深度｜中国2017年度供电可靠性现状分析与展望

摘要： 深度分析挖掘供电可靠性数据，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，对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 2017 年度全国供电可靠性数据指标情况进行了总结分析，从用户停电频率、停电时间、停电范围、停电原因等多视角多维度入手，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。

关键词： 供电设备;供电可靠性;可靠性指标;停电原因;可靠性管理

0 引言

2017 年，中国电力行业坚持稳中求进，以提高发展质量和效益为中心，开拓创新，优化布局，保障了经济社会发展对能源电力的需求，全年全社会用电量达到 6.4 万亿 kW˙h，同比增长6.6%，中国城市用户平均停电时间为 5.02 h/户，部分城市核心区域的用户平均停电时间已低于1.0 h/户，达到国际先进水平[1-4]。 2017 年， 110 kV及以下电网投资比重占电网总投资比重达到 53.2%，随着配网建设改造投资力度的加大，中国配电网网架结构日益稳固，技术装备水平及运行控制水平持续提升，全国用户供电可靠性实现稳步提升。随着能源供给侧改革的加快推进和电力市场化改革的全面实施，供电可靠性管理将面临日趋复杂多变的新情况新问题：新一轮配电网及农村电网升级改造工作带来了大量施工;新的能源生产和消费形式不断涌现;增量配电网示范工程建设全面推进;制造业转型升级对电能质量提出了更高要求等等 [5-14]。本文将对全国供电可靠性的现状进行分析。

1 供电可靠性水平现状

2017 年，全国 31 个省、自治区、直辖市所属的 448 个地市级供电企业参与供电可靠性统计。全国供电系统用户 907.56 万户;其中城市、农村用户构成比为 1∶2.8。全国供电系统用户总容量约为 29.17 亿 kV˙A;其中城市、农村用户容量占比约为 1∶1.2。架空线路绝缘化率为 21.39%;线路电缆化率为 15.65%，其中城市线路电缆化率、架空线路绝缘化率均超过 50%。 2017 年全国供电系统用户及容量构成如图 1 所示。

图 1 2017 年全国供电系统用户及容量构成情况

1.1 2017 年全国供电可靠性指标

2017 年全国平均供电可靠率为 99.814%，同比上升了 0.009 个百分点;用户平均停电时间 16.27 h/户，同比减少了 0.84 h/户;用户平均停电频率3.28 次/户，同比减少了 0.29 次/户。其中，全国城市用户平均停电时间同比减少了 0.18 h/户，平均停电频率同比减少了 0.12 次/户;全国农村用户平均停电时间同比减少了 0.88 h/户，平均停电频率同比减少了 0.32 次/户。城市、农村用户平均停电时间相差 15.33 h/户，平均停电频率相差 2.97 次/户，城乡用户供电可靠性差距较大。

1.2 近五年变化趋势

“十二五” 以来，城市电网的供电服务能力得到稳步提升，城市用户的供电可靠率平稳保持在 99.95% 左右，即用户平均停电时间在 4～5 h/年，用户平均停电频率低于 2 次/年，基本满足了经济社会对电力安全可靠供应的需求。与城市相比，农村地区配网设施基础较差，存在网架薄弱、变电容量不足，设备老旧、损耗大，管理落后等诸多问题，农村用户平均停电时间在 20 h/年左右，平均停电频率超过了 4 次/年。近几年随着农村电网升级改造工作的实施，以及趸售县级供电企业上划工作的开展，农网可靠性也正式移交到专业部门管理，更多的县级供电企业开展了可靠性统计评价工作，农村用户的供电可靠性数据统计范围不断扩大，农村用户数达到 666 万户， 与 2013 年相比增加了近 30%。由于农村用户供电可靠性水平与城市相比差距仍然较大，影响了全国用户供电可靠性水平的整体提升。 2013—2017 年全国供电可靠性指标的变化情况如图 2 和图 3 所示。

图 2 2013—2017 年全国供电可靠率变化情况

图 3 2013—2017 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

全国供电系统分区域 ( 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;西北区域包括：陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆、西藏;南方区域包括：广东、广西、云南、贵州、海南)，体量差距明显，城乡构成差异性较大。从配网线路总长度看，南方区域和华中区域

供电系统线路长度较长，分别占全国的 21.83% 和21.65%;东北区域供电系统线路最短，占全国的7.73%。从等效用户数看，华东区域和华北区域的供电系统等效用户数较多，分别占全国的 24.02%和 23.71%;东北区域和西北区域供电系统等效用户数较少，分别占全国的 7.60% 和 7.73%。从用户总容量看，华东区域供电系统用户总容量最大，占到全国的 29.93%;西北区域和东北区域供电系统用户总容量较小，分别占全国的 5.35% 和 5.73%。

华东区域用户的平均容量最高， 为 400.31 kV˙A/户，西北区域的用户平均容量最小， 为 222.28 kV˙A/户。2017 年各区域供电系统基本情况如图 4 所示。

图 4 2017 年各区域供电系统基本情况

2017 年，东西部供电可靠性差异明显。用户数最多、用户总容量最高的华东区域的供电可靠性平均水平领先其他区域，其城乡用户差距也相对较小;西北区域用户平均停电时间明显高于其他区域，用户平均停电频率也相对较多。 2017 年各区域城市、农村全口径供电系统用户平均停电时间如图 5 所示。

图 5 2017 年各区域城市、农村、全口径供电系统用户平

1.4 地市级供电企业指标分布

2017 年，通过对全国 448 个地市级供电企业的用户平均停电时间指标进行分析，各企业的指标差异较为明显。将地市级供电企业的指标分为4 个梯队，处于第一梯队(即 25%)的用户平均停电时间低于 10.76 h/户，城市用户平均停电时间低于 3.84 h/户，农村用户平均停电时间低于 14.79 h/户。

其中， 6 个供电企业(占 1.34%)所属城市用户的供电可靠率达到了 99.99%; 36 个供电企业(占8.02%)所属农村用户的供电可靠率达到 99.9%，超过 50% 供电企业所属农村用户的停电时间超过20 h/户。 2017 年全国地市级供电企业的用户平均停电时间分布如图 6～8 所示。

图 6 2017 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 2017 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 2017 年全国地市级供电企业用户平均停电时间分布情况(农村)

8.02%)所属农村用户的供电可靠率达到 99.9%，超过 50% 供电企业所属农村用户的停电时间超过20 h/户。 2017 年全国地市级供电企业的用户平均停电时间分布如图 6～8 所示。

2017 年，对地市级供电企业的供电密度进行了分析，供电密度大于 1 000 万 kW˙h/km2 的企业数量有 35 个，主要分布在中国经济发达区域，占全国地市级供电企业数量的 7.81%，而其所属用户容量却占到全国用户总容量的 25.14%，用户平均停电时间为 5.80 h/户，低于全国平均值(16.27h/户) 10.47 h/户。 2017 年地市级供电企业用户平均停电时间按供电密度分布情况如图 9 所示。

图 9 2017 年地市级供电企业用户平均停电时间按供电密度分布情况

2 停电原因分析

2017 年中国用户故障平均停电时间 5.67 h/户，预安排平均停电时间 10.61 h/户，分别占到总停电时间的 34.83%、 65.17%;用户故障平均停电频率1.76 次/户，预安排平均停电频率 1.52 次/户，分别占到总停电频率的 53.65%、 46.35%。

2.1 故障停电原因分析

2017 年故障停电主要责任原因占比如图 10 所示。 2017 年，全国故障停电主要责任原因为自然因素占 30.00%，引起用户故障平均停电时间 1.70h/户，同比减少了 0.84 h/户;设备原因占 21.02%，引起用户故障平均停电时间 1.19 h/户，同比增加了 0.12 h/户，其中设备老化是主要原因;外力因素占 20.85%，引起用户故障平均停电时间为 1.18h/户，同比增加了 0.26 h/户。

图 10 2017 年故障停电主要责任原因占比分布情况

2017年0 kV配网4类主要设施(架空线路、电缆线路、变压器、断路器)中三类设施的故 障率得到有效控制。架空线路故障率 为10.23 次/(100 km˙年)，同比下降 6.75%;变压器故障率为 0.24 次/(100 台˙年)，同比下降 7.69%;断路器故障率为 0.52 次/(100 台˙年)，同比下降 27.73%。

近五年电缆的故障率呈上升趋势， 2017 年电缆故障率达 3.37 次 /(100 km˙年 )，同比上升 0.45 次 /(100 km˙年)，上升幅度更是达到 15.41%。 2013— 2017 年架空线路、电缆线路、变压器和断路器故障率变化情况如图 11 和图 12 所示。

图 11 2013—2017 年架空线路、电缆线路故障率变化情况

图 12 2013—2017 年变压器、断路器故障率变化情况

2.2 重大事件日分析

2016 年，新修订的《供电系统供电可靠性评价规程》(DL/T 836—2016)中引入“重大事件日”，是美国 IEEE Std 1366TM-2003 提出的一个比较重要的概念 [15]。通过定义重大事件日，来分析极端条件对供电可靠性的影响，避免指标的大起大落，更真实地反映电网可靠性水平和管理水平。

2017 年全国及分区域用户平均停电时间受重大事件影响情况如图13所示。 2017 年按重大事件日定义，共剔除故障停电事件 12 971 条，占故障停电总事件数的1.50%。全国供电系统用户平均停电时间受重大事件影响 0.26 h/户，占用户平均停电时间的1 . 6 2 %，占故障平均停电时间 的4.13%。分区域看，南方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，因重大事件剔除的停电时间占总用户平均停电时间的 2.46%。

图 13 2017 年全国及分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

2017 年预安排停电主要责任原因占比分布情况如图 14 所示。 2017 年所有预安排停电事件中，检修停电是最主要因 素 ， 占预安排停电的56.46%，同比提高5.52 个百分点，引起用户的平均停电时间为5.99 h/户，同比增加0.52 h/户;工程停电是第二因素，占预安排停电的41.01%，同比减少 4.09 个百分点，引起用户平均停电时间为4.47 h/户，同比减少 0.37 h/户;用户申请、调电、限电及低压作业引起的停电占预安排停电的2.53%，引起用户平均停电时间为16.51 min/户。

图 14 2017 年预安排停电主要责任原因占比分布情况

3 发展趋势与热点

在中国电力体制改革继续向纵深推进的背景下，供电可靠性管理工作面临着严峻的挑战，需要超前研究规划，创新管理方法，加快关键领域的工作布局，积极回应社会关注，使可靠性管理在能源系统变革发展中发挥更好的支撑作用。

(1)加快电能质量评价研究。随着现代电力负荷对动态电压质量的敏感性的不断提升，电压暂降问题对用户造成的影响已经受到了政府、企业和社会各界的广泛关注 [15-18]。单纯以停电时间来衡量供电可靠性，不能客观真实体现电压暂降对用户及社会造成的影响，因此，亟需加快开展电能质量评价研究工作，尽快提出相应的供电可靠性评价方法。

(2)研究不同类别的用户甄别标准。世界银行发布的《2017 年营商环境报告》对中国部分城市获得电力情况进行了评估，其中工商业用户供电可靠性指标是评价要素之一。工商业用户占用户总数比重相对较小，但其售电量占比相对又较大，且工商业用户的平均电价比农业、居民用户高，由此产生的社会贡献更大。因此如何甄别当前供电可靠性评价中的工商业用户的指标，亟需开展相应的研究，提出相应的甄别标准。

(3)密切关注增量配电网发展。有序向社会资本放开配售电业务是新一轮电力体制改革的一项重点任务，对吸引社会资本投资配电网，鼓励创新与竞争，发挥着重要作用 [19]。伴随增量配电网改革进程的不断加深以及符合条件的市场主体逐步参与配电业务的不断提升，增量配电网供电可靠性管理呈现出管理工作复杂化与扩大化的趋势，如何加强可靠性管理，给用户提供安全、持续、稳定、可靠的电能，成为一项亟需解决的课题。

(4)开展可靠性定价机制研究。借鉴国际经验，在当前行政手段为主的可靠性管理基础上引入必要的市场调节机制，结合增量配电网、微电网和综合能源系统等的建设运营，加快组织开展考虑可靠性因素的定价机制研究，引导社会建立起电力优质优价的概念，帮助用户合理确定可靠性需求，加大对高可靠性用户的投入，提升电网投资的边际效益。

(5)推动供电可靠性管理工作的规范化和精益化发展。目前，中国城镇化发展速度仍然保持了较快增长速度，针对部分城市用户供电可靠性指标已进入高可靠性阶段，如何考虑电网建设的经济性与可靠性的平衡关系，实现可靠性水平的持续提升，需要在管理工作的精益化、规范化水平提出更高的要求。此外，针对农网改造任务持续稳步推进，县域经济发展模式转型升级速度不断加快的形势，需要进一步加强农村电网专业管理水平，借鉴城市用户供电可靠性管理经验，加强农村可靠性管理工作的标准化、规范化、体系化，尽快将农村供电可靠性的数据管理与电网运行管理相结合，真正实现以可靠性指标为龙头带动农村电网整体管理水平提升。

4 结语

中国的供电可靠性已进入关键阶段，部分先进地区供电可靠性指标已接近或达到国际先进水平，但区域差距、城乡差距仍然巨大;新形势，新技术的发展也给供电可靠性带来了新的挑战。本文对当前供电可靠性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，提出了一些建议。

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作者简介：

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宋鹏 (1982—)，男，博士，高级工程师，从事风力发电控制及检测技术研究， 18601121118@163.com;

吴林林 (1986—)，男，硕士，高级工程师，从事新能源发电及并网技术研究， wulin226@163.com;

柳玉 (1985—)，男，博士，高级工程师，从事风电功率预测和机组控制优化研究， ncepuly@126.com;

吴宇辉 (1974—)，男，硕士，高级工程师，从事发电机和新能源技术研究， elctr@163.com;

张扬帆 (1987—)，男，硕士，工程师，从事新能源发电控制性能研究， zhangyangfanhit@163.com。