摘要： 深度分析挖掘供電可靠性數據，從大規模可靠性數據中找出隱藏其中的共性問題和影響重大的信息，發現配網規劃和運檢薄弱環節，并有針對性地提出有效措施，促進電力企業可靠性管理工作改進提升，對提高全國配電網總體供電可靠性水平具有十分重要的現實意義。 對 2017 年度全國供電可靠性數據指標情況進行了總結分析，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，歸納總結了供電可靠性管理存在的問題和面對的挑戰，并對未來供電可靠性管理工作發展趨勢進行了展望。

關鍵詞： 供電設備;供電可靠性;可靠性指標;停電原因;可靠性管理

0 引言

2017 年，中國電力行業堅持穩中求進，以提高發展質量和效益為中心，開拓創新，優化布局，保障了經濟社會發展對能源電力的需求，全年全社會用電量達到 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，部分城市核心區域的用戶平均停電時間已低于1.0 h/戶，達到國際先進水平[1-4]。 2017 年， 110 kV及以下電網投資比重占電網總投資比重達到 53.2%，隨著配網建設改造投資力度的加大，中國配電網網架結構日益穩固，技術裝備水平及運行控制水平持續提升，全國用戶供電可靠性實現穩步提升。隨著能源供給側改革的加快推進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雜多變的新情況新問題：新一輪配電網及農村電網升級改造工作帶來了大量施工;新的能源生產和消費形式不斷涌現;增量配電網示范工程建設全面推進;制造業轉型升級對電能質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狀進行分析。

1 供電可靠性水平現狀

2017 年，全國 31 個省、自治區、直轄市所屬的 448 個地市級供電企業參與供電可靠性統計。全國供電系統用戶 907.56 萬戶;其中城市、農村用戶構成比為 1∶2.8。全國供電系統用戶總容量約為 29.17 億 kV˙A;其中城市、農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 年全國供電系統用戶及容量構成如圖 1 所示。

圖 1 2017 年全國供電系統用戶及容量構成情況

1.1 2017 年全國供電可靠性指標

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，城市電網的供電服務能力得到穩步提升，城市用戶的供電可靠率平穩保持在 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，基本滿足了經濟社會對電力安全可靠供應的需求。與城市相比，農村地區配網設施基礎較差，存在網架薄弱、變電容量不足，設備老舊、損耗大，管理落后等諸多問題，農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。近幾年隨著農村電網升級改造工作的實施，以及躉售縣級供電企業上劃工作的開展，農網可靠性也正式移交到專業部門管理，更多的縣級供電企業開展了可靠性統計評價工作，農村用戶的供電可靠性數據統計范圍不斷擴大，農村用戶數達到 666 萬戶， 與 2013 年相比增加了近 30%。由于農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 各區域供電可靠性指標

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

供電系統線路長度較長，分別占全國的 21.83% 和21.65%;東北區域供電系統線路最短，占全國的7.73%。從等效用戶數看，華東區域和華北區域的供電系統等效用戶數較多，分別占全國的 24.02%和 23.71%;東北區域和西北區域供電系統等效用戶數較少，分別占全國的 7.60% 和 7.73%。從用戶總容量看，華東區域供電系統用戶總容量最大，占到全國的 29.93%;西北區域和東北區域供電系統用戶總容量較小，分別占全國的 5.35% 和 5.73%。

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

圖 4 2017 年各區域供電系統基本情況

2017 年，東西部供電可靠性差異明顯。用戶數最多、用戶總容量最高的華東區域的供電可靠性平均水平領先其他區域，其城鄉用戶差距也相對較小;西北區域用戶平均停電時間明顯高于其他區域，用戶平均停電頻率也相對較多。 2017 年各區域城市、農村全口徑供電系統用戶平均停電時間如圖 5 所示。

圖 5 2017 年各區域城市、農村、全口徑供電系統用戶平

1.4 地市級供電企業指標分布

2017 年，通過對全國 448 個地市級供電企業的用戶平均停電時間指標進行分析，各企業的指標差異較為明顯。將地市級供電企業的指標分為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，農村用戶平均停電時間低于 14.79 h/戶。

其中， 6 個供電企業(占 1.34%)所屬城市用戶的供電可靠率達到了 99.99%; 36 個供電企業(占8.02%)所屬農村用戶的供電可靠率達到 99.9%，超過 50% 供電企業所屬農村用戶的停電時間超過20 h/戶。 2017 年全國地市級供電企業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用戶平均停電時間分布情況(農村)

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

2017 年，對地市級供電企業的供電密度進行了分析，供電密度大于 1 000 萬 kW˙h/km2 的企業數量有 35 個，主要分布在中國經濟發達區域，占全國地市級供電企業數量的 7.81%，而其所屬用戶容量卻占到全國用戶總容量的 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 年故障停電主要責任原因占比如圖 10 所示。 2017 年，全國故障停電主要責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 年故障停電主要責任原因占比分布情況

2017年0 kV配網4類主要設施(架空線路、電纜線路、變壓器、斷路器)中三類設施的故 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 3.37 次 /(100 km˙年 )，同比上升 0.45 次 /(100 km˙年)，上升幅度更是達到 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《供電系統供電可靠性評價規程》(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，避免指標的大起大落，更真實地反映電網可靠性水平和管理水平。

2017 年全國及分區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的1.50%。全國供電系統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%。分區域看，南方區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 年全國及分區域用戶平均停電時間受重大事件影響情況

2.3 預安排停電原因分析

2017 年預安排停電主要責任原因占比分布情況如圖 14 所示。 2017 年所有預安排停電事件中，檢修停電是最主要因 素 ， 占預安排停電的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、調電、限電及低壓作業引起的停電占預安排停電的2.53%，引起用戶平均停電時間為16.51 min/戶。

圖 14 2017 年預安排停電主要責任原因占比分布情況

3 發展趨勢與熱點

在中國電力體制改革繼續向縱深推進的背景下，供電可靠性管理工作面臨著嚴峻的挑戰，需要超前研究規劃，創新管理方法，加快關鍵領域的工作布局，積極回應社會關注，使可靠性管理在能源系統變革發展中發揮更好的支撐作用。

(1)加快電能質量評價研究。隨著現代電力負荷對動態電壓質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受到了政府、企業和社會各界的廣泛關注 [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量評價研究工作，盡快提出相應的供電可靠性評價方法。

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

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

(4)開展可靠性定價機制研究。借鑒國際經驗，在當前行政手段為主的可靠性管理基礎上引入必要的市場調節機制，結合增量配電網、微電網和綜合能源系統等的建設運營，加快組織開展考慮可靠性因素的定價機制研究，引導社會建立起電力優質優價的概念，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，提升電網投資的邊際效益。

(5)推動供電可靠性管理工作的規范化和精益化發展。目前，中國城鎮化發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已進入高可靠性階段，如何考慮電網建設的經濟性與可靠性的平衡關系，實現可靠性水平的持續提升，需要在管理工作的精益化、規范化水平提出更高的要求。此外，針對農網改造任務持續穩步推進，縣域經濟發展模式轉型升級速度不斷加快的形勢，需要進一步加強農村電網專業管理水平，借鑒城市用戶供電可靠性管理經驗，加強農村可靠性管理工作的標準化、規范化、體系化，盡快將農村供電可靠性的數據管理與電網運行管理相結合，真正實現以可靠性指標為龍頭帶動農村電網整體管理水平提升。

4 結語

中國的供電可靠性已進入關鍵階段，部分先進地區供電可靠性指標已接近或達到國際先進水平，但區域差距、城鄉差距仍然巨大;新形勢，新技術的發展也給供電可靠性帶來了新的挑戰。本文對當前供電可靠性指標及停電原因進行分析研究，提出了當前面臨的重要問題，對今后供電可靠性發展趨勢進行了一些思考，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 電 控 制 性 能 檢 測 、 優 化 技 術 研 究 ，liujingbo-520@163.com;

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

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

柳玉 (1985—)，男，博士，高級工程師，從事風電功率預測和機組控制優化研究， ncepuly@126.com;

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

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