10kV配電網(wǎng)綜合評價與目標網(wǎng)架規(guī)劃

摘要：我國電力體制改革不斷深化，電網(wǎng)建設與發(fā)展不斷深入，電網(wǎng)規(guī)模日益擴大。文章首先闡述了我國配電網(wǎng)綜合評價的研究現(xiàn)狀，進而分析了分區(qū)供電規(guī)劃思想的目的和意義，并在此基礎上依托工程實例10kV配電網(wǎng)綜合評價與目標網(wǎng)架規(guī)劃進行研究，期望通過文章的研究能夠對提高配電網(wǎng)的供電可靠性和供電質量有所幫助。

關鍵詞：10kV配電網(wǎng)；綜合評價；網(wǎng)架規(guī)劃；電網(wǎng)規(guī)模；供電質量

中圖分類號：TM712 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）31-0102-02

近年來，隨著我國電力體制改革的不斷深化，進一步推動了電網(wǎng)的建設與發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模日益擴大。與此同時，人們對供電可靠性和供電質量也提出了更高的要求。10kV配電網(wǎng)是整個電網(wǎng)中較為重要的組成部分之一，其肩負著電能傳輸?shù)闹匾姑?，若是配電網(wǎng)規(guī)劃不合理，不但會影響正常供電，而且還會增大建設成本。為此，必須在綜合評價的基礎上，對10kV配電網(wǎng)進行合理規(guī)劃?；诖它c，本文以廣東省東莞市清溪鎮(zhèn)的配電網(wǎng)為依托，對其目標網(wǎng)架的優(yōu)化規(guī)劃展開探討。

1 我國配電網(wǎng)綜合評價的研究現(xiàn)狀

在配電網(wǎng)評估的過程中，評價指標的構建是關鍵環(huán)節(jié)，是評價工作開展的前提和基礎，指標的合理與否直接關系到評價結果的可信度。現(xiàn)階段，國內對配電網(wǎng)進行評價時，多數(shù)都是采用如下做法：即以配電網(wǎng)的供電可靠性、安全性、經(jīng)濟性以及供電質量等指標為出發(fā)點，并從不同的側面及程度上對配網(wǎng)的技術水平進行綜合評價。為了進一步提高評價結果的準確性，業(yè)內的一些專家學者加大了對配電網(wǎng)評價的研究力度，有的專家針對配電網(wǎng)的運行現(xiàn)狀，從多個角度作為出發(fā)點，如技術合理性、安全性等，建立了全方面的評價指標體系，并通過實例提出了有效的評估方法，為電網(wǎng)規(guī)劃方案評判決策問題的解決提供了可靠途徑。在我國經(jīng)濟高速發(fā)展的推動下，使得國內電網(wǎng)的管理水平逐年提升，與評價有關的指標也隨之日漸豐富，除了原本的一些硬指標以外，還增加了很多軟指標，其中比較典型的有配網(wǎng)的服務性等。

2 分區(qū)供電規(guī)劃思想的目的及重要意義

現(xiàn)階段，國內大部分常規(guī)配電網(wǎng)的建設模式都是以變電站分布位置以及路網(wǎng)的實際走向為依據(jù)進行規(guī)劃，一般只有變電站供電分區(qū)的概念，但卻并沒有10kV線路供電系統(tǒng)的分區(qū)概念，由此導致了以下問題：（1）由于線路相對較多且存在交叉供電的情況，致使線路巡檢、管理等工作比較麻煩，一旦發(fā)生故障停電時，無法及時準確地判斷出具體的故障線路，從而延誤了搶修時間。因線路設備的分布較為復雜，對轉供電和施工搶修的操作效率造成了一定程度的影響，極容易發(fā)生誤操作的情況；（2）線路負荷隨意接入，供電范圍不確定，無法進行優(yōu)化規(guī)劃，容易引起線路輕載或過載。

為了避免上述問題的發(fā)生，可以采取中區(qū)供電的配網(wǎng)規(guī)劃思路，其優(yōu)越性具體體現(xiàn)在如下三個方面：（1）有利于配網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃。因為固定地理小分區(qū)的劃分，使得配電網(wǎng)由常規(guī)的面考慮，轉變?yōu)橐阅硞€中區(qū)作為分析對象。通常情況下，地理范圍相對固定的中區(qū)，其總體面積也是固定的，故此可以預測出用戶數(shù)量和具體用電負荷以及固定可選的線路走廊位置，這為整個配電系統(tǒng)的優(yōu)化規(guī)劃提供了充足的可控要素；（2）有助于防止重復建設。中區(qū)的劃分，使得用戶系統(tǒng)的接入變得更加清晰明了，只要網(wǎng)架結構成型，即便變電站的布置點位有所增加，也只需要對中區(qū)線路首端電源的部分線路進行改變，這樣一來，避免了線路重復建設的情況，節(jié)省了大量的投資；（3）有利于提高轉供電的可靠性。由于中區(qū)的劃分及跨區(qū)供電的限制，使得從10kV線路系統(tǒng)結構與設備地理位置分布上，能夠形成相對比較簡單且可靠的網(wǎng)架結構，這樣不但可以使線路的巡視檢查變得更加方便，故障線路判斷更加簡單，而且轉供電操作的安全性與可靠性也隨之獲得顯著提升。

3 10kV配電網(wǎng)綜合評價與目標網(wǎng)架規(guī)劃研究

為了便于研究，本文以廣東省東莞市清溪鎮(zhèn)的配電網(wǎng)為例，對目標網(wǎng)架的規(guī)劃進行論述。

3.1 配電網(wǎng)的具體情況分析

3.1.1 中壓設備。清溪鎮(zhèn)共有10kV線路164條，這些線路全部為公用線路，總長度約為753.05km，線路上的配電變壓器總容量約為115.11萬kVA。該鎮(zhèn)的主干線路平均長度約為2.63km，線路的電纜化程度相對較高，共有三回線路的主干長度大于6km，這與當?shù)仉娋W(wǎng)規(guī)劃的技術原則要求不符，同時，還有13回線路的配電變壓器容量大于1.2萬kVA，也不符合技術原則要求。

3.1.2 網(wǎng)架結構。對于整個電網(wǎng)而言，中壓配網(wǎng)的結構是影響其供電可靠性及供電質量較為關鍵的因素之一，換言之，中壓配網(wǎng)結構是否合理直接關系到電網(wǎng)的長期發(fā)展。在規(guī)劃區(qū)域內的現(xiàn)狀10kV配網(wǎng)當中，93回線路在結構上形成了環(huán)網(wǎng)，但是仍然有71回線路為無互供備用能力的單敷設線路。由此不難看出，規(guī)劃區(qū)域內的網(wǎng)架整體結構仍然比較薄弱，這會在一定程度上影響到配網(wǎng)的供電可靠性，并且也無法很好地對上級電網(wǎng)予以支持。所以對網(wǎng)架進行優(yōu)化規(guī)劃顯得尤為重要。

3.2 規(guī)劃思路及區(qū)域劃分原則

3.2.1 規(guī)劃思路。（1）在規(guī)劃中壓網(wǎng)架時，要將中區(qū)作為基本規(guī)劃單位，同時還要將中區(qū)作為變電站供電范圍調整的最小單位。（2）根據(jù)負荷情況的不同，對中區(qū)內的網(wǎng)架使用不同的接線模式，為避免投資浪費，在接線時要以目標網(wǎng)架為依據(jù)。（3）劃分完供電中區(qū)之后，根據(jù)地塊空間負荷對供電中區(qū)的負荷量進行測定，在滿足供電可靠性的前提下，選擇供電中區(qū)內的接線模式，并結合當前線路走向和區(qū)內地理信息，制定各個供電中區(qū)的線路走向規(guī)劃方案。（4）針對每個供電中區(qū)，制定三種不同的規(guī)劃方案：在2～3年內的中區(qū)負荷水平下的網(wǎng)架方案；提出遠期配電網(wǎng)改造下的目標網(wǎng)架方案；提出由近期向遠期過渡的網(wǎng)架發(fā)展方案。中區(qū)供電的中壓網(wǎng)架規(guī)劃思路能夠科學制定配網(wǎng)建設方案，有效解決線路供電區(qū)重疊問題，提高供電管理效率，為遠期配電網(wǎng)規(guī)劃奠定基礎。

3.2.2 劃分原則。在對供電中區(qū)進行劃分時，應當遵循以下兩點原則：（1）供電中區(qū)應當在變電站供電范圍劃分的基礎上進一步細化分界區(qū)域；（2）應當以控制每個中區(qū)遠期飽和負荷1～2萬kW進行控制，并以河流、路網(wǎng)、山脈等比較清晰的邊界作為區(qū)域劃分依據(jù)，若是其中存在關聯(lián)較為密切的區(qū)域，則可適當放寬劃分標準。

3.3 目標網(wǎng)架接線模式

3.3.1 接線方式。選擇N供1備的環(huán)網(wǎng)接線模式構建中區(qū)目標網(wǎng)架；選擇2-1單環(huán)網(wǎng)或開關站的接線模式構建中區(qū)過渡網(wǎng)架，這種接線方式具備擴展性強、方便靈活的優(yōu)勢。

3.3.2 目標網(wǎng)架過渡。規(guī)劃中區(qū)內每個供電節(jié)點均有其各自的供電范圍，網(wǎng)架建設時按照規(guī)劃預留節(jié)點位置進行建設，主干節(jié)點建設可按照用戶實際情況進行建設，使得中區(qū)內線路和主干節(jié)點建設均以遠期網(wǎng)架建設為目標。

3.3.3 網(wǎng)絡結線模式。對于遠期網(wǎng)架為1組“3供1備”線路供電的中區(qū)，可采取如下結線模式：實施N供1備網(wǎng)結線模式時，可先形成2-1單環(huán)網(wǎng)，并在適當?shù)狞c位處預留出網(wǎng)絡間隔；若是2-1單環(huán)網(wǎng)的備用容量無法滿足使用要求時，則應當建設備用線路，借此來形成2供1備的主備饋線組模式網(wǎng)絡，從而滿足實際供電要求；當區(qū)域內的負荷不斷增長時，可以從聯(lián)絡環(huán)網(wǎng)點接出一回線路掛接新增負荷，電源則可暫時從備用線獲得，由此形成3-1的環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)；當新的線路負荷達到一定水平時，可以直接接入到變電站當中，以此來形成3供1備的環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)。而針對遠期采用多組“N供1備”線路供電的中區(qū)，則可采用如下結線模式：參考遠期規(guī)劃“N供1備”網(wǎng)架的聯(lián)絡點，選擇較為接近主要負荷區(qū)的聯(lián)絡點位置建設開關站；從現(xiàn)有變電站出1～2回線路為該開關站提供電源；待變電站布點增加后，即可按照新變電站的遠期規(guī)劃來建設新的線路，使其連接至原有環(huán)網(wǎng)出線的末端成為主供線路；原有開關站及主干節(jié)點轉換用途，作為“N供1備”接線的聯(lián)絡點，原變電站至開關站的線路應進行切改，從而將原有網(wǎng)架結構調整為遠期網(wǎng)架。

3.4 設備選型

在目標網(wǎng)架的優(yōu)化規(guī)劃過程中，設備選型較為重要，除了要遵循穩(wěn)定可靠的原則之外，還要充分考慮所選設備的經(jīng)濟性。經(jīng)過技術經(jīng)濟性比選之后，主干線的電纜全部選用截面積為300mm2的3芯電纜；分支線與配電變壓器接入線則選用截面積為120mm2的3芯電纜；架空主干線與分支線分別選用截面積為240mm2和95mm2的架空絕緣導線；環(huán)網(wǎng)開關柜選用全絕緣、全密封、免維護的三工位負荷開關柜（帶有自動化擴展功能）；柱上開關為帶有饋線自動化功能的SF6真空斷路器。

4 結語

總而言之，10kV配電網(wǎng)的綜合評價與目標網(wǎng)架規(guī)劃是一項較為復雜且系統(tǒng)的工作，由于配電網(wǎng)評價與規(guī)劃過程中涉及的內容相對較多，若是某個環(huán)節(jié)或細節(jié)出現(xiàn)問題都會對評價結果和規(guī)劃效果造成影響，為此，除了要正確選擇評價指標和評價方法之外，還應當以合理可行的思路進行網(wǎng)架規(guī)劃。只有這樣，才能使配電網(wǎng)的作用得以最大程度地發(fā)揮，從而進一步提高供電質量。

參考文獻

[1] 萬衛(wèi)，王淳，程虹，趙彥.電網(wǎng)評價指標體系的初步框架[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2012，（8）.

[2] 肖俊，王成山，周敏.基于區(qū)間層次分析法的城市電網(wǎng)規(guī)劃綜合評判決策[J].中國電機工程學報，2011，（12）.

[3] 于德龍.高壓網(wǎng)規(guī)劃與中低壓網(wǎng)規(guī)劃結合的負荷預測方法和網(wǎng)架優(yōu)化研究[D].華南理工大學，2011.

作者簡介：曾應璋（1979-），男，廣東東莞人，廣東電網(wǎng)有限責任公司東莞清溪供電分局電氣工程師，工程碩士，研究方向：供電。