配電網(wǎng)設(shè)備故障停電風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)評估

張燕

摘要：隨著大型城市電網(wǎng)規(guī)模、負(fù)荷密度的增加，常規(guī)配電網(wǎng)規(guī)劃方式難以適應(yīng)大型城市已 電網(wǎng)建設(shè)，運(yùn)行管理效率，“片區(qū)化-網(wǎng)格化”規(guī)劃的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)城市電網(wǎng)片區(qū)化、模塊化，有利于將 城市配電網(wǎng)持續(xù)發(fā)展，滿足城市不同區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。

關(guān)鍵字：片區(qū)化;網(wǎng)格化;10kV饋線組;

在城市配電電 網(wǎng)發(fā)展建設(shè)過程中，普遍存在變電站供電范圍不夠明確、10kV線路交叉供電、聯(lián)絡(luò)關(guān)系復(fù)雜等問題，隨著城市電網(wǎng)規(guī)模、負(fù)荷密度的增加，這些問題更加突顯，給城市電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)行管理帶來了諸多困擾，不利于電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。本次對城市配電網(wǎng)采用“片區(qū)化-網(wǎng)格化”規(guī)劃方式，實(shí)現(xiàn)城市電網(wǎng)片區(qū)化、模塊化，提高了城市電網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展能力。

1 城市電網(wǎng)“片區(qū)化-網(wǎng)格化”劃分

城市電網(wǎng)片區(qū)化主要根據(jù)城市不同區(qū)域發(fā)展定位、城市路網(wǎng)、現(xiàn)有配電網(wǎng)分布情況，對城市電網(wǎng)片區(qū)化，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)施規(guī)模、數(shù)量、分布等電力因素在地理上的區(qū)塊化，有利于提高電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)行管理水平，實(shí)現(xiàn)與地區(qū)發(fā)展規(guī)劃有效銜接。片區(qū)化宜參考城市控制性規(guī)劃劃分結(jié)果，結(jié)合運(yùn)行管理、現(xiàn)有及規(guī)劃站點(diǎn)合理劃分，并與電網(wǎng)供電分區(qū)對應(yīng)。在片區(qū)化基礎(chǔ)上，對各片區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)格化，網(wǎng)格電網(wǎng)規(guī)模按5-10組獨(dú)立饋線組供電區(qū)域?yàn)橐?，地理區(qū)域劃分應(yīng)依據(jù)市政路網(wǎng)、地形地貌、變電站布點(diǎn)等因素綜合確定。

2 城市電網(wǎng)“片區(qū)化-網(wǎng)格化”規(guī)劃主要任務(wù)

片區(qū)規(guī)劃建設(shè)的主要任務(wù)是明確片區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀年、規(guī)劃年及遠(yuǎn)期年供電電源，合理安排近、遠(yuǎn)期變電站建設(shè)計(jì)劃，規(guī)劃片區(qū)內(nèi)各網(wǎng)格的供電電源，及不同片區(qū)間近遠(yuǎn)期中壓網(wǎng)支援供電的電力廊道。網(wǎng)格規(guī)劃建設(shè)的主要任務(wù)是確定好近遠(yuǎn)期用電需求和10kV饋線組規(guī)模，明確10kV饋線組在網(wǎng)格內(nèi)的供電區(qū)域，為電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)行管理水平的提高奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。

3“片區(qū)化-網(wǎng)格化”規(guī)劃示例

本次研究以某大型城市的A區(qū)（一個(gè)行政區(qū)）的城市電網(wǎng)“片區(qū)化-網(wǎng)格化”規(guī)劃示例。A區(qū)城市電網(wǎng)供電范圍137.38km2，2019年最大負(fù)荷2000MW，現(xiàn)狀共有220kV變電站6座，220kV變電總?cè)萘?720MVA，110kV變電站26座，110kV變電總?cè)萘?782MVA，10kV饋線規(guī)模900回，區(qū)域負(fù)荷密度14.56MW/km2。本次規(guī)劃研究將A區(qū)城市電網(wǎng)劃分為9個(gè)片區(qū)，并依據(jù)各個(gè)片區(qū)電網(wǎng)的特性，分類為3類，即：A-I類、A-II類和A-III類，分別代表已完成城市化建設(shè)的片區(qū)、處于城市化建設(shè)中的片區(qū)、處于城市化（城市化改造）建設(shè)初期的片區(qū)。在片區(qū)劃分基礎(chǔ)上，對9個(gè)片區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格化，將A區(qū)電網(wǎng)劃分為63個(gè)網(wǎng)格。

1）A區(qū)片網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)研究成果，A-I類片區(qū)共計(jì)3個(gè)，現(xiàn)狀負(fù)荷密度在40MW/km2以上，片區(qū)每年負(fù)荷發(fā)展比較穩(wěn)定（維持在-1%至3%之間），負(fù)荷發(fā)展不存在突增。對于這類片區(qū)，電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)以消除現(xiàn)有電網(wǎng)存在問題為主，包括：變電站和供電線路不滿足“N-1”、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、管廊資源緊缺等問題。

由于A-I類片區(qū)主要位于城市中心，片區(qū)內(nèi)包含大量的高可靠性用戶，需考慮片區(qū)供電可靠性的建設(shè)。因此，片區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)還需考慮堅(jiān)強(qiáng)可靠網(wǎng)架的構(gòu)建，自動(dòng)化、智能化、信息化在片區(qū)內(nèi)大規(guī)模的應(yīng)用。

A-II類片區(qū)共計(jì)3個(gè)，現(xiàn)狀負(fù)荷總量150MW以上，負(fù)荷密度在15MW/km2以上，片區(qū)內(nèi)仍有一定規(guī)模的可開發(fā)建設(shè)地塊，片區(qū)用電現(xiàn)狀需量大，未來仍有很大的增長空間。電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)既要解決現(xiàn)有電網(wǎng)供電問題，也要滿足片區(qū)內(nèi)未來新增用戶供電需求，需統(tǒng)籌考慮近遠(yuǎn)期規(guī)劃，做到解決當(dāng)下問題與滿足未來用電相結(jié)合，提前做好電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，以適應(yīng)負(fù)荷突增對現(xiàn)有電網(wǎng)帶來的沖擊。

根據(jù)遠(yuǎn)期發(fā)展定位和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，明確片區(qū)電網(wǎng)自動(dòng)化、智能化、信息化建設(shè)需求和建設(shè)規(guī)模，提前協(xié)調(diào)好一、二次建設(shè)，提前做好通信方式選取及通道預(yù)留。

A-III類片區(qū)共計(jì)3個(gè)，現(xiàn)狀負(fù)荷總量不大，負(fù)荷密度在10MW/km2以下，未來用電需求巨大。片區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)以滿足新增用電接入為主，需做好與城市規(guī)劃建設(shè)的銜接，與城市開發(fā)建設(shè)同步推進(jìn)電力設(shè)施建設(shè)，做好電力設(shè)施用地和電力管廊提前預(yù)控。根據(jù)片區(qū)發(fā)展定位，同步建設(shè)自動(dòng)化、智能化、信息化，配套建設(shè)通信網(wǎng)。

通過片區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃研究，A區(qū)各個(gè)片網(wǎng)可根據(jù)的遠(yuǎn)期用電規(guī)模，明確各片區(qū)的電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模和建設(shè)計(jì)劃，確定片網(wǎng)間支援供電的電力通道（因片網(wǎng)間電源布點(diǎn)不均造成片網(wǎng)供電能力的差異，需變電容量盈余的片網(wǎng)向變電容量缺額的片網(wǎng)送電），為片網(wǎng)的持續(xù)可靠供電奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)各片區(qū)的發(fā)展定位，有針對性的提高片區(qū)電網(wǎng)的建設(shè)重點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)的差異化。

2）網(wǎng)格化及網(wǎng)格規(guī)劃建設(shè)研究成果，A-I類3個(gè)片區(qū)劃分為21個(gè)網(wǎng)格，并測算每個(gè)網(wǎng)格的近期、遠(yuǎn)期負(fù)荷，確定近期和遠(yuǎn)期網(wǎng)架規(guī)模。其中，電網(wǎng)近期建設(shè)以解決現(xiàn)狀問題，消除跨片區(qū)供電、多網(wǎng)格串供的線路為主，明確單個(gè)網(wǎng)格的饋線和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。遠(yuǎn)期明確目標(biāo)網(wǎng)架接線，預(yù)留供電電源資源及電力廊道。在此基礎(chǔ)上，同步建設(shè)自動(dòng)化、智能化、信息化，提升電網(wǎng)裝備技術(shù)水平和供電可靠性。

A-II類3個(gè)片區(qū)劃分為20個(gè)網(wǎng)格，明確每一個(gè)網(wǎng)格近、遠(yuǎn)期的用電需求和電網(wǎng)規(guī)模。其中，近期有序消除跨片區(qū)供電、多個(gè)網(wǎng)格串供的線路，輻射供電大分支線路等。遠(yuǎn)期需做好每個(gè)網(wǎng)格電網(wǎng)資源的調(diào)配（含近遠(yuǎn)期主供電源調(diào)配），解決未來負(fù)荷增長供電，確保網(wǎng)格的主供電源具備接載能力和可用的饋線資源，做好的調(diào)配 。對重要節(jié)點(diǎn)配套建設(shè)自動(dòng)化、智能化、信息化，提升電網(wǎng)裝備技術(shù)水平和供電可靠性。

A-III類3個(gè)片區(qū)劃分為22個(gè)網(wǎng)格，近期滿足每個(gè)網(wǎng)格新增用電需求，按典型接線構(gòu)建每一個(gè)網(wǎng)格的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，考慮好網(wǎng)格近期引接電源與遠(yuǎn)期引接電源的切換，設(shè)置好電源切換點(diǎn)，預(yù)留必要的電力通道。根據(jù)片區(qū)發(fā)展定位，同步配套自動(dòng)化、智能化、信息化建設(shè)，提升電網(wǎng)裝備技術(shù)水平和供電可靠性。

通過網(wǎng)格規(guī)劃研究，優(yōu)化網(wǎng)格的10kV饋線結(jié)構(gòu)，以饋線組為單位，明確其在網(wǎng)格內(nèi)的供電范圍，在網(wǎng)格負(fù)荷突增時(shí)，可大幅度縮小電網(wǎng)重構(gòu)的范圍，利于電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)行監(jiān)控。如：某A-II類網(wǎng)格現(xiàn)狀包含12回饋線（部分線路串供多個(gè)網(wǎng)格），對網(wǎng)格10kV網(wǎng)架重構(gòu)后，僅需8回線路就可滿足該區(qū)域供電需要。

3結(jié)束語

大型城市配電網(wǎng)“片區(qū)化-網(wǎng)格化”規(guī)劃解決了城市電網(wǎng)變電站供電范圍不明確，10kV線路交叉供電、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題，有利于做好近遠(yuǎn)期電網(wǎng)建設(shè)的銜接、一二次電網(wǎng)建設(shè)的銜接，有利于電網(wǎng)建設(shè)的針對性，對提高電網(wǎng)企業(yè)在電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)、資源配置、運(yùn)營維護(hù)等方面效率具有非常重要的作用，有利于提升電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性。因此，“片區(qū)化-網(wǎng)格化”規(guī)劃在城市配電網(wǎng)規(guī)劃方面具有非常實(shí)用 推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]梁錦照，夏清，王德興，快速發(fā)展城市的組團(tuán)式電網(wǎng)規(guī)劃新思路，電網(wǎng)技術(shù)，2009年，（17）.

[2]吳兵.供配電系統(tǒng)中的注意事項(xiàng)及其解決方案[J].廣東科技，2012 .