主配協(xié)同化解電力通信光纜共模風險方案研究

摘要：廣州中心城區(qū)的電網(wǎng)建設難度日益增大，管線走廊資源日益緊缺，高壓變電站光纜同塔、同溝、同隧道出線的情況時有發(fā)生，該結(jié)構(gòu)下同塔、同溝、同隧道光纜出現(xiàn)故障將導致同一電壓層級變電站對外通信全部中斷，不能滿足通信光纜“110 kV及以上電壓等級廠站不少于2條獨立的光纜路由并成環(huán)，同塔、同溝的光纜不應被認為獨立路由”的規(guī)劃原則要求。為高效解決變電站站外同塔、同溝、同隧道共模風險，利用同一變電站不同電壓等級出線路徑和管廊分散的特點，提出了針對220 kV、110 kV變電站不同結(jié)構(gòu)下主配協(xié)同化解通信光纜共模風險的方案，在不大幅增加一次網(wǎng)架規(guī)模的前提下，此方案有效解決了高壓變電站通信光纜共模的風險。

關鍵詞：主配協(xié)同;共模風險;電力通信光纜;光纜規(guī)劃

0 引言

協(xié)同規(guī)劃思想起源于20世紀70年代，主要用于研究不同事物的共同特征及協(xié)同機理。在電氣工程領域，文獻[1]基于協(xié)同工作理論框架，開發(fā)了城市電網(wǎng)協(xié)同負荷預測系統(tǒng);文獻[2]提出了配網(wǎng)一次網(wǎng)架與信息系統(tǒng)協(xié)同規(guī)劃的模型和方法;文獻[3]提出了主動配電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)和配電網(wǎng)主動元素協(xié)同規(guī)劃的方法;文獻[4]提出了主配協(xié)同開展負荷預測的方法、不同電壓層級規(guī)劃項目的優(yōu)選和決策方法以及項目評審協(xié)同聯(lián)動的要素和方法。

針對變電站站內(nèi)光纜進線共模風險（同溝、同豎井、同機房槽道），文獻[5]結(jié)合工程實際，提出站內(nèi)引入光纜“雙路由”的典型設計方案;文獻[6]提出一種新型變電站內(nèi)光纜雙溝道改造方案。本文側(cè)重于利用主配協(xié)同的基本方法，利用變電站不同電壓層級管廊分散的特點，開展變電站站外線路部分同路徑敷設光纜的共模（同塔、同溝、同隧道）風險解決方案研究。

1 研究背景

目前廣州中心城區(qū)電網(wǎng)建設難度日益增大，管線走廊資源日益緊缺。220 kV變電站首期終端運行或者同塔、同隧道4回進線的情況時有發(fā)生;110 kV變電站則大多采取首期2臺主變、2回進線的線變組結(jié)構(gòu)，組建典型的“3T”電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，受到進站管廊資源限制，多數(shù)采取2回線路同塔、同溝、同隧道進站方式。

根據(jù)《中國南方電網(wǎng)公司“十四五”智能電網(wǎng)通信網(wǎng)絡規(guī)劃技術原則》，對光纜網(wǎng)規(guī)劃要求：“110 kV及以上電壓等級廠站不少于2條獨立的光纜路由并成環(huán)，同塔、同溝的光纜不應被認為獨立路由?！蹦壳皬V州電網(wǎng)存在變電站外共桿塔及共管道的風險62項，可能導致單個220 kV變電站通信業(yè)務全部中斷?！笆奈濉逼陂g，在規(guī)劃新建的110 kV及以上輸變電項目中，受進站管廊資源限制，存在變電站外共桿塔及共管道的風險共計約82項。若開辟新的進站線路和廊道，以滿足通信光纜不少于2條獨立的光纜路由并成環(huán)的要求，則會大幅增加投資，同時將導致一次設備利用率低下。

本文針對以上問題，利用同一變電站不同電壓等級出線路徑和管廊分散的特點，針對廣州電網(wǎng)220 kV、110 kV變電站的典型光纜共模風險結(jié)構(gòu)，提出不同電壓層級主配協(xié)同構(gòu)建不少于2條獨立的光纜路由并成環(huán)的典型結(jié)構(gòu)模式，并提出項目的推進管理建議。

2 220 kV變電站光纜雙路由構(gòu)網(wǎng)方案

（1）220 kV常規(guī)變電站典型終端結(jié)構(gòu)，通過110 kV對外聯(lián)絡線路構(gòu)建第二路光纜路由并成環(huán)，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

在圖1中，對于220 kV終端結(jié)構(gòu)A站，該站所接入的110 kV變電站A站另外1回電源線來自對側(cè)220 kV變電站B，在該情況下，可通過220 kV A站—110 kV A站—220 kV B站構(gòu)建第二路光纜路由并成環(huán)。

（2）220 kV常規(guī)站無對外110 kV聯(lián)絡的站點，220 kV直降20 kV變電站典型終端結(jié)構(gòu)，通過10/20 kV對外聯(lián)絡線路構(gòu)建第二路光纜路由并成環(huán)，其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。考慮到通過10/20 kV中壓配網(wǎng)構(gòu)建第二路光纜路由可靠性的要求，通過10/20 kV配電房的數(shù)量應控制在5～7座。

3 110 kV變電站光纜雙路由構(gòu)網(wǎng)方案

110 kV變電站利用10 kV線路構(gòu)建第二路光纜路由并成環(huán)，其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

在圖3（a）中，110 kV變電站A為電源單一來源站點，2回110 kV電源全部來自220 kV變電站A。該種情況可通過10 kV中壓配網(wǎng)與近區(qū)主網(wǎng)系統(tǒng)220 kV站點構(gòu)建第二路光纜路由并成環(huán)。

在圖3（b）、圖3（c）中，110 kV變電站A電源來自2個不同220 kV變電站A和B，但是該站出站段仍然存在共模風險。該種情況可通過10 kV中壓配網(wǎng)與近區(qū)主網(wǎng)系統(tǒng)220 kV站點或者近區(qū)110 kV站點構(gòu)建第二路光纜路由并成環(huán)。

4 項目推進管理建議

（1）對于220 kV變電站光纜共模風險，為保障第二回路由的可靠性，建議優(yōu)先考慮利用該站110 kV出線對外聯(lián)絡跳接回主網(wǎng)，形成第二回獨立光纜路由。對于110 kV出線對外聯(lián)絡不具備條件的，可考慮通過該站10/20 kV中壓配網(wǎng)對外聯(lián)絡構(gòu)建第二回獨立光纜路由，為保障可靠性要求，通過10/20 kV配電房的數(shù)量應控制在5～7座。

（2）對于110 kV變電站光纜共模風險，通過該站10/20 kV中壓配網(wǎng)對外聯(lián)絡構(gòu)建第二回獨立光纜路由，為保障可靠性要求，通過10/20 kV配電房的數(shù)量應控制在5～7座。

（3）對于新建220 kV、110 kV變電站存在光纜共模風險的，構(gòu)建第二路光纜路由的原則與問題站點規(guī)劃措施一致。值得注意的是，對于需要配套110 kV配網(wǎng)構(gòu)建第二回獨立光纜路由的220 kV站點，其片區(qū)110 kV站點一次系統(tǒng)方案需考慮與光纜構(gòu)網(wǎng)的協(xié)同;對于需要配套10/20 kV中壓配網(wǎng)構(gòu)建第二回獨立光纜路由的220 kV、110 kV站點，主配網(wǎng)工程立項實施及管理的主體存在差異，需要在問題站點主網(wǎng)可研階段，參考中壓配電網(wǎng)規(guī)劃，對新建10/20 kV出線對外建立中壓聯(lián)絡進行評估，將構(gòu)建的獨立光纜路由方案納入主網(wǎng)工程范圍，作為配套工程與主網(wǎng)同期投產(chǎn)。

5 結(jié)語

本文從廣州電網(wǎng)通信光纜規(guī)劃實際面臨的問題出發(fā)，針對目前存在的220 kV、110 kV變電站站外光纜路由共模風險，利用變電站不同電壓層級管線分散的特點，提出通過低電壓等級對外聯(lián)絡通道構(gòu)建第二路光纜路由并成環(huán)的建議，并對項目推進落實過程中面臨的問題提出了管理層面的建議，對指導電力通信光纜規(guī)劃具有一定的借鑒意義。

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[6] 曹美，榮定權(quán)，王斌，等.一種新型變電站內(nèi)光纜雙溝道改造方案[J].安徽電氣工程職業(yè)技術學院學報，2018，23（1）：83-86.

收稿日期：2020-07-17

作者簡介：郭挺（1987—），男，湖北隨州人，碩士，高級工程師，研究方向：電力系統(tǒng)規(guī)劃。