中壓配電系統(tǒng)供電模型的評價體系

呼翔宇 李博

摘要：中壓配電網的接線由一系列中壓饋線單元連接著配電變壓器構成，是由點、線、面組成的有機整體，供電模型可以直觀反映變電站、中壓饋線、配電變壓器的連接方式，對配電網供電方式的理論分析與實際構建等工作均有重要指導意義?；诖耍疚木椭袎号潆娤到y(tǒng)供電模型的評價體系進行分析與研究。

關鍵詞：中壓；配電系統(tǒng)；供電模型

中圖分類號：U665文獻標識碼： A

引言

改革開放以來，隨著經濟建設的飛速發(fā)展以及城市居民生活水平的不斷提高，城市用電水平以空前的速度增長，越來越明顯地暴露出我國現有大中城市供配電網絡已不適應經濟發(fā)展和城市現代化建設的需要。不少工程技術專家就提出了對城市電網進行技術改造和提高一次配電電壓的建議，基于此，本文就中壓配電系統(tǒng)供電模型的評價體系進行分析與研究，促進其快速的發(fā)展。

一、供電模型的設計原則

（一）線路路徑盡量包絡負荷點

線路路徑選擇上覆蓋主要負荷點，不僅供電距離縮短，減少線路長度和迂回供電，還便于線路分段和聯(lián)絡點的合理布置，實現大多數負荷點靈活轉電的運行方式，供電可靠性高。實際設計中，典型供電模型的供電范圍有可能呈橢圓形或扇形，線路路徑也會有點彎曲，允許一定偏差和變形。

（二）互聯(lián)互補運行方式靈活

分段和聯(lián)絡開關位置的選定優(yōu)先考慮兩回線路的負荷均衡分配，其次考慮線路的供電距離，通過比較得出最佳方案。每條主干線應設置分段開關，宜分為3～4段，每段負荷控制在1000kW左右或配電變壓器數5～7個。

加強站間互聯(lián)互補。既要注重配電網供電分區(qū)、結構分層原則，又要注重中壓主干網架的優(yōu)化原則。變電站、中壓饋線的供電范圍分界要清晰，在結構上區(qū)分主干層、分支層和終端層，注重各變電站之間聯(lián)絡網架的建設，站間聯(lián)絡線越多越好，為變電站全停提供強有力的轉電支援，具有一定容量裕度，不僅滿足“N-1供電準則”，有效加強各變電站之間的聯(lián)絡，而且全面提高變電站全停時配電網的轉供電能力。

終端負荷的備用電源、線路的聯(lián)絡電源應優(yōu)先采用不同變電站、不同母線段、不同路徑方式，減少同一停電事件受累全停的影響。距已建變電站較遠、范圍較大且暫不具備新建變電站的供電區(qū)，作為過渡，應布置兩回及以上線路供電，避免一條線供一大片的“連片”供電不良現象。

（三）總體布局分步實施

供電方式設計要瞄準目標網架，選用典型供電模型，根據負荷水平、變電站資源情況進行遠近結合、靈活過渡轉換，合理優(yōu)化網架結構，實現投入產出最大化。根據變電站資源和供電負荷點，規(guī)劃設計中壓饋線單元組，確定不同方位的線路回路數及走廊。規(guī)劃的線路隨著負荷發(fā)展而不斷增加，逐步過渡至目標網架。應避免架空線路走廊封閉形成“死角”，防止今后增加饋線時交叉跨越而需要切改調整。

1. 點負荷供電方式的切改：點負荷的供電方式可以一次性建設，也可根據其發(fā)展過程對供電可靠性的要求由T型向Y型、雙T型、雙Y雙T型的典型供電模式逐步切改完善。

2. 中壓饋線供電方式的切改：當饋線資源充足時應減少聯(lián)絡點，降低饋線負載率，負荷增加、短期饋線資源不足時需要增加聯(lián)絡點。架空三分段三聯(lián)絡與手拉手環(huán)網的相互轉換，電纜手拉手環(huán)網與兩供一備的相互轉換，開閉所環(huán)網、兩供一備、兩進線的相互轉換，都可因地制宜、靈活切改調整，滿足“N-1供電準則”，也降低了建設成本。

3. 隨著負荷增長，變電站逐步增加，必然是由點狀逐步發(fā)展成線狀、多邊形狀電源，中壓配電網的供電方式也應適應不同發(fā)展階段的典型供電模型，適時調整變電站供電分區(qū)，誕生新的站間聯(lián)絡線。

二、供電模型構建

（一）供電架構類型

供電模型的信息包含了供電架構的信息，供電架構只是供電模型的雛形。因此，構建供電模型之前，需要首先完成供電架構構建。

中壓配電系統(tǒng)供電系統(tǒng)架構主要受供電負荷特性和區(qū)域地域特性的影響。一般來說，對于地形狹小或負荷密度較小的地區(qū)，中壓配電系統(tǒng)供電架構將比較簡潔；對于地形寬闊且負荷密度較大的地區(qū)，中壓配電系統(tǒng)供電架構將更加復雜。中壓配電系統(tǒng)供電架構的主要特點、類型及其與地域特性和負荷特性的關系如表1所示。

表1供電架構類型及其與地形、負荷密度間的關系

由表1可知，點狀中壓配電系統(tǒng)供電架構中無互聯(lián)變電站，帶狀中壓配電系統(tǒng)供電架構中互聯(lián)變電站座數為2座，塊狀中壓配電系統(tǒng)供電架構中的互聯(lián)變電站座數一般≥ 3座。

一般來說，變電站互聯(lián)座數越多，在發(fā)生某一主變退運時為其提供轉供支持的主變也就越多，從而使得主變乃至整個中壓配電系統(tǒng)供電能力提升越高。但是，隨著變電站互聯(lián)座數的提升，中壓配電系統(tǒng)供電能力提升的幅度將逐漸降低。通過理論分析可知，變電站互聯(lián)規(guī)模達到4座后，中壓配電系統(tǒng)供電能力的提升將不甚明顯。因此，塊狀中壓配電系統(tǒng)供電架構中互聯(lián)變電站座數為3座或4座。

（二）接線模式類型

一般城市的網絡由架空線和電纜線混合組成。在研究特定供電區(qū)域內10 kV配網的網絡結構時，可將架空線路和電纜線路分開研究，這樣也不失一般性?？紤]到實際可行性，本文僅針對各種具有代表性的典型架空和電纜接線模式進行研究，如圖1和2所示。

圖1典型中壓架空網接線模式

圖2典型中壓電纜網接線模式

根據各類中壓配電系統(tǒng)供電接線模式的特點及聯(lián)絡關系，可將接線中壓配電系統(tǒng)供電模式分類為輻射、單聯(lián)絡、兩聯(lián)絡和三聯(lián)絡。具體情況如表2所示。

表2接線模式分類及特點

單輻射接線無法轉帶負荷，故中壓配電系統(tǒng)供電模型中不考慮采用這種接線模式。此外，每一種中壓配電系統(tǒng)供電接線模式均有不同的特點和適用范圍，實際上由于地域特點的不同，配電網也很少只采用一種中壓配電系統(tǒng)供電接線模式，而是采用多種中壓配電系統(tǒng)供電接線模式的組合。因此在中壓配電系統(tǒng)供電模型的構建過程中，也應適當考慮采用多種中壓配電系統(tǒng)供電接線模式的組合方案。

（三）供電模型構建結果

結合中壓配電系統(tǒng)供電架構及互聯(lián)變電站座數的信息，可將中壓配電系統(tǒng)供電模型初步分為點狀供電模型、鏈式中壓配電系統(tǒng)供電模型、三角形中壓配電系統(tǒng)供電模型和四邊形供電模型等四類。繼而計及中壓配電系統(tǒng)供電的不同接線模式，構建出具體的中壓配電系統(tǒng)供電模型如表3所示。

表3供電模型構建結果

需要說明的是，表3中中壓配電系統(tǒng)供電模型并非單純采用一種中壓配電系統(tǒng)供電接線模式，而表中所述的則是該中壓配電系統(tǒng)供電模型主要采用的接線模型。三角形三聯(lián)絡中壓配電系統(tǒng)供電模型的中壓線路即主要采用多分段三聯(lián)絡中壓配電系統(tǒng)供電接線模式，同時中壓配電系統(tǒng)供電模型輔以多分段兩聯(lián)絡和單聯(lián)絡線路。此外，由于點狀中壓配電系統(tǒng)供電模型與帶狀中壓配電系統(tǒng)供電模型一般適用于負荷密度相對較低的區(qū)域，而多分段三聯(lián)絡中壓配電系統(tǒng)供電接線模式更適用于高負荷密度區(qū)域，因此，這兩類中壓配電系統(tǒng)供電模型不采用多分段三聯(lián)絡接線。

結束語

中壓配電網不僅要有網的理念，而且是饋線單元和負荷點的有機整體，典型供電模型以建設堅強、可靠、靈活的現代配電網為發(fā)展方向，結構簡單合理、層次清晰、運行靈活可靠、安全經濟。典型供電模型影響著供電可靠性和運行效益，應用典型供電模型這種理念來規(guī)劃建設中壓配電網，必將進一步提高供電可靠性和投入產出。中壓配電網目標網架的建設不可能一步到位，負荷水平的發(fā)展是動態(tài)的過程，典型供電模型既能指導配電網的規(guī)劃與設計，又能切實有效改善網架結構，具有可持續(xù)發(fā)展的空間和不同階段的靈活切改轉換，實現“遠近結合、分步實施”的總體要求。

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