源，而且还务必增设应急电源。为了确保特别重要负荷的供电可靠性，在建筑设计上严禁在应急供电系统中接入其他负荷。在大多数建筑电气设计中，柴油发电机组和EPS应急电源为最常使用的应急电源。应急电源的选用时应经过分析比较来确定，包括造价方向的分析以及环保方向的分析等。此外，应急电源需要注意的问题还包括如下：
（1）在允许中断供电时间为毫秒级的设备中，包括有：计算机、精密电子仪器、数据处理系统等，要选用UPS电源，而不能选用发电机组或EPS应急电源作为备用电源。
（2） EPS应急电源系统正常的应急供电时间在30-120分范围内，所以，在建筑电气设计时，要根据设备性质（例如建筑物的性质和类别）标明的备用供电时间进行选用。在火灾发生时，消防泵应满足持续工作时间为2-3小时，喷洒泵应为1小时，而用于防火卷帘的水幕泵应为3小时。需要注意的是，EPS应急电源系统是一种应急电源产品，而不是可以时间性质使用的备用电源，它的主要作用是：当正常电源发生故障时，EPS应急电源在一段时间或规定时间内能确保重要负荷供电的连续性，以维持重要负荷的供电可靠性。因此，对于正常电源供电可靠性较差的场所，常用设备的备用电源不能选用EPS应急电源系统，而是应选用柴油发电机组。
（3）一般情况下及火灾时，消防电梯与合用的排烟机、送风机等消防设备，也要选用独立于正常电源的发电机组等作为备用电源，也不能选用EPS应急电源。因为在市电停电情况下，EPS应急电源储存的电能在市电停电时就有可能已被用完，即其核心蓄电池就没有了充电电源，一旦此时突然发生火灾，那么这此消防设备就无法投入使用。
2、安全供配电方案
在供电电源在满足电力负荷的条件时，供电变电所的安全及供配电系统可靠性相当重要 多数的高层民用建筑都存有大量的一级或二级电力负荷，正常情况下都是设有两台或以上的变压器，以及一台柴油发电机组。针对最常见的两台变压器（不并列运行）和一台柴油发电机组成的各种供配电系统方案，本文对其方案的优缺点进行分析对比，为实际工程项目的设计提供最佳的供配电方案，达到提高供电可靠性的目的。
3、供电线路的安全要求
供电电源在满足电力负荷的条件下，供电线路的安全可靠性也是十分重要的。供电线路敷设方式应考虑相关影响因素进行确定，包括：建筑物的性质、建筑物要求、用电设备的分布以及环境因素等。外部热源、灰尘积聚、腐蚀等都会对供电线路的布线系统带来负向影响，此外，外来冲击、振动和建筑物的收缩或沉降等各种外界应力也会给供电线路敷设及使用过程造成损害。大多数高层民用建筑，其消防用电设备应选用专用的供电回路，而消防控制室、消防水泵、防排烟风机等设备的供电，应该在最后一级配电箱中安装自动切换装置，且供电线路敷设要符合供配电要求。
四、结语
供配电系统可靠性分析计算中存在着一定程度的不确定因素，这些因素对于评估系统的可靠性在某些状态下也起着重要作用。由于供电的安全可靠性与实际生活息息相关，如果处理不当会给社会带来很大的危害和损失，因此必须加强供配电系统运行的稳定性研究，以不断提高系统安全可靠的预防措施和方案的科学性。
参考文献：
[1]林洪钟.供配电系统可靠性探讨[J].建筑电气，2006，（1）.
[2]谢宏凯.浅谈供配电系统的可靠性分析方法[J].科技信息，2008，（26）.
[3]金星，洪延姬，文明，李俊美.布尔逻辑和与逻辑积运算及可靠性分析应用[J].弹箭与制导学报，2003，（1）.
[4]方向晖.中低压配电网规划与设计基础[M].中国水利水电出版社，2004.
[5]冯林桥，等.电力系统及厂矿供电CAD技术[M].湖南大学出版社，2004.
关键词：供配电；系统稳定；可靠性
区域电力供应系统，包括发电、输电、配电系统其可靠性的研究已经得到重视，国内外关于电力系统可靠性的研究已经深入到一定的程度。与配电系統相比，由于发电设备或输电设备相对集中，设备的一次投资额大，建设周期长，由发电或输电容量不足带来的后果的严重性和广泛性更容易引起人们的注意。
一、供配电系统的可靠性特征量
可靠性是指元件、产品、系统在一定时间内，在一定条件下无故障地执行指定功能的能力。建筑供配电系统属于可修复系统，可修复系统的可靠性特征量主要有故障率、平均修复时间、年平均故障时间和可用度（又称为有效度）。其中，可用度分为固有可用度与使用可用度，在设计阶段一般使用固有可用度。
二、供配电系统可靠性分析方法
研究供配电方案的可靠性，首先应该建立单个设备的可靠性分析模型，定量分析参数，通过统计以及其他不确定性方法来获得设备的当前可靠性参数；其次通过对建筑供配电系统的可靠性模型进行定量分析，得出其可靠性参数，并通过类比得出改善可靠性的方案，为指导供配电系统的设计、改进提供数据支持。目前用于定量分析评估配电系统可靠性的方法可以分为三类：解析法、模拟法和人工智能法。
1、解析法
根据系统的结构、系统和元件的功能以及两者之间的逻辑关系，建立系统的可靠性概率模型。通过递推或迭代等过程精确求解模型，从而计算出系统的可靠性指标。
2、模拟法
模拟法又分为蒙特卡洛模拟法与混合法。蒙特卡洛模拟法，在已知配电系统各元件的可靠性原始数据的前提下，通过计算机模拟随机出现的各种运行状态，从大量的模拟试验结果中统计出系统的可靠性指标。模拟法要求随机模拟次数与系统的规模无关，收敛速度与问题的维数无关，算法和程序结构都较简单，可以求解出可靠性指标的概率分布，适宜于求解多维、环境因素复杂的问题，多用于复杂大系统的可靠性评估。但模拟法计算量大，需要较长的模拟试验时间。混合法是蒙特卡洛模拟法和解析法的有机组合。基本思想是：用蒙特卡洛法随机模拟系统的状态转移过程，用解析法确定系统在所模拟到的各状态中的平均持续时间，并以此代替持续时间的抽样值。可以提高模拟效率，减少模拟统计量的方差，是近年来可靠性评估的研究热点。
3、人工智能法
通过仿效生物处理模式，获取智能信息处理功能，以便简化处理一些复杂现象，快速有效地解决各种难题。目前包括遗传算法、人工神经网络算法和模糊算法。上述几种算法在现阶段跨区级供配电网及地区级供配电网的可靠性研究中都有不同程度的应用，对于民用建筑供配电系统而言，其网络结构相对固定，针对不同负荷等级的供电措施、方案种类较少。同时为了简化系统模型，增强在方案设计、规划中的实用性，可以用简化模型对系统进行简化处理。在建筑供配电系统可靠性评估中采用网络简化法进行可靠性评估。
三、供配电系统运行可靠性的要点分析
1、建筑电气的负荷等级
电力负荷的级别主要根据供电可靠性的要求、供电中断在政治带来的影响效果及经济上造成损失或影响的程度分为三个级别，具体为：一级负荷、二级负荷以及三级负荷。一级负荷包括一类高层建筑的消防设备，主要有消防设备类中的控制室、水泵、电梯、防排烟设备、自动报警器、应急照明、漏电自动报警系统、自动灭火系统、逃生疏散指示标志和电动的防火门、窗、阀门等消防设备，二类高层建筑的消防设备为二级负荷。而其他的设备，例如柴油发电机房送风机、专供变电站所使用的送风机、排风机，还有专供消防水泵房使用的污水泵等，这此电力负荷等级也应该纳入消防设备，与消防设备有一致级别，在火灾发生时，不能视为非消防设备而切除供电电源。
对于不同级别的电力负荷，有不同要求的供电电源。在一级负荷中，尤其是重要负荷，不但要有两个电源，而且还务必增设应急电源。为了确保特别重要负荷的供电可靠性，在建筑设计上严禁在应急供电系统中接入其他负荷。在大多数建筑电气设计中，柴油发电机组和EPS应急电源为最常使用的应急电源。应急电源的选用时应经过分析比较来确定，包括造价方向的分析以及环保方向的分析等。此外，应急电源需要注意的问题还包括如下：
（1）在允许中断供电时间为毫秒级的设备中，包括有：计算机、精密电子仪器、数据处理系统等，要选用UPS电源，而不能选用发电机组或EPS应急电源作为备用电源。
（2） EPS应急电源系统正常的应急供电时间在30-120分范围内，所以，在建筑电气设计时，要根据设备性质（例如建筑物的性质和类别）标明的备用供电时间进行选用。在火灾发生时，消防泵应满足持续工作时间为2-3小时，喷洒泵应为1小时，而用于防火卷帘的水幕泵应为3小时。需要注意的是，EPS应急电源系统是一种应急电源产品，而不是可以时间性质使用的备用电源，它的主要作用是：当正常电源发生故障时，EPS应急电源在一段时间或规定时间内能确保重要负荷供电的连续性，以维持重要负荷的供电可靠性。因此，对于正常电源供电可靠性较差的场所，常用设备的备用电源不能选用EPS应急电源系统，而是应选用柴油发电机组。
（3）一般情况下及火灾时，消防电梯与合用的排烟机、送风机等消防设备，也要选用独立于正常电源的发电机组等作为备用电源，也不能选用EPS应急电源。因为在市电停电情况下，EPS应急电源储存的电能在市电停电时就有可能已被用完，即其核心蓄电池就没有了充电电源，一旦此时突然发生火灾，那么这此消防设备就无法投入使用。
2、安全供配电方案
在供电电源在满足电力负荷的条件时，供电变电所的安全及供配电系统可靠性相当重要 多数的高层民用建筑都存有大量的一级或二级电力负荷，正常情况下都是设有两台或以上的变压器，以及一台柴油发电机组。针对最常见的两台变压器（不并列运行）和一台柴油发电机组成的各种供配电系统方案，本文对其方案的优缺点进行分析对比，为实际工程项目的设计提供最佳的供配电方案，达到提高供电可靠性的目的。
3、供电线路的安全要求
供电电源在满足电力负荷的条件下，供电线路的安全可靠性也是十分重要的。供电线路敷设方式应考虑相关影响因素进行确定，包括：建筑物的性质、建筑物要求、用电设备的分布以及环境因素等。外部热源、灰尘积聚、腐蚀等都会对供电线路的布线系统带来负向影响，此外，外来冲击、振动和建筑物的收缩或沉降等各种外界应力也会给供电线路敷设及使用过程造成损害。大多数高层民用建筑，其消防用电设备应选用专用的供电回路，而消防控制室、消防水泵、防排烟风机等设备的供电，应该在最后一级配电箱中安装自动切换装置，且供电线路敷设要符合供配电要求。
四、结语
供配电系统可靠性分析计算中存在着一定程度的不确定因素，这些因素对于评估系统的可靠性在某些状态下也起着重要作用。由于供电的安全可靠性与实际生活息息相关，如果处理不当会给社会带来很大的危害和损失，因此必须加强供配电系统运行的稳定性研究，以不断提高系统安全可靠的预防措施和方案的科学性。
参考文献：
[1]林洪钟.供配电系统可靠性探讨[J].建筑电气，2006，（1）.
[2]谢宏凯.浅谈供配电系统的可靠性分析方法[J].科技信息，2008，（26）.
[3]金星，洪延姬，文明，李俊美.布尔逻辑和与逻辑积运算及可靠性分析应用[J].弹箭与制导学报，2003，（1）.
[4]方向晖.中低压配电网规划与设计基础[M].中国水利水电出版社，2004.
[5]冯林桥，等.电力系统及厂矿供电CAD技术[M].湖南大学出版社，2004.