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我国2021年度供电可靠性的现状分析与展望

作者:李霞 周霞等 来源:供用电杂志 发布时间:2022-09-21 浏览:

中国储能网讯:深度分析挖掘供电可靠性数据指标,从大规模可靠性数据中找出隐藏其中的共性问题和影响重大的信息,发现配电网规划和运检薄弱环节,并有针对性地提出有效措施,促进电力企业可靠性管理工作改进提升,这对于提高全国配电网总体供电可靠性水平具有十分重要的现实意义。对2021年度全国供电可靠性数据指标情况进行了总结分析,给出了全国供电可靠性整体水平和变化趋势,归纳总结了供电可靠性管理存在的问题和面对的挑战,并对未来供电可靠性管理工作发展趋势进行了展望。

0 引言

2021年是全面建成小康社会、实现第一个百年奋斗目标的决胜之年,电力行业立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局,统筹做好电力保供和推动能源转型,聚焦“双碳”目标,积极构建新型电力系统,为全面推动能源安全新战略纵深发展与适应能源发展改革作出了全面贡献。近年来伴随着优化营商环境、推动经济高质量发展的不断深入,社会各界对供电可靠性的重视程度持续提升,电网网架逐步坚强,技术装备不断进步,强化综合停电管理及推广不停电作业效果明显,全国用户供电可靠性稳步提升。

在取得成绩的同时,2021年供电可靠性也经历了复杂多变、与国际局势紧密相关的问题和挑战:一是受年初极端寒潮、夏季持续高温、电煤紧缺等因素影响,全国多个地区先后电力供需紧张,呈现范围广、规模大、时间长的特点。二是自然灾害及恶劣天气发生频度提升,局部气候及自然灾害造成部分地区供电可靠性指标下降,国网河南电力受到洪涝灾害影响,国网上海电力受到“烟花”台风灾害影响等,自然灾害对局部地区影响严重。面对各种困难和挑战,电力行业服务大局,各专业立体化施策、精细化作业,全力以赴保障电力供应。电力可靠性管理工作夯基础、补短板、强业务、优服务,电力系统保持安全稳定运行,电力设备保持总体平稳运行态势,“获得电力”营商环境供电可靠性评价指标保持国际先进水平。

1 全国供电可靠性稳步提升

2021年,纳入电力可靠性统计的全国10(6、20)kV供电系统用户1 171.47万户,用户总容量49.46亿kVA,其中,城市地区用户357.40万户,总容量为25.59 亿kVA;农村地区用户814.07万户,总容量为23.87亿kVA。2021年全国供电系统用户及容量构成情况见图1。

图1  2021年全国供电系统用户及容量构成情况

1.1  2021年全国供电可靠性指标

2021 年,全国供电系统用户平均供电可靠率99.872%,同比上升0.007个百分点;用户平均停电时间11.26 h/户,同比减少0.61 h/户;用户平均停电频率 2.77次/户,同比增加0.08次/户。其中,全国城市地区平均供电可靠率99.944%,农村地区平均供电可靠率 99.840%,城市、农村地区平均供电可靠率相差0.104个百分点;全国城市地区用户平均停电时间4.89 h/户,农村地区用户平均停电时间14.06 h/户,城市、农村地区用户平均停电时间相差9.17  h/户;全国城市地区用户平均停电频率1.24次/户,农村地区用户平均停电频率3.45次/户,城市、农村地区用户平均停电频率相差 2.21次/户。

1.2 近五年变化趋势

在城市电网经历了大规模网架完善、自动化建设阶段以后,“十三五”以来我国配电网投资建设逐渐向农村电网倾斜,近五年我国供电可靠性发展对应呈现出农村快速发展、城市高位持续、总体稳步提升的特点。全国供电系统用户平均供电可靠率由 2017年的99.814%提升至2021年的99.872%,提升了0.058个百分点,其中城市地区的平均供电可靠率由2017年的99.943%提升至2021年的99.944%,提升了0.001个百分点,五年内呈现波动发展态势;农村地区的平均供电可靠率由2017年的99.768%提升至2021年的99.840%,提升了0.072个百分点,提升较为明显。2017‒2021年全国供电可靠率变化情况见图2。

图2  2017‒2021年全国供电可靠率变化情况

全国的用户平均停电时间由2017年的16.27 h/户下降至2021年的11.26 h/户,下降了5.01 h/户,其中城市地区的用户平均停电时间由2017年的5.02 h/户下降至 2021年的4.89 h/户,下降了0.13 h/户;农村地区的用户平均停电时间由2017年的20.35 h/户下降至2021年的14.06 h/户,下降了6.29 h/户。2017‒2021年全国平均停电时间变化情况见图3。

全国的用户平均停电频率由2017年的3.28次/户下降至2.77次/户,下降了0.51次/户,其中城市地区的用户平均停电频率由2017年的1.10次/户上升至1.24次/户,上升了0.14次/户;农村地区的用户平均停电频率由2017年的4.07次/户下降至3.45次/户,下降了0.62次/户。2017‒2021年全国平均停电频率变化情况见图4。

图3  2017‒2021年全国平均停电时间变化情况

图4  2017‒2021年全国平均停电频率变化情况

1.3 各区域供电可靠性指标

2021年,我国各区域用户平均停电时间均有不同程度提高,东西部地区用户平均停电时间差距进一步拉大(华北区域包括:北京、天津、河北、山西、山东、内蒙古;东北区域包括:黑龙江、吉林、辽宁;华东区域包括:江苏、浙江、上海、安徽、福建;华中区域包括:河南、湖北、湖南、江西、四川、重庆、西藏;西北区域包括:陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆;南方区域包括:广东、广西、云南、贵州、海南)。华东区域用户平均停电时间明显低于其他区域,西北区域用户平均停电时间明显高于其他区域。南方区域全口径、城市地区和农村地区用户平均停电时间压降幅度最大,分别降低了17.30%、16.60%和16.80%;华中区域的城市地区用户平均停电时间增长幅度最大,达到了12.71%。

华东的全口径、城市地区和农村地区用户平均停电时间分别为4.74、2.54、5.93 h/户,华北分别为9.89、3.92、12.18 h/户,均优于全国平均值(全国平均值分别为11.26、4.89、14.06 h/户)。华东区域内城市与农村地区用户平均停电时间相差最小,差值3.39 h/户;西北区域内城市与农村地区用户平均停电时间相差最大,差值14.35 h/户。2021年各区域城市、农村、全口径供电系统用户平均停电时间情况见图5。

图5 2021年各区域城市、农村、全口径供电系统用户平均停电时间情况

1.4  地市级供电企业指标分布

2021年,全国333个地级行政区的用户平均停电时间范围为(0.03~106.02)h/户,其中,城市地区用户平均停电时间范围为(0.03~57.85)h/户,农村地区用户平均停电时间范围为(0.33~136.39)h/户。按四分位法将各地级行政区分为4个梯队(每个梯队各83个地级行政区),用户平均停电时间的梯队区间界限值分别为8.16、14.15、17.35  h/户和106.02  h/户[2021年全国地市级供电企业用户平均停电时间分布情况(全口径)见图6],城市地区的用户平均停电时间的梯队区间界限值分别为3.92、6.38、8.60  h/户和57.85  h/户[2021年全国地市级供电企业用户平均停电时间分布情况(城市)见图7],农村地区的用户平均停电时间的梯队区间界限值分别为9.71、16.82、20.59 h/户和136.39 h/户[2021年全国地市级供电企业用户平均停电时间分布情况(农村)见图8]。

2021年,全国333个地级行政区中,20个地级行政区(占6.04%)的用户平均停电时间少于2  h/户, 147个地级行政区(占44.14%)的用户平均停电时间超过15  h/户,204个地级行政区(占61.26%)的用户平均停电时间高于全国平均值(11.26 h/户)。

图6 2021年全国地市级供电企业用户平均停电时间分布情况(全口径)

图7 2021年全国地市级供电企业用户平均停电时间分布情况(城市)

图8 2021年全国地市级供电企业用户平均停电时间分布情况(农村)

2  停电原因分析

2021年,全国用户故障平均停电时间为6.22 h/户,预安排平均停电时间为5.04  h/户,分别占到总停电时间的55.27%、44.73%;用户故障平均停电频率为2.01次/户,预安排平均停电频率为0.76次/户,分别占到总停电频率的72.59%、27.41%。2021年我国用户预安排平均停电时间占用户总停电时间的占比历史上首次低于50%,表明企业对供电可靠性的重视程度在持续提升,强化综合停电管理及推广不停电作业应用效果明显。

2.1 故障停电原因分析

2021年,全国故障停电主要责任原因为:自然因素占37.65%,引起用户故障平均停电时间为2.34 h/户,同比增加0.33 h/户;外力因素占19.54%,引起用户故障平均停电时间为1.22  h/户,同比减少0.03  h/户,其中异物短路是主要原因;设备原因占18.36%,引起用户故障平均停电时间为1.14 h/户,同比增加0.15 h/户,其中设备老化是主要原因。2021年故障停电主要责任原因占比分布情况见图9。

图9  2021年故障停电主要责任原因占比分布情况

2021年,10  kV配电网架空线路、电缆线路、变压器、断路器4类主要设施中架空线路故障率为9.84次/(100  km·a),同比下降5.18%;电缆线路故障率为3.96次/(100 km·a),同比下降2.53%;变压器故障率为0.40次/(100台 ·a),同比增加30%;断路器故障率为0.50次/(100台 ·a),同比增加32%。2016‒2021年架空线路、电缆线路故障率变化情况和2016‒2021年变压器、断路器故障率变化情况分别见图10和图11。

图10 2016‒2021年架空线路、电缆线路故障率变化情况

图11  2016‒2021年变压器、断路器故障率变化情况

2.2 重大事件日分析

2021年,全国供电系统用户平均停电时间受重大事件日影响1.01 h/户,占用户平均停电时间的8.97%,占故障平均停电时间的16.24%。分区域看,华中区域由于自然条件等原因,用户平均停电时间受重大事件影响较大,剔除停电时间占总用户平均停电时间的 15.29%,占用户故障平均停电时间的26.12%。2021年全国、各区域用户平均停电时间受重大事件影响情况见图12。

图12  2021年全国、各区域用户平均停电时间受重大事件影响情况

2.3 预安排停电原因分析

2021年,全国预安排停电主要原因为:检修停电占55.72%,造成用户平均停电时间2.81 h/户,同比减少0.13 h/户;工程停电占34.73%,造成用户平均停电时间2.93  h/户,同比增加1.19  h/户;2021年受煤炭、天然气等大宗商品价格飙升,电力需求阶段性快速增长等多重因素影响,全国部分地区出现电力缺口,多省份实施有序用电、临时停电、拉闸限电等措施,限电造成的用户平均停电时间0.39  h,占预安排停电时间7.73%,对可靠性指标造成较大影响,是近年来未曾出现的新情况、新问题。2021年预安排停电主要责任原因占比分布情况见图13。

图13 2021年预安排停电主要责任原因占比分布情况

3 频繁与长时停电分析

伴随着我国供电可靠性水平的不断提升,人民群众对用电的需求逐渐从“用上电”转变为“用好电”。频繁停电和长时停电成为近年来影响用户用电感知,造成用户抱怨投诉的重要原因。

3.1  预安排停电次数分析

2021年,全国有48.47%的用户未发生预安排停电。在发生预安排停电用户中,有近49.84%的用户预安排停电1次;19.07%的用户预安排停电次数在5次以上,17.31%的用户预安排停电次数在10次及以上。2021年用户预安排停电次数分布情况见图14。

图14  2021年用户预安排停电次数分布情况

3.2 故障停电次数分析

2021年,全国有31.84%的用户未发生过故障停电。在发生故障停电用户中,有近39.55%的用户故障停电1次,13.31%的用户故障停电次数在5次以上, 3.69%的用户故障停电次数在10次及以上。2021年用户故障重复停电次数分布情况见图15。

图15  2021年用户故障重复停电次数分布情况

3.3 预安排停电持续时间分析

2021年,预安排停电平均持续时间6.88 h/次,同比增加0.34 h/次。其中,城市地区预安排停电平均持续时间6.49  h/次,同比增加0.63  h/次;农村地区预安排停电平均持续时间7.09  h/次,同比增加0.34  h/次。其中,26.76%的预安排停电在1h以内恢复供电;9.2%的预安排停电在2h以内恢复供电;17.99%的预安排停电恢复时间超过10  h。2021年预安排停电持续时间分布情况见图16。

图16  2021年预安排停电持续时间分布情况

3.4 故障停电持续时间分析

2021年,用户故障停电平均持续时间为3.63 h/次,同比增加0.04 h/次。其中,城市地区用户故障停电平均持续时间为3.43 h/次,同比增加0.17 h/次;农村地区用户故障停电平均持续时间为3.71 h/次,同比增加0.03 h/次。其中,41.88%的故障停电能够在1 h以内排除并恢复供电;18.57%的故障停电能够在2 h以内排除并恢复供电;6.84%的故障停电恢复时间超过了10 h。2021年故障停电持续时间分布情况见图17。

图17  2021年故障停电持续时间分布情况

4 展望

当前,我国经济社会已经迈入高质量发展新阶段,供电可靠性作为电力高质量发展水平的重要终端表征,正在得到来自政府、社会和人民群众越来越多的重视和关注,面临前所未有的压力和挑战,也面临前所未有的发展机遇。供电可靠性管理需加快关键领域的工作布局,积极回应社会关注,使可靠性管理在经济社会发展中发挥更好的支撑作用。

1)加强用户供电可靠性管理,优化营商环境。用户供电可靠性是全行业可靠性管理整体水平的集中体现,电网企业要全面加强用户供电质量管理,压减用户停电时间、次数和影响范围,加大频繁停电、低电压等问题整治力度,完成全国地级以上行政区供电可靠性要达到国际先进水平或年均压减  8%以上的目标任务。

2)围绕助力乡村振兴战略,加强农村地区供电可靠性管理工作。随着我国新型城镇化、农业现代化深入推进,实现农村电网整体升级是配电网建设的主要任务之一。为此,要厘清电网发展中的“不平衡不充分”问题,针对城乡用户供电可靠性差距明显,要加强研究,精准谋划,提出具有针对性和可操作性的发展对策。持续加大对经济欠发达地区的农村配电网的投资建设及管理力度,重点关注频繁停电、长时停电等突出问题的整治,保障人民群众生产生活对电能供应的合理需求,助力乡村振兴战略。

3)提高可靠性数据质量,有效提升供电可靠性指标和成果应用。加快推进电力可靠性管理信息系统建设,减少信息的人工干预。加大数据管理核查力度,保证信息报送及时、完整、准确,进一步提高数据质量。发挥供电可靠性管理工作成果在规划设计、建设施工、设备采购、生产运行、供电服务各环节中的应用,科学制定配电网规划,优化配电网运行方式,实施配电网设备全寿命周期管理,及时梳理排查各环节中存在的薄弱环节,制定整改措施并落实,形成闭环。

4)积极开展配电网技术创新与实践,提升配电网精益化管理水平。积极依托配电自动化、带电作业、旁路作业、发电车保供电、无人机巡视等先进技术手段,全面推进配电网差异化运维,降低设备故障率,推进电力联合执法,解决好外力破坏、用户故障出门等突出问题,推进现代化服务体系建设,努力推进供电可靠性管理再上新台阶。加速推进低压用户供电可靠性管理试点推广工作,将精益管控、精细服务延伸至对用户的“最后一米”。

5 结语

我国的供电可靠性管理工作已处在从“快速发展”向“精细化发展”的关键转型期。为此,结合 2022年颁布的《电力可靠性管理办法(暂行)》,要进一步深化可靠性管理理念,健全可靠性相关标准体系,提升数据准确性,开展可靠性全业务过程管理。本文对当前供电可靠指标及停电原因进行分析研究,提出了当前面临的重要问题,对今后供电可靠性发展趋势进行了一些思考,提供了一些参考建议。

作者简介:

李霞,女,硕士,高级工程师,主要从事电网可靠性管理工作。

周霞,女,硕士,高级工程师,主要从事电力可靠性管理工作。

陈旦,男,博士,高级工程师,主要从事供电可靠性管理工作。

白文元,男,学士,高级工程师,主要从事供电可靠性管理工作。

于乔,男,硕士,高级工程师,主要从事供电可靠性管理工作。

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