基于供電可靠性的中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架研究

徐旭輝 劉恒勇 郭镥

摘要：本文主要的課題是目前國內(nèi)10kV中壓配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的研究，隨著電網(wǎng)中關(guān)于中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架可靠性的問題研究的不斷深入和智能電網(wǎng)的快速高水平的發(fā)展，中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)建方案成為了電力企業(yè)研究的熱點(diǎn)問題。文章首先分析了國內(nèi)城市中壓配電網(wǎng)供電的特點(diǎn)，并提出供電中壓配電網(wǎng)構(gòu)建的思路與原則，進(jìn)而分析了網(wǎng)架選擇需考慮的因素，最后對壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架進(jìn)行了研究，為中壓配電網(wǎng)遠(yuǎn)景目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：中壓、配電網(wǎng)、目標(biāo)網(wǎng)架、規(guī)劃

0背景

隨著城市規(guī)劃建設(shè)的快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，對電力供應(yīng)的能力及供電可靠性均提出了較高的要求，各級電力企業(yè)、部門對供電能力及供電可靠性提出了詳細(xì)的要求、標(biāo)準(zhǔn)[1]。10kV中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架的建設(shè)直接關(guān)系到用戶的供電質(zhì)量及可靠性水平。城市區(qū)域電網(wǎng)發(fā)展主要包括大量工業(yè)區(qū)、開發(fā)區(qū)、住宅區(qū)、文化區(qū)的混合電網(wǎng)，10kV配電網(wǎng)網(wǎng)架的優(yōu)化規(guī)劃一直是供電部門的現(xiàn)實問題。深圳供電局在多年中壓配電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，初步總結(jié)了關(guān)于中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架建設(shè)的相關(guān)原則及指標(biāo)，并進(jìn)行了實踐應(yīng)用。本文在此基礎(chǔ)上對中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架建設(shè)的相關(guān)問題作初步探索[2]。

1.10kV中壓配電網(wǎng)的現(xiàn)狀及存在的主要問題

近年來，國家投入了大量資金對城市電網(wǎng)及農(nóng)村電網(wǎng)進(jìn)行改造，取得了階段性的成果，但由于電源不足等先天問題，配電網(wǎng)網(wǎng)架的優(yōu)化規(guī)劃一直是供電部門難以解決的現(xiàn)實問題。隨著近郊城市化程度的迅速提高，對配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)提出了較高要求，而中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理的矛盾日益突出，主要表現(xiàn)如下。

1.1電纜線路改造施工難度大

目前許多城市規(guī)劃已提出架空線入地、電纜化等要求，新建架空線的通道已很困難，但電纜溝道的建設(shè)以及電纜線路的建設(shè)投資均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于架空線[3]。往往需要配合道路改擴(kuò)建、新建道路同步建設(shè)市政電纜溝道，市政道路建設(shè)滯后造成電氣設(shè)施建設(shè)滯后。電纜溝道的土建建設(shè)投資大，電纜溝道建設(shè)資金是困擾城市供電建設(shè)的難題，急需各級政府部門與電力部門協(xié)商解決。

1.2城市用電負(fù)荷情況難掌握

由于目前城市建設(shè)的項目規(guī)模日益擴(kuò)大，建設(shè)用地面積及建筑容積率不斷提高，高層建筑、大型商業(yè)體越來越多[4]，用電需求劇增。電力部門應(yīng)積極與政府相關(guān)部門配合，對項目用電負(fù)荷、性質(zhì)、用電時間進(jìn)行長期、不斷的跟蹤。

1.3設(shè)備多線路情況復(fù)雜

現(xiàn)有配電網(wǎng)10kV線路以輻射供電為主，負(fù)載率過高，分段不合理，聯(lián)絡(luò)數(shù)過少，無法滿足“N-1”安全準(zhǔn)則[5]。同時現(xiàn)有配電網(wǎng)變電站電源點(diǎn)過少，10kV出線間隔過少，小容量中壓用戶占用變電站10kV間隔過多，導(dǎo)致變電站10kV間隔倉位利用率低下。網(wǎng)架不合理，線路長、用戶多，10kV線路供電半徑過大。

2.10kV中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架建設(shè)思路

2.110kV中壓配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃

隨著城市規(guī)劃建設(shè)的快速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)劃需滿足城市和人民生活的用電要求，技術(shù)先進(jìn)合理、運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)、滿足城市電網(wǎng)可靠性要求的現(xiàn)代化城市電網(wǎng)[6]。電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)納入城市總體規(guī)劃中，由于城市規(guī)劃項目與建設(shè)時間的不確定性，使10kV中壓配電網(wǎng)規(guī)劃難度加大。深圳供電局對10kV中壓配電網(wǎng)規(guī)劃采取五年總規(guī)劃，每年度根據(jù)配網(wǎng)現(xiàn)狀及負(fù)荷發(fā)展情況對10kV中壓配電網(wǎng)進(jìn)行改造，并在年度實施建設(shè)。在電網(wǎng)規(guī)劃中確定了對10kV配電網(wǎng)中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架、供電可靠性、電壓合格率、線損率、架空絕緣化率等指標(biāo)，同時也提出配網(wǎng)自動化技術(shù)等提高運(yùn)行管理水平。

2.210kV中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架建方案

中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架思路就是將配電網(wǎng)供電區(qū)域劃分為多個供電分區(qū)，以配電網(wǎng)現(xiàn)狀評估分析為基礎(chǔ)，依據(jù)地區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃，對不同用地性質(zhì)和開發(fā)深度的地塊進(jìn)行歸類，結(jié)合典型負(fù)荷預(yù)測模型，開展規(guī)劃區(qū)域空間負(fù)荷預(yù)測，按照供電區(qū)域差異化的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，確定中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架接線模式，科學(xué)地將各供電分區(qū)劃分為若干供電網(wǎng)格，達(dá)到“手拉手”和滿足“N-1”安全準(zhǔn)則[7]。在架空網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完善過程中，通過分段建設(shè)及過渡方案的考慮。在初期負(fù)荷較輕的情況下，采用單分段和單聯(lián)絡(luò)方式，每回線路負(fù)載率為50%。當(dāng)線路負(fù)載率達(dá)到67%左右，采用的兩分段兩聯(lián)絡(luò)方式，負(fù)載率為75%，采用的多分段多聯(lián)絡(luò)方式。以上不同方式應(yīng)該是循序漸進(jìn)、逐步優(yōu)化的過程，并根據(jù)附近電源點(diǎn)的情況因地制宜、適度發(fā)展，使用這種方法實現(xiàn)中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架的可靠性供電。

圖1中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架解決方案

3.解決中壓配電網(wǎng)問題的構(gòu)架的可靠性方案技術(shù)

3.1建立一種新型10kV中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案

（1）以電源點(diǎn)為中心，分布配置的方案

對于正處在快速發(fā)展期的配電網(wǎng)絡(luò)，由于現(xiàn)有電源點(diǎn)缺乏，10kV出線間隔過少，小容量中壓用戶占用變電站10kV間隔過多，導(dǎo)致變電站10kV利用率低下[8]。考慮到10kV型站接線方式清晰、靈活，其出線帶繼電保護(hù)，且10kV母線帶自切，故障點(diǎn)判斷容易，可較快實現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移，具備較強(qiáng)的負(fù)荷釋放能力，故在優(yōu)化10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的過程中，以電源點(diǎn)為中心，分布配置變電站。

（2）分層分區(qū)適度交錯的方案

長期以來，10kV配電網(wǎng)網(wǎng)架一直存在著錯綜復(fù)雜、參差不齊的混亂狀態(tài)，這給配電網(wǎng)的運(yùn)行帶來很大的隱患，其主要原因是地區(qū)發(fā)展不平衡，配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)沒有一個統(tǒng)一的規(guī)劃原則。在配網(wǎng)規(guī)劃中，應(yīng)該按照分層分區(qū)、適度交錯的原則，理順配電網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)，明確區(qū)塊的性質(zhì)，做到結(jié)構(gòu)合理，避免不同性質(zhì)的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)無序交錯。

（3）采用劃分供電網(wǎng)格的方案

結(jié)合負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，根據(jù)確定的目標(biāo)網(wǎng)架接線模式，將供電區(qū)域按照城市路網(wǎng)（含規(guī)劃路網(wǎng)）或自然分界，細(xì)分為若干個網(wǎng)格。負(fù)荷發(fā)展成熟網(wǎng)格和負(fù)荷快速發(fā)展網(wǎng)格，每個目標(biāo)網(wǎng)格大小宜按一組標(biāo)準(zhǔn)接線的供電能力確定，不應(yīng)超過三組接線。網(wǎng)格內(nèi)線路應(yīng)能獨(dú)立承擔(dān)該網(wǎng)格的正常供電任務(wù)，滿足網(wǎng)格內(nèi)的電力負(fù)荷需求，并預(yù)留有一定裕度以滿足日后的負(fù)荷增長需要。負(fù)荷發(fā)展不確定網(wǎng)格是因負(fù)荷的不確定性使然，做到井然有序。

3.210kV中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃的實施

結(jié)合中長期變電站布點(diǎn)規(guī)劃開展規(guī)劃，確定每個網(wǎng)格電源點(diǎn)。電源點(diǎn)選擇應(yīng)滿足就近原則，考慮合理的供電半徑。每個網(wǎng)格內(nèi)電源點(diǎn)原則上應(yīng)至少來自兩個不同的變電站，對于同一變電站供電的線路，應(yīng)來自不同的母線段。每個變電站的負(fù)載應(yīng)盡量保持均衡，避免出現(xiàn)重載或輕載主變。根據(jù)地塊組團(tuán)情況、道路情況，按照導(dǎo)則中的供電安全標(biāo)準(zhǔn)要求規(guī)劃目標(biāo)網(wǎng)架上各個節(jié)點(diǎn)，包括開關(guān)站、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)等，做到分段合理，并明確各類節(jié)點(diǎn)的作用和性質(zhì)。通過開關(guān)站、開閉所、柱上開關(guān)等主要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，設(shè)置合理的正常運(yùn)行方式和檢修運(yùn)行方式，具有固定的運(yùn)行方式。并根據(jù)不同地區(qū)的特點(diǎn)制定相應(yīng)的目標(biāo)值。根據(jù)用戶申請容量大小，設(shè)置相適應(yīng)的供電方案。

4.結(jié)論

合適選擇中壓配電網(wǎng)的網(wǎng)架的建設(shè)，為用戶提供合格、可靠、經(jīng)濟(jì)的電力是電力系統(tǒng)在今后工作中重點(diǎn)的工作目標(biāo)，本文通過對深圳供電局10kV中壓配電網(wǎng)改造工程的分析，通過該工程的先進(jìn)理念，提出了中壓配電網(wǎng)構(gòu)架的構(gòu)建思路及原則，并且通過深圳市10kV中壓配電網(wǎng)實施后具有良好的效果，對中壓配電網(wǎng)可靠性的提升遠(yuǎn)景目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃有著重要的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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