淮安地區(qū)高壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃研究

陳恩澤，黃建波，葉雪峰，劉　剛

（國網(wǎng)淮安供電公司，江蘇淮安223001）

淮安地區(qū)高壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃研究

陳恩澤，黃建波，葉雪峰，劉剛

（國網(wǎng)淮安供電公司，江蘇淮安223001）

合理的網(wǎng)架規(guī)劃對于城市配電網(wǎng)建設(shè)具有重要意義。文中首先對現(xiàn)有的接線模式進(jìn)行分析比較，從可靠性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性3個角度進(jìn)行研究?？煽啃匝芯侩娫辞闆r、線路故障影響及操作靈活性，經(jīng)濟(jì)性研究建設(shè)經(jīng)濟(jì)性、運行經(jīng)濟(jì)性及單位負(fù)荷年費用，適應(yīng)性研究組網(wǎng)靈活性和資源占用情況。通過分析比較得出各種接線模式的優(yōu)劣和適用范圍，并對淮安地區(qū)高壓配電網(wǎng)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，指出其存在的問題，結(jié)合典型接線模式的分析結(jié)果，提出淮安地區(qū)高壓配網(wǎng)的目標(biāo)網(wǎng)架將由過渡網(wǎng)架演變?yōu)橥瑮U架異路由雙電源輻射式接線。

高壓配電網(wǎng)；網(wǎng)架規(guī)劃；接線模式

電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是城市電網(wǎng)規(guī)劃［1-5］與改造工作中的一個重點。接線模式［6，7］是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的基本反映，它不僅牽涉到電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，而且對于整個電力工業(yè)發(fā)展具有重要意義。高壓配電網(wǎng)是指電壓等級在35 kV及以上的配電網(wǎng)，對于地市公司而言就是35 kV和110 kV 2個電壓等級?；窗彩懈邏号潆娋W(wǎng)具有多種接線模式，隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和大規(guī)模的城市建設(shè)，電力需求將大幅增長，配網(wǎng)的建設(shè)也將隨之快速發(fā)展，規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)將解決淮安地區(qū)配電網(wǎng)的運行管理及設(shè)備管理困難、線路負(fù)荷分配不合理、通道走廊解決困難等一系列問題。在不同負(fù)荷密度、負(fù)荷分布、電源點分布等情況下，基于可靠性、經(jīng)濟(jì)性等科學(xué)系統(tǒng)的定量計算，對高壓配電網(wǎng)的各種典型接線模式進(jìn)行分析比較，并結(jié)合淮安市具體情況進(jìn)行選優(yōu)分析，在此基礎(chǔ)上提出高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等方面的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化建議，從而為淮安市配電網(wǎng)的建設(shè)提供科學(xué)、合理、可靠的依據(jù)。

1　高壓配電網(wǎng)典型接線模式理論研究

根據(jù)國家電網(wǎng)公司 《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》，將高壓配電網(wǎng)絡(luò)的基本供電接線模式分為輻射接線、T型接線、鏈?zhǔn)浇泳€、T鏈（∏T）混合接線、T輻射混合接線5種典型接線模式。比較接線模式需要考慮諸多因素［8-11］，如可靠性、經(jīng)濟(jì)性可以用定量結(jié)果對比，而適應(yīng)性則不完全能夠通過定量對比，需要定性來分析。為了充分對比所選擇的接線模式，選擇合理的對比方法，需要進(jìn)行如下工作：（1）盡可能將可比因素找出；（2）將可比因素進(jìn)行歸類，分為定性對比因素和定量對比因素；（3）研究各因素的對比方法；（4）給出各因素對比后的普遍性結(jié)論。最終確定進(jìn)行高壓配網(wǎng)典型接線模式優(yōu)劣性的判斷條件。分析過程如圖1所示。

圖1　高壓配網(wǎng)典型接線模式對比分析過程

1.1可靠性分析

可靠性主要進(jìn)行定性分析，分別從電源情況、線路故障影響和操作靈活性3方面進(jìn)行比較。定性分析主要包括3部分：

（1）電源情況分別以單側(cè)電源和雙側(cè)電源來進(jìn)行區(qū)分；

（2）線路故障影響主要根據(jù)單回或者雙回線路發(fā)生故障時是否會造成主變停電來進(jìn)行比較；

（3）操作靈活性通過倒負(fù)荷需要操作的斷路器數(shù)來進(jìn)行比較。

通過比較分析，得出各種典型接線模式的可靠性分析結(jié)果，如表1所示。

1.2經(jīng)濟(jì)性分析

將變電站和高壓線路的綜合投資、中壓線路的投資按等年值法折算到年值，再加上運行費用，計算得出單位負(fù)荷年費用，然后比較不同接線模式的投資大小。

上述分析雖然考慮的是理想情況，但是由于配電系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析一般都具有統(tǒng)計性規(guī)律，因而由此得到的結(jié)論同樣適用于實際配電系統(tǒng)。在變電站（220 kV變電站、高壓配電變電站）容量一定的情況下，確定不同負(fù)荷密度下高壓配電變電站的供電區(qū)域，在這一區(qū)域內(nèi)，針對高壓配電網(wǎng)不同接線模式模型考慮其電源進(jìn)線，對不同的接線模式進(jìn)行比較?？紤]到對于一定的區(qū)域，不同接線模式有單側(cè)電源和雙側(cè)電源的區(qū)別，為了在相同條件下對不同接線模式進(jìn)行比較，計算中不再考慮220 kV變電站和線路的投資，對高壓配電變電站及以下部分電網(wǎng)進(jìn)行綜合考慮，確定不同負(fù)荷密度下最優(yōu)的接線模式，從而確定典型接線模式比較的定量判斷條件，具體過程如圖2所示。

表1　各種典型接線模式可靠性分析結(jié)果

圖2　110 kV電壓等級建設(shè)條件研究的經(jīng)濟(jì)性分析方法

通過對不同接線模式高壓配電網(wǎng)的網(wǎng)架經(jīng)濟(jì)性的3種指標(biāo)（建設(shè)費用、運行費用、單位負(fù)荷年費用）分別進(jìn)行計算分析，可以得到以下結(jié)論：

（1）相同變電站容量時，各種接線模式的建設(shè)費用、運行費用、單位負(fù)荷年費用都隨負(fù)荷密度的增大而減少，差距都隨負(fù)荷密度的增大而減小。

（2）相同負(fù)荷密度時，變電站容量增加，不同接線模式的建設(shè)費用、運行費用及單位負(fù)荷年費用且隨之增大。

（3）相同負(fù)荷密度下，架空線路和電纜線路各種接線模式的建設(shè)費用、運行費用、單位負(fù)荷年費用由高到低的順序都為：T鏈混合接線＞雙電源T接＞T輻射混合接線＞單電源T接＞雙電源輻射＞雙側(cè)電源單鏈接線＞單環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)＞單電源輻射。

（4）電纜線路的建設(shè)費用、運行費用、單位負(fù)荷年費用比架空線路高。

（5）同接線模式下的線變組費用最低，外橋、內(nèi)橋接線其次，單母分段最高。

（6）由于單位造價差距較大，電纜線路的經(jīng)濟(jì)性不如架空線路。

1.3適應(yīng)性分析

（1）組網(wǎng)靈活性。組網(wǎng)靈活性及電網(wǎng)過渡性，根據(jù)不同接線模式為適應(yīng)負(fù)荷水平而發(fā)展成另一種接線模式的難易程度進(jìn)行比較。

（2）資源占用。對不同接線模式考慮資源因素，通過不同接線模式對土地資源的占用情況來比較其優(yōu)劣性，包括變電站占地和通道走廊利用情況。

通過比較，得出典型接線模式的適應(yīng)性分析結(jié)果，如表2所示。

2　淮安市高壓配電網(wǎng)分析研究

淮安高壓配電網(wǎng)城市區(qū)域以110 kV電網(wǎng)為主，35 kV電網(wǎng)基本退出運行，農(nóng)村以35 kV電網(wǎng)為主，正加快向110 kV電網(wǎng)轉(zhuǎn)變升級。截至2015年底，淮安共有110 kV線路141條，結(jié)構(gòu)主要有單鏈、單環(huán)網(wǎng)、雙輻射、單輻射4種，其中鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)70條，環(huán)網(wǎng)22條，輻射網(wǎng)49條?；窗补灿?5 kV線路157條，結(jié)構(gòu)主要有單鏈、單環(huán)網(wǎng)、雙輻射和單輻射4種，其中單鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)77條，雙輻射結(jié)構(gòu)61條，單環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)19條。

表2　高壓配網(wǎng)典型接線模式適應(yīng)性分析結(jié)果

2.1淮安市高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)存在的問題

淮安市區(qū)110 kV網(wǎng)絡(luò)形成了以新御變、關(guān)城變、清河變、水渡變、淮陰變、黃崗變、武黃變七座220 kV變電站為電源，向中心輻射的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，基本以110千kV變電站供電為主，110 kV網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以 “兩線一站”為主，基本全部實現(xiàn)N-1，但在淮陰和淮安兩區(qū)農(nóng)村片區(qū)仍以35 kV變電站供電為主，在淮安渠南片區(qū)35 kV變電站相互串供現(xiàn)象還比較突出。漣水東部地區(qū)110 kV網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以漣水變?yōu)橹行?，向周圍輻射供電，西部地區(qū)則由220 kV變電站通過配出110 kV線路相向供電。35 kV變電站之間以110 kV和220 kV變電站為中心，環(huán)網(wǎng)運行。洪澤目前由2座220 kV變電站為該區(qū)域供電，洪澤110 kV網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以“兩線一站”為主，網(wǎng)架較為堅強(qiáng)，35 kV變電站數(shù)量較少，網(wǎng)絡(luò)比較完善。

盱眙目前形成以2座220 kV變電站為電源點，110 kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以“兩線一站”、鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)為主，T接方式為輔的網(wǎng)絡(luò)布局，35 kV網(wǎng)絡(luò)比較完善，基本實現(xiàn)由不同電源給其供電，供電網(wǎng)絡(luò)較為堅強(qiáng)。金湖目前只有1座220 kV雙龍站為該區(qū)域提供電源支撐，從地理位置來看，以淮河入江水道為界，可將其電網(wǎng)分為東西部電網(wǎng)，西部地區(qū)110 kV網(wǎng)絡(luò)較為堅強(qiáng)，110 kV網(wǎng)絡(luò)形成了“兩線一站”、“三線兩站”的結(jié)構(gòu)布局。東部地區(qū)以35 kV變電站供電為主，變電站之間相互串供現(xiàn)象較為嚴(yán)重。

2.2淮安市高壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃

根據(jù)國內(nèi)各城市以及淮安市當(dāng)?shù)馗邏号潆娋W(wǎng)接線模式實際應(yīng)用情況進(jìn)行分析比較，得到如下構(gòu)想：

（1）城市中心區(qū)域。為保證供電可靠性，目標(biāo)網(wǎng)架優(yōu)先選取雙側(cè)電源輻射接線，考慮到城區(qū)通道資源緊張，通常采取同桿架設(shè)方式，將目標(biāo)網(wǎng)架優(yōu)化成同桿架異路由雙電源輻射式接線。如圖3所示。

圖3　同桿架異路由雙電源輻射接線

（2）城市一般區(qū)域。通過上述各方面綜合分析，對于城市一般區(qū)域過渡網(wǎng)架選取T輻射混合接線，如圖4所示，最終到目標(biāo)年演變?yōu)橥瑮U架異路由雙電源輻射式接線。

圖4　T輻射混合接線

（3）農(nóng)村區(qū)域。通過上述各方面綜合分析，對于農(nóng)村區(qū)域過渡網(wǎng)架選取單鏈?zhǔn)浇泳€，如圖5所示，最終目標(biāo)網(wǎng)架演變?yōu)橥瑮U架異路由雙電源輻射式接線。

圖5　單鏈?zhǔn)浇泳€

各個區(qū)域演變流程圖如圖6所示。

圖6　目標(biāo)網(wǎng)架演變流程圖

由圖6可知，淮安市目標(biāo)網(wǎng)架的選擇是采用遞進(jìn)、逐漸演變的方式，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市一般區(qū)域和農(nóng)村區(qū)域的接線模式將逐漸過渡為最終目標(biāo)網(wǎng)架同桿架異路由雙電源輻射接線模式。

3　結(jié)束語

本文從可靠性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性3方面對典型接線模式進(jìn)行了分析比較，對淮安高壓配電網(wǎng)進(jìn)行了問題梳理，結(jié)合區(qū)域特點及現(xiàn)狀網(wǎng)架對淮安高壓配電網(wǎng)過渡網(wǎng)架和目標(biāo)網(wǎng)架提出了合理建議：

（1）對于城市中心區(qū)域，為考慮供電可靠性，目標(biāo)網(wǎng)架優(yōu)先選取雙側(cè)電源輻射接線；

（2）對于城市一般區(qū)域，過渡網(wǎng)架選取了T輻射混合接線，目標(biāo)網(wǎng)架為同桿架異路由雙電源輻射式的接線；

（3）對于農(nóng)村區(qū)域，過渡網(wǎng)架選取為單鏈?zhǔn)浇泳€，目標(biāo)網(wǎng)架為同桿架異路由雙電源輻射式接線。

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陳恩澤（1986），男，江蘇淮安人，博士，研究方向為電力系統(tǒng)運行與控制、配電網(wǎng)規(guī)劃；

黃建波（1969），男，江蘇淮安人，工程師，研究方向為配電網(wǎng)規(guī)劃；

葉雪峰（1977），男，江蘇淮安人，工程師，研究方向為配電網(wǎng)規(guī)劃；

劉剛（1981），男，江蘇淮安人，工程師，研究方向為配電網(wǎng)規(guī)劃。

Research on Huaian high voltage distribution network planning

CHEN Enze，HUANG Jianbo，YE Xuefeng，LIU Gang
（State Grid Huaian Power Supply Company，Huaian 223001，China）

Reasonable network planning is important to urban distribution network construction.Existing connection modes are compared in terms of reliability，adaptability and economy.Reliability includes power supply，line failure and operational flexibility.Economy includes construction economy，operating economy and annual cost per unit.Adaptability includes network flexibility and resource consumption.The merits and scope of various connection modes are obtained through analyzing and comparing.The Huaian high voltage distribution network is analyzed，and then the problems existed in the network are pointed out.According to the results，the Huaian high voltage distribution network planning scheme is proposed.

high voltage distribution network；network planning；connection mode

TM715

B

1009-0665（2016）04-0076-04

2016-03-05；修回日期：2016-04-20