優(yōu)化配電網(wǎng)網(wǎng)架,促進(jìn)城市發(fā)展

任 遠(yuǎn),史 添

（山西省電力公司,山西太原,030001）

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優(yōu)化配電網(wǎng)網(wǎng)架,促進(jìn)城市發(fā)展

任 遠(yuǎn),史 添

（山西省電力公司,山西太原,030001）

摘要：通過對(duì)城市配電網(wǎng)網(wǎng)架的合理優(yōu)化，不僅能夠有效降低構(gòu)建費(fèi)與投資，同時(shí)也能夠在很大程度上提升配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，推動(dòng)城市的快速發(fā)展。本文針對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)架的優(yōu)化進(jìn)行簡單分析，以供日后參考。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；網(wǎng)架優(yōu)化；城市發(fā)展

1　城市配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃的特點(diǎn)

（1）具有離散性。在進(jìn)行配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃工作時(shí)，線路的構(gòu)建有已建與待建兩種狀態(tài)，其中網(wǎng)架優(yōu)化的主要目的就是通過數(shù)學(xué)計(jì)算，決定待建線路是否為所需線路，而線路的建設(shè)都是按照整數(shù)進(jìn)行回路架設(shè)，因此，配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃的決策取值是離散的。（2）具有非線性特征。配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃的非線性主要體現(xiàn)在所建立的模型及其計(jì)算上面，如模型中所涉及到的參數(shù)以及線路功率等相互之間的關(guān)系式非線性的；再如模型中所涉及到的約束條件也具有非線性特征。（3）具有輻射狀。配電網(wǎng)網(wǎng)架是閉環(huán)設(shè)計(jì)，開環(huán)運(yùn)行。因此，在進(jìn)行網(wǎng)架規(guī)劃過程中，需要保證配電網(wǎng)能在正常運(yùn)行的條件下是輻射狀的；這樣就能滿足電網(wǎng)在開環(huán)運(yùn)行時(shí)所需的輻射狀約束條件，并滿足電網(wǎng)可靠性的要求。

2　10kV配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析

2.110kV配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)現(xiàn)狀

就針對(duì)于目前的實(shí)際情況來看，我國的10kV配電網(wǎng)的接線模式主要包括以下幾種，具體體現(xiàn)為：環(huán)形接線、放射狀接線、混合狀。多種接線模式各自都有屬于自己的優(yōu)勢和不足，具體體現(xiàn)在：（1）放射式：接線構(gòu)造相對(duì)簡單、成本低，該接線模式能夠促進(jìn)電荷發(fā)展，然而，該接線模式只適合配置于城市配網(wǎng)分支線路。（2）混合狀：一般用在城市配網(wǎng)接線，電網(wǎng)建設(shè)成本低、通過增設(shè)線路、轉(zhuǎn)移電荷的方法，能夠滿足城市高負(fù)荷、高需求的用電量，而且適合發(fā)展新用戶，確保電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性，受到高品質(zhì)電壓。缺點(diǎn)：構(gòu)造繁瑣、線路易遭受腐蝕發(fā)生老化，不利于配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）環(huán)形接線：構(gòu)造基礎(chǔ)、簡單，線損卻相對(duì)嚴(yán)重，有利于自動(dòng)化運(yùn)行，成本低、容易進(jìn)行統(tǒng)一控制。

2.210kV配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)理念

從本質(zhì)上來說，城市10kV配網(wǎng)架構(gòu)所需要做的，主要還是確保用電負(fù)荷量的充足，能夠不斷地滿足、動(dòng)態(tài)適應(yīng)日益增長的城市用電負(fù)荷需求量，而且需要配網(wǎng)靈活運(yùn)轉(zhuǎn)、便于調(diào)度和操作，支持負(fù)荷的科學(xué)轉(zhuǎn)移。供電安全性較高、節(jié)省成本，線路易于拓展。通常來說10kV配網(wǎng)結(jié)構(gòu)一般包括兩大部分，分別為：主網(wǎng)結(jié)構(gòu)與次網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這樣才能打造出更加簡單、明了的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，方便配網(wǎng)調(diào)度。

3　主變壓器互聯(lián)模型

表1　50WVA，63MVA，80MVA互聯(lián)模式對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)

就針對(duì)于目前我國的城市配網(wǎng)變電站而言，其主要包括了以下兩大類，即：110/10kV，35/10kV。通常把兩到三臺(tái)主變壓器配置于變電站。變電站實(shí)際接線、聯(lián)系過程中還需要著重考慮以下方面：主接線、站間聯(lián)絡(luò)等。由于變電站之間相互聯(lián)系能夠保證安全、穩(wěn)定供電，下面就將以三變電站互聯(lián)為例來分析主變壓器互聯(lián)模式。假設(shè)雙主變壓器變電站內(nèi)部低壓端選擇單母線分段接線，三主變壓器變電站內(nèi)部低壓端選擇單母線分段接線模式，同時(shí)，設(shè)定任何主變壓器出現(xiàn)故障問題，電力負(fù)荷就可以對(duì)等地轉(zhuǎn)移到與其聯(lián)絡(luò)的變電站。所選容量各自確定在：50WVA，63MVA，80MVA.同時(shí)，變電站之間聯(lián)絡(luò)較好、處于均衡狀態(tài)，由于主變壓器容量有所差異，其互聯(lián)模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)見表1。

從表1能夠看出：當(dāng)選擇3變電站模式情況下，如果對(duì)應(yīng)增設(shè)2臺(tái)主變，在沒能互聯(lián)狀態(tài)下主變壓負(fù)載率達(dá)到50%，創(chuàng)建互聯(lián)供電時(shí)，主變負(fù)載率達(dá)到84%，此時(shí)，供電能力也對(duì)應(yīng)增強(qiáng)，同時(shí)，設(shè)置3臺(tái)主變，主變負(fù)載率達(dá)到66.7%，對(duì)應(yīng)的供電能力也顯著增強(qiáng)。經(jīng)過互聯(lián)，主變壓器無論是在負(fù)載率還是供電能力方面，都顯著增強(qiáng)。從上面的圖表能夠看出，在三臺(tái)變壓器時(shí)，配置3臺(tái)主變更有效，無論在變壓互聯(lián)還是負(fù)載率方面都具有優(yōu)勢。而且由于主變壓器自身的容量不斷上升，對(duì)應(yīng)供電系統(tǒng)的供電水平也顯著提高。

4　10kV配網(wǎng)網(wǎng)架的優(yōu)化

4.1接線模式的優(yōu)化

城市配網(wǎng)的接線模式主要包括單輻射式、單環(huán)網(wǎng)式、雙環(huán)網(wǎng)式三種，并且不同的接線模式有不同的結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。具體體現(xiàn)在：（1）單輻射。該接線模式具有一定弊端，體現(xiàn)在：負(fù)面影響較大、影響范圍較廣，不能保證安全、穩(wěn)定地供電，該接線模式只適合用在對(duì)供電安全度、穩(wěn)定性要求較為放松的區(qū)域，該接線模式下，線路的負(fù)載極限值高達(dá)100%。（2）單環(huán)網(wǎng)。安全性較好、穩(wěn)定性高，線路分布清楚，線路能夠更加靈活地工作，其負(fù)載極限值達(dá)到50%。（3）雙環(huán)網(wǎng)。穩(wěn)定性強(qiáng)，安全性高，一般可以用在商業(yè)區(qū)，線路的負(fù)載率極限值也能達(dá)到66.7%。

4.2以K型站為主的接線模式

從本質(zhì)上來說，K型站的接線具有清楚、明確、靈活、出線帶繼電保護(hù)的特點(diǎn)。10kV母線能夠自行切斷，且線路中一旦出現(xiàn)故障點(diǎn)，很容易被分析、診斷出來，從而確保在短時(shí)間內(nèi)來轉(zhuǎn)移負(fù)荷，而且能夠積極地把負(fù)荷進(jìn)行有效釋放，在業(yè)界得到了充分的認(rèn)可。K型站能支持并促進(jìn)10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，主要發(fā)揮中介點(diǎn)的功能，特別是負(fù)荷較為聚集時(shí)，能夠?qū)ψ冸娬竟╇娔芰M(jìn)行有效地釋放，對(duì)應(yīng)緩解供電危機(jī)。

4.3中心城市目標(biāo)網(wǎng)構(gòu)建

城市供電，主體負(fù)荷來自于商業(yè)用電以及住宅區(qū)用電，這些城市地域中需要有較強(qiáng)的供電能力。這些地域環(huán)境中，土地空間相對(duì)有限，而且城建設(shè)施相對(duì)健全，有一定的城市規(guī)劃需求，從長期來看，可以嘗試選擇輸電線路入地模式。該城市商業(yè)中心地帶選擇二進(jìn)線K型站，以及二供一備K型站，這兩種類型的變電站同步接線，其中還涵蓋一些電纜饋線組、架空線路等，以此達(dá)到不同變電站之間電力負(fù)荷的有效轉(zhuǎn)移。

5　結(jié)語

總而言之，在本文中，我們?cè)谶M(jìn)行城市10kV配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化時(shí)，主要采用的是主變壓器互聯(lián)的方法，在進(jìn)行接線模式的選擇時(shí)，主要選用的是混合接線法，并在此基礎(chǔ)上來構(gòu)建出10kV配網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)造，從本質(zhì)上來說，這種架構(gòu)方式能夠最大化的滿足城市用電需求，并進(jìn)一步緩解城市的用電負(fù)荷壓力，確保配網(wǎng)的安全性與可靠性，并且能夠優(yōu)化平衡不同變電站之間負(fù)荷的合理轉(zhuǎn)移，其中二供一備K型站的啟動(dòng)，具有更加顯著的優(yōu)勢，能夠有效提升供電容量，確保負(fù)荷能夠有效轉(zhuǎn)移，為城市環(huán)境提供有效的供電，進(jìn)而促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]孟曉芳,樸在林,王英男,周東升,胡博. 中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化規(guī)劃方法[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2011,11:164-169.

[2]馬天男. 城市配電網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化研究[D].華北電力大學(xué),2014.

Optimization of distribution network, to promote the development of the city

Ren Yuan,Shi Tian
(Shanxi province electric power company,Shanxi Taiyuan,030001)

Abstract：Through the rational optimization of urban distribution network network,not only can effectively reduce the construction cost and investment,but also to a large extent to enhance the security of distribution network system,and promote the rapid development of the city. In this paper,the optimization of distribution network for a simple analysis,for future reference.

Keywords：distribution network; grid optimization;urban development