10 kV配電網(wǎng)低電壓?jiǎn)栴}及其改造研究

孫惠娟，姜 磊，錢(qián) 錕，徐 露

（1.華東交通大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院，江西 南昌 330013；2.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 濟(jì)南 250022）

10 kV配電網(wǎng)低電壓?jiǎn)栴}及其改造研究

孫惠娟1，姜 磊2，錢(qián) 錕1，徐 露1

（1.華東交通大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院，江西 南昌 330013；2.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 濟(jì)南 250022）

為有效解決10 kV配電網(wǎng)因設(shè)備老舊而導(dǎo)致低電壓、供電能力不足等問(wèn)題，以江西省典型10 kV配電網(wǎng)問(wèn)題線(xiàn)路為例，設(shè)計(jì)了一種基于廣度優(yōu)先遍歷前推回代潮流算法對(duì)配電網(wǎng)供電現(xiàn)狀以及所存在的問(wèn)題進(jìn)行分析。針對(duì)配電網(wǎng)所面臨的問(wèn)題因地制宜地提出4種改造措施相互搭配進(jìn)行升級(jí)改造，并對(duì)配電網(wǎng)改造效果進(jìn)行潮流計(jì)算分析。最后，在保證配電網(wǎng)電能質(zhì)量的前提下，通過(guò)對(duì)各種可行的改造方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)估，提出更經(jīng)濟(jì)合理的配電網(wǎng)改造方案。研究表明，通過(guò)對(duì)問(wèn)題配電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算分析，制定更具有針對(duì)性的升級(jí)改造方案，可以更經(jīng)濟(jì)有效地解決現(xiàn)有配電網(wǎng)所面臨的問(wèn)題，避免配電網(wǎng)改造的盲目性。

10 kV配電網(wǎng)；廣度優(yōu)先遍歷；前推回代潮流計(jì)算；低電壓；改造措施；經(jīng)濟(jì)評(píng)估優(yōu)選

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們生活水平的大幅度提高，對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量和供電可靠性的要求更高，對(duì)電能的需求也急劇增長(zhǎng)；因此對(duì)中低壓配電網(wǎng)提出了更高的要求[1]。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)對(duì)中低壓配電網(wǎng)的投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)電工程以及高壓輸電工程的投資，配電網(wǎng)的建設(shè)也沒(méi)有對(duì)未來(lái)用戶(hù)負(fù)荷需求做出預(yù)估，導(dǎo)致配電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展嚴(yán)重滯后，存在技術(shù)落后、結(jié)構(gòu)不合理、供電能力不足、電能質(zhì)量差、線(xiàn)損高等問(wèn)題[2]。因此，國(guó)家能源局制定了《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃（2015—2020年）》，并明確要加大配電網(wǎng)資金投入，“十三五”期間累計(jì)投資將不低于1.7萬(wàn)億元，為我國(guó)配電網(wǎng)發(fā)展提供了良好的條件。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者已經(jīng)對(duì)配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)以及升級(jí)改造做了大量研究。文獻(xiàn)[3]通過(guò)構(gòu)建低壓配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償及效益評(píng)估系統(tǒng)，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算和無(wú)功優(yōu)化配置計(jì)算，并對(duì)不同補(bǔ)償方案進(jìn)行成本和效益的評(píng)估。文獻(xiàn)[4]根據(jù)實(shí)際情況和配電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)設(shè)定理想評(píng)估指標(biāo)值，針對(duì)規(guī)劃目標(biāo)年份及其他規(guī)劃年份用電情況，提出了配電網(wǎng)規(guī)劃多階段綜合評(píng)估方法。文獻(xiàn)[5]建立了配電網(wǎng)降損規(guī)劃優(yōu)化決策模型，對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)選。文獻(xiàn)[6]通過(guò)負(fù)荷再分配，提出了基于最大供電能力的配電網(wǎng)規(guī)劃方法。文獻(xiàn)[7]提出了利用供電區(qū)域劃分提高配電網(wǎng)規(guī)劃資產(chǎn)利用率的方法。文獻(xiàn)[3-7]主要研究了配電網(wǎng)規(guī)劃方案的評(píng)估以及優(yōu)選，但難以因地制宜地解決現(xiàn)有配電網(wǎng)所存在的問(wèn)題，難以應(yīng)用于配電網(wǎng)的升級(jí)改造。文獻(xiàn)[8]的研究表明串聯(lián)補(bǔ)償型限流器有助于改善功率因數(shù)，提高傳輸能力，提高電能質(zhì)量，但其改善配電網(wǎng)輸電能力和供電質(zhì)量的作用有限，難以用于配網(wǎng)改造。文獻(xiàn)[9]研究了配電網(wǎng)不同改造措施的節(jié)能潛力，以節(jié)能潛力確定最終改造方案，但其研究并未涉及配電網(wǎng)改造成本，不能充分利用已有線(xiàn)路設(shè)備，容易造成資源浪費(fèi)。文獻(xiàn)[10]建立了配電網(wǎng)改造優(yōu)化模型，對(duì)中壓配電網(wǎng)改造項(xiàng)目的迫切度進(jìn)行分析，從而合理安排項(xiàng)目改造順序，有效利用資金，但研究缺乏對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀的分析，也沒(méi)有提出具體的改造方案。文獻(xiàn)[11]利用前推回代潮流算法對(duì)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為配電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)與建設(shè)改造提供事實(shí)依據(jù)，但并未考慮改造成本。文獻(xiàn)[12]對(duì)低壓配電網(wǎng)三相不平衡負(fù)荷進(jìn)行分析計(jì)算，提出了平衡三相負(fù)荷的方法。

綜合上述，面對(duì)國(guó)內(nèi)老舊配電網(wǎng)急需升級(jí)改造的現(xiàn)實(shí)，研究如何重新規(guī)劃現(xiàn)有配電網(wǎng)，最大限度的利用已有配電網(wǎng)設(shè)備降低改造成本，提高配網(wǎng)的供電能力和供電質(zhì)量，滿(mǎn)足用電負(fù)荷需求具有重要意義。為此，本文首先基于廣度優(yōu)先遍歷改進(jìn)前推回代潮流算法，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算，依據(jù)潮流計(jì)算結(jié)果分析配電網(wǎng)問(wèn)題成因。然后，通過(guò)配電網(wǎng)問(wèn)題成因有針對(duì)性的提出改造方案。然而，配電網(wǎng)的改造方案并不唯一，相關(guān)改造措施既能增加線(xiàn)路供電能力、提高供電質(zhì)量，亦能降低配電網(wǎng)線(xiàn)路的網(wǎng)損，導(dǎo)致改造方案難以制定決策。為此，本文提出結(jié)合配電網(wǎng)改造成本、降損收益等因素對(duì)改造方案經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估以此確定最佳改造方案。

1 配電網(wǎng)潮流計(jì)算

針對(duì)配電網(wǎng)呈現(xiàn)輻射狀，分支路較多，線(xiàn)徑小等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文采用前推回代法進(jìn)行配電網(wǎng)潮流計(jì)算分析。前推回代法分“前推功率”和“回代修正電壓”兩步完成一輪迭代，具有迭代公式簡(jiǎn)單、不需要計(jì)算雅可比矩陣、計(jì)算速度快等優(yōu)點(diǎn)，在進(jìn)行配電網(wǎng)潮流計(jì)算時(shí)具有顯著優(yōu)勢(shì)[13-15]。另外，由于配電網(wǎng)支路、節(jié)點(diǎn)眾多，而前推回代算法要求支路節(jié)點(diǎn)要滿(mǎn)足一定次序，因此本文還利用廣度優(yōu)先遍歷方法對(duì)配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼排序進(jìn)而提高算法計(jì)算效率。

1.1 配電網(wǎng)線(xiàn)路數(shù)據(jù)預(yù)處理

由于現(xiàn)有配電網(wǎng)數(shù)據(jù)通常以圖紙的形式給出，根據(jù)前推回代潮流計(jì)算的原理需要將配電網(wǎng)圖紙中反應(yīng)線(xiàn)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、線(xiàn)路阻抗參數(shù)、線(xiàn)路負(fù)荷等信息轉(zhuǎn)化為算法可以讀取的數(shù)據(jù)。其中，配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以通過(guò)將圖紙中各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、分支節(jié)點(diǎn)命名，利用命名節(jié)點(diǎn)確定各節(jié)點(diǎn)之間連接關(guān)系來(lái)體現(xiàn)；線(xiàn)路阻抗參數(shù)值（Rm，n，Xm，n）可以通過(guò)節(jié)點(diǎn)間距離、線(xiàn)徑進(jìn)行計(jì)算，如式（1）所示；線(xiàn)路負(fù)荷可以通過(guò)線(xiàn)路變壓器的運(yùn)行數(shù)據(jù)得到。

式中：lm，n為節(jié)點(diǎn)mn段線(xiàn)路長(zhǎng)度，m；rm，n，xm，n分別為mn段線(xiàn)路單位長(zhǎng)度電阻、電抗值，Ω，如附表1所示。

表1 廣度優(yōu)先節(jié)點(diǎn)鄰接表Tab.1 Breadth-first node adjacency

1.2 廣度優(yōu)先遍歷節(jié)點(diǎn)編號(hào)

由于配電網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)編號(hào)通常不具有與網(wǎng)絡(luò)層次相關(guān)的規(guī)律，且節(jié)點(diǎn)關(guān)系復(fù)雜。以圖1為例，該示例配電網(wǎng)中共有12個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)用字母表示，a為變壓器出口母線(xiàn)節(jié)點(diǎn)，支路標(biāo)號(hào)用數(shù)字表示。對(duì)于連通圖的遍歷，廣度優(yōu)先遍歷相對(duì)于深度優(yōu)先遍歷效率更高[16-17]。因此首先通過(guò)廣度優(yōu)先搜索將配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)按廣度優(yōu)先重新編號(hào)，以主線(xiàn)首節(jié)點(diǎn)a為起始節(jié)點(diǎn)，按支路分層順序由小到大重新進(jìn)行排列編號(hào)，得到廣度優(yōu)先配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)鄰接表（支路起始節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系表），根據(jù)廣度優(yōu)先節(jié)點(diǎn)鄰接表即可進(jìn)行前推回代潮流計(jì)算。

圖1 配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of power distribution network

廣度優(yōu)先遍歷節(jié)點(diǎn)編號(hào)方法如下：

1）如圖1所示，以a為起始節(jié)點(diǎn)采用廣度優(yōu)先搜索算法對(duì)各配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣度優(yōu)先搜索，各節(jié)點(diǎn)按廣度優(yōu)先順序 (先搜索到地節(jié)點(diǎn)優(yōu)先編號(hào))重新進(jìn)行依次編號(hào)。廣度優(yōu)先編號(hào)過(guò)程如圖2所示，其中虛線(xiàn)框內(nèi)為先進(jìn)先出地節(jié)點(diǎn)隊(duì)列。

圖2 配電網(wǎng)廣度優(yōu)先搜索過(guò)程Fig.2 Breadth-first search process of power distribution network node

2）將原始編號(hào)a～f重新編碼為廣度編號(hào)1～11，根據(jù)廣度優(yōu)先遍歷首段節(jié)點(diǎn)號(hào)應(yīng)小于末端節(jié)點(diǎn)號(hào)，得到表1左所示的節(jié)點(diǎn)鄰接表。然后將表1左連接表按首段節(jié)點(diǎn)編號(hào)從小到大重新對(duì)支路進(jìn)行編號(hào)，最終形成表1右所示的廣度優(yōu)先節(jié)點(diǎn)鄰接表。

1.3 前推回代潮流計(jì)算

前推回代法計(jì)算量小，適合求解以輻射狀網(wǎng)絡(luò)為主的配電網(wǎng)，因此本文用其進(jìn)行配電網(wǎng)的潮流計(jì)算。由于該計(jì)算理論成熟，故僅作簡(jiǎn)要介紹[13-15]。

前推回代法每次循環(huán)迭代分為如下兩步：前推：由末節(jié)點(diǎn)到首節(jié)點(diǎn)完成前推操作，該操作根據(jù)式（2）完成逐條支路的功率計(jì)算；

回代：由首節(jié)點(diǎn)到末節(jié)點(diǎn)完成回代操作，該操作根據(jù)（3）式計(jì)算并修正逐條支路的電壓。

通過(guò)如此反復(fù)迭代計(jì)算最終求得配電網(wǎng)的潮流分布，電壓初值為額定電壓。在前推回代潮流計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)廣度優(yōu)先遍歷節(jié)點(diǎn)編號(hào)方法能夠?qū)崿F(xiàn)前推與回代操作的高效有序進(jìn)行，在取得同樣計(jì)算精度的前提下，可顯著提高計(jì)算速度。

式中：S，S′分別為節(jié)點(diǎn)所連上游線(xiàn)路的末端復(fù)功率、首端復(fù)功率，kVA，每次循環(huán)前S，S′均為0；Sload為節(jié)點(diǎn)所接負(fù)荷的復(fù)功率；U為節(jié)點(diǎn)電壓，kV；l為支路。

2 配電網(wǎng)改造措施及經(jīng)濟(jì)評(píng)估

2.1 配電網(wǎng)改造措施

當(dāng)前對(duì)配電網(wǎng)改造多集中于單一措施的研究，而采用多種改造措施相互搭配，可在解決配電網(wǎng)問(wèn)題基礎(chǔ)上取得更長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益[5，9-10]。

1）無(wú)功補(bǔ)償裝置。投入一定無(wú)功補(bǔ)償后，由式(4)可知線(xiàn)路有功損耗減?。桓鶕?jù)式(5)適當(dāng)投入無(wú)功補(bǔ)償可減少線(xiàn)路首端無(wú)功輸出，電壓損耗減少，從而改善電壓質(zhì)量。

式中：ΔP0為初始有功損耗，kW；ΔP1為投切電容器后有功損耗，kW；ΔU0為初始電壓損耗，kV；ΔU1為投切電容器后電壓損耗，kV；P0，Q0為線(xiàn)路首端有功及無(wú)功功率，kW，kVar；QC為電容器無(wú)功功率，kVar；U0為負(fù)荷電壓，kV；R，X為線(xiàn)路等效電阻和等效電抗。

2）增加導(dǎo)線(xiàn)截面：

式中：ρ，l，s分別為導(dǎo)線(xiàn)電阻率、長(zhǎng)度、截面積。根據(jù)式（6），增大s后線(xiàn)路等效電阻R減小，由式（4）（5）可知線(xiàn)路有功損耗和電壓損耗會(huì)隨等效電阻的減小而減小。

3）安裝調(diào)壓器。由式（7）可得，當(dāng)線(xiàn)路電壓較低時(shí)安裝自動(dòng)調(diào)壓器可使安裝點(diǎn)后的電壓從Ub提升到Ua，其中k為調(diào)壓器變比。根據(jù)式（4），電壓升高，安裝點(diǎn)后的線(xiàn)路有功損耗將減少。

4）縮小供電半徑?？s小配電網(wǎng)供電半徑，即導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度l，由式（6）得線(xiàn)路等效電阻R減小，從而降低有功損耗和電壓損耗。對(duì)于供電半徑過(guò)大，負(fù)荷過(guò)重，規(guī)劃新增負(fù)荷較多的線(xiàn)路可在線(xiàn)路適當(dāng)位置新增電源布點(diǎn)，從而縮小配電網(wǎng)供電半徑，提高線(xiàn)路供電能力，改善電壓質(zhì)量，降低線(xiàn)路網(wǎng)損。

2.2 配電網(wǎng)改造經(jīng)濟(jì)評(píng)估

當(dāng)前，配電網(wǎng)改造工作主要依靠以往經(jīng)驗(yàn)，改造措施具有較大盲目性，且不能保證配電網(wǎng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。另外，上述配電網(wǎng)的4種改造措施可以有很多種組合方案，也不宜盲目選取，而應(yīng)根據(jù)相關(guān)理論計(jì)算進(jìn)行科學(xué)選取。為此根據(jù)式（8）以配電網(wǎng)改造投資成本與年網(wǎng)損費(fèi)用之和作為改造方案經(jīng)濟(jì)評(píng)估成本，基于該項(xiàng)計(jì)算結(jié)果對(duì)配電網(wǎng)改造方案的種類(lèi)選取、搭配方式以及具體改造位置進(jìn)行評(píng)估決策，從而制定經(jīng)濟(jì)有效的改造方案。

式中：Csum為改造方案經(jīng)濟(jì)評(píng)估成本；ΔPlass為最大負(fù)荷時(shí)功率損耗；τmax年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)；r為上網(wǎng)電價(jià)，元；Ci為第i種改造措施的總成本；m為采取改造措施的數(shù)目。

3 算例分析

如圖3所示，以江西省某10 kV配電網(wǎng)為例，通過(guò)基于廣度優(yōu)先遍歷編碼的前推回代法進(jìn)行潮流計(jì)算，并依據(jù)潮流計(jì)算結(jié)果對(duì)該配電網(wǎng)所存在的問(wèn)題以及成因進(jìn)行分析。而后，根據(jù)配電網(wǎng)所存在問(wèn)題因地制宜提出多種可能的改造方案，并通過(guò)前文所提出的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法進(jìn)行決策，確定最佳的配電網(wǎng)改造方案。

3.1 配電網(wǎng)現(xiàn)狀分析

以圖3主線(xiàn)#1-141以及東安支線(xiàn)的潮流計(jì)算結(jié)果（圖5所示）為例進(jìn)行分析。

圖3 某10 kV配電網(wǎng)線(xiàn)路結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Line structure of a 10 kV distribution network

根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知該配電網(wǎng)存在如下問(wèn)題：

首先，#63號(hào)桿塔 （圖3桿塔標(biāo)號(hào)與圖4，5節(jié)點(diǎn)序號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系）以后線(xiàn)路存在嚴(yán)重的低電壓?jiǎn)栴}，最低電壓為7．820 7 kV。其次，主線(xiàn)#20-134的輸電線(xiàn)為L(zhǎng)GJ-95，輸電線(xiàn)截面積較小而傳輸功率較大，為3．68～5．09 kW，導(dǎo)致線(xiàn)路供電能力不足，網(wǎng)損、線(xiàn)路壓降過(guò)大等問(wèn)題。對(duì)于線(xiàn)路傳輸容量不足問(wèn)題，首先可采取更換更粗導(dǎo)線(xiàn)方式增大線(xiàn)路傳輸功率，降低導(dǎo)線(xiàn)壓降。其次，可采取增加臺(tái)區(qū)布點(diǎn)分擔(dān)供電負(fù)荷，縮短供電半徑解決。對(duì)于低電壓?jiǎn)栴}，則可以通過(guò)在線(xiàn)路末端添加無(wú)功補(bǔ)償裝置以及加裝調(diào)壓器解決。

圖4 配電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀Fig.4 Operation status of the old distribution network

3.2 配電網(wǎng)改造方案研究

由于該配電網(wǎng)線(xiàn)路存在嚴(yán)重的低電壓和輸電能力不足的問(wèn)題，單一改造方案不能有效解決配電網(wǎng)所面臨的問(wèn)題，因此著重研究多種改造措施相互搭配的改造方案。針對(duì)主線(xiàn)線(xiàn)徑較小輸電能力有限，負(fù)荷集中在線(xiàn)路#141之前的特點(diǎn)，采取了如下4種措施：措施1，主線(xiàn)#20-141的輸電線(xiàn)換為L(zhǎng)GJ-120，提高輸電能力，降低主線(xiàn)引起網(wǎng)損和壓降；措施2，由于線(xiàn)路的低電壓?jiǎn)栴}嚴(yán)重，換線(xiàn)等方式提升電壓的能力有限，因此需要采取在電壓偏低點(diǎn)（#79號(hào)桿塔）安裝調(diào)壓器大幅度提高節(jié)點(diǎn)電壓；措施3，對(duì)于負(fù)荷較重的支線(xiàn)（東安支線(xiàn)），將輸電線(xiàn)換為L(zhǎng)GJ-95，提高支線(xiàn)輸電能力、降低網(wǎng)損；措施4，對(duì)于支線(xiàn)末端存在輕微低電壓?jiǎn)栴}的線(xiàn)路，可以在線(xiàn)路末端節(jié)點(diǎn)安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置提高支線(xiàn)的電壓、功率因數(shù)。

圖5所示為換主線(xiàn)線(xiàn)徑1種措施、換線(xiàn)徑安裝調(diào)壓器2種措施、換線(xiàn)徑安裝調(diào)壓器無(wú)功補(bǔ)償3種措施的改造效果。由圖可知，僅換線(xiàn)徑無(wú)法解決低電壓?jiǎn)栴}，僅裝調(diào)壓器又無(wú)法提高輸電能力，而采取2種及以上改造措施合理搭配可以有效解決上述問(wèn)題。

圖5 配電網(wǎng)改造效果Fig.5 Transformation effect of distribution network

3.3 配電網(wǎng)改造經(jīng)濟(jì)評(píng)估

由于配電網(wǎng)改造方案并不唯一，因此本文依據(jù)2．2節(jié)配電網(wǎng)改造經(jīng)濟(jì)評(píng)估方法進(jìn)行優(yōu)選。設(shè)將主線(xiàn)更換為L(zhǎng)GJ-120的成本為20元/m，支線(xiàn)更換為L(zhǎng)GJ-95的成本為15元/m，無(wú)功補(bǔ)償?shù)某杀緸?20元/kVar，r為0．3元/kWh，τmax取為3 600h。

該配電網(wǎng)最可能采取的9種改造方案的改造效果及經(jīng)濟(jì)評(píng)估成本如表2所示。由于10 kV配電網(wǎng)允許電壓偏移為額定電壓的+5%～-7%，即最低允許電壓為9．3 kV，因此單純采用1措施的改造方案一與改造方案二依然存在低電壓?jiǎn)栴}，改造效果不合格。而采用2種及以上改造措施的改造方案三至改造方案九不存在低電壓?jiǎn)栴}，改造合格。在合格的改造方案中方案四最為經(jīng)濟(jì)，全壽命成本為1 268 948元，采用了更換主線(xiàn)、添加調(diào)壓器和無(wú)功補(bǔ)償裝置3種搭配措施，具體改造方案如表2所示。其他合格改造措施，雖然可行但經(jīng)濟(jì)性差，因此可為該10 kV配電網(wǎng)改造方案的決策提供理論依據(jù)。采用改造方案四改造后的主線(xiàn)及東安支線(xiàn)各節(jié)點(diǎn)潮流計(jì)算結(jié)果，如附表2所示。

表2 配電網(wǎng)改造效果對(duì)比Tab.2 Comparison of distribution network transformation effects

4 結(jié)論

本文首先通過(guò)提出廣度優(yōu)先遍歷前推回代潮流算法對(duì)老舊配電網(wǎng)的潮流分布情況進(jìn)行計(jì)算，并以此分析研究該配電網(wǎng)所存在的問(wèn)題和問(wèn)題成因。然后，提出通過(guò)增設(shè)無(wú)功補(bǔ)償、更換導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)經(jīng)、安裝調(diào)壓裝置、縮小供電半徑4種改造措施相互搭配，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行有針對(duì)性的技術(shù)改造。最后，對(duì)相互搭配合格改造方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)估，并以此制定決策提出經(jīng)濟(jì)有效的改造方案，避免僅憑經(jīng)驗(yàn)盲目施工。

[1]顧宇桂，司政，單葆國(guó)，等.東部地區(qū)近期電力需求走勢(shì)分析[J].中國(guó)電力，2012，45（10）：32-34.

[2]劉海波，胡濱，王旭陽(yáng).關(guān)于“十三五”配電網(wǎng)發(fā)展的思考[J].中國(guó)電力，2015，48（1）：21-24.

[3]張海鵬，林舜江，劉明波，等.低壓配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償及效益評(píng)估系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2016（4）：129-136.

[4]盧志剛，陳偉坤，張曉輝，等.城市電網(wǎng)輸配全局最大供電能力分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2015，39（6）：1623-1630.

[5]楊文鋒，王彬宇，程卓，等.城市中低壓配電網(wǎng)降損規(guī)劃決策方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2014，38（9）：2598-2604.

[6]肖峻，張婷，張躍，等.基于最大供電能力的配電網(wǎng)規(guī)劃理念與方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，33（10）：106-113.

[7]周莉梅，屈高強(qiáng)，劉偉，等.配電網(wǎng)供電區(qū)域劃分方法與實(shí)踐應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2016，40（1）：242-248.

[8]趙鴻飛，陳偉，邵方靜，等.串聯(lián)補(bǔ)償型限流器對(duì)10 kV配電系統(tǒng)的影響研究[J].高壓電器，2014（12）：24-29.

[9]曾建敏，白先紅，張勇軍，等.多目標(biāo)配電網(wǎng)綜合節(jié)能潛力評(píng)估[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014（13）：100-105.

[10]荊朝霞，曾麗.基于改進(jìn)層次分析法的配電網(wǎng)中壓改造項(xiàng)目迫切度分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011，35（4）：92-95.

[11]王金麗，盛萬(wàn)興，宋祺鵬，等.配電網(wǎng)電能質(zhì)量智能監(jiān)控與治理仿真[J].電網(wǎng)技術(shù)，2014，38（2）：515-519.

[12]傅軍棟，喻勇，劉晶.低壓配電網(wǎng)三相不平衡節(jié)能算法研究[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，31（3）：110-114.

[13]高元海.現(xiàn)代配電網(wǎng)絡(luò)分析與優(yōu)化問(wèn)題研究[D].南昌：南昌大學(xué)，2015.

[14]郭劍峰，孫惠娟，苑方丞.一種實(shí)用的配電網(wǎng)潮流算法[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，28（5）：84-88.

[15]高亞靜，苗宏佳，吳文傳，等.基于阻抗補(bǔ)償?shù)娜嗨木€(xiàn)制配電網(wǎng)前推回代潮流算法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2015（7）：47-51.

[16]韋冬冬.基于顯微圖像的PTA粒徑分布估計(jì)方法研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2010.

[17]陳瑞.配電網(wǎng)單相接地故障診斷系統(tǒng)的研制與開(kāi)發(fā)[D].北京：華北電力大學(xué)，2014.

Research on Problems and Improvement of 10 kV Low Voltage Distribution Network

Sun Huijuan1，Jiang Lei2，Qian Kun1，Xu Lu1
（1.School of Electrical&Automation Engineering，East China Jiaotong University，Nanchang 330013，China；2.State Grid Shandong Electric Power Maintenance Company，Jinan 250022，China）

In order to solve the problem of low voltage and insufficient supply capacity caused by ageing equipments，this paper，taking the typical 10 kV distribution network of Jiangxi Province as an example，designed a new power flow algorithm by way of forward-backward sweepmethod based on breadth first traversal encoding to analyze the power supply situation and the existing problems of distribution network.Then this paper put forward four transformationmeasures to upgrade distribution network and analyzed its transformation effect by power flow algorithm.Finally，through economic evaluation on various feasible transformationmeasures，amore economical and reasonable scheme of distribution network reconstruction was proposed under the premise of guaranteeing the power quality of distribution network.The research shows that the power flow calculation of distribution network and the adoption of rational transformationmeasuresmay solve the distribution network problems and avoid the blindness of distribution network transformation.

10 kV distribution network；breadth-first search；power flow algorithm；low voltage；transformationmeasures；economic evaluation and optimization

1005-0523（2017）05-0120-07

TM744

A

2017－04－17

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51567007）；江西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（20152ACB20017，20171BAB206042）；江西省教育廳科技項(xiàng)目（GJJ160525，GJJ160526）；江西省“百人遠(yuǎn)航工程”（201780）

孫惠娟（1982—），女，副教授，碩士，研究方向?yàn)榕潆娋W(wǎng)自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯 劉棉玲）