最大供電能力視角下的配電網(wǎng)規(guī)劃方式分析

呂英杰

摘要：最大供電能力是衡量配電往規(guī)劃效果的主要指標，被廣泛應(yīng)用在城市配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、改造中。目前最大供電能力的計算方法為立足N-1安全準則，并充分考慮配電網(wǎng)中運行約束條件和配電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的計算方法。本文圍繞這一計算方法，先對比分析了傳統(tǒng)規(guī)劃和在N-1規(guī)劃的區(qū)別，然后分析了最大供電能力計算模型，最后提出最大供電能力視角下的配電網(wǎng)規(guī)劃方式。希望對我國智能電網(wǎng)規(guī)劃有一定幫助。

關(guān)鍵詞：最大供電能力;配電網(wǎng)規(guī)劃;開關(guān)性質(zhì);變壓器出線

引言

最大供電能力配電網(wǎng)規(guī)劃的核心為，在充分了解電網(wǎng)系統(tǒng)最大供電量的基礎(chǔ)上，制定出一套科學合理的配電規(guī)劃方案，從而為配電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計提供有效的數(shù)據(jù)支持和理論指導(dǎo)，提升配電網(wǎng)的安全性和可靠性。此外在最大供電能力視角下進行配電網(wǎng)規(guī)劃，還能實現(xiàn)經(jīng)濟化降低經(jīng)營成本，促使配電網(wǎng)規(guī)劃更加整體化?；诖耍疚慕Y(jié)合理論實踐，對最大供電能力視角下的配電網(wǎng)規(guī)劃方式做了如下分析。

1、最大供電能力配電網(wǎng)和傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃對比分析

傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃主要涉及到以下幾個方面：1）分析城市用電現(xiàn)狀;2）收集供電負荷和用電數(shù)據(jù)，并進行分析預(yù)測;3）根據(jù)分析、預(yù)測的結(jié)果進行制定配電網(wǎng)規(guī)劃方案。通過這三步可對城市配電網(wǎng)和變電站的建設(shè)進行合理規(guī)劃，但多年的應(yīng)用結(jié)果表明，雖然傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃方式存在一定的缺陷，但覆蓋范圍比較大，基本上滿足了我國城鄉(xiāng)區(qū)域的用電要求，為更好的促進發(fā)展，需要對現(xiàn)有配電網(wǎng)進行全面優(yōu)化，才能滿足智能化電網(wǎng)發(fā)展的需求。

在城市化進程不斷加劇的背景下，實現(xiàn)配電網(wǎng)的智能化、現(xiàn)代化顯得尤為重要，隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，大量土地資源被占用，導(dǎo)致新建變電站和架設(shè)饋線的難度越來越大。配電網(wǎng)規(guī)劃主要分為三個步驟：選址、定容、布線。需要對變電容量進行充分估量，并用N-1計算方法對配電站的變量進行合理分配，從而實現(xiàn)最大供電能力的配電網(wǎng)規(guī)劃。傳統(tǒng)規(guī)劃方式和N-1計算方法對比結(jié)果表如表1所示：

從表1中可以看出，傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃，無論運行模式和規(guī)劃方式都相對比較保守，比如：如果用電量增加，則可以通過增加變電容量的方式滿足需求，但增加容量會增加供電系統(tǒng)的風險系數(shù)，電力設(shè)備在運行中，增加變電容量，但平均負載率不變時，會引發(fā)一系列用電故障，不利于供電穩(wěn)定性的提升。因此，就我國目前配電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀而言，在規(guī)劃時最佳的方法減少變電站互供負荷的無用功，提升電力設(shè)備運行效率，

2、最大供電能力計算模型

如果供電區(qū)域由N座變電站共同組成，則其最大供電能力計算的目標函數(shù)為：

約束最大供電能力的條件為：

上述公式中，Tsc表示最大供電能力的負荷值，Pi表示第i個變電站中主變間轉(zhuǎn)移負荷和站件饋線轉(zhuǎn)移負荷的和;N表示供電區(qū)域變電站的總數(shù)量;PGi表示第i個變電站中主變轉(zhuǎn)移的負荷;Pi，j，k表示i座變電站和第j座變電站通過第k條站件聯(lián)絡(luò)線轉(zhuǎn)移的負荷;m表示第i座變電站和第j座變電站聯(lián)絡(luò)饋線總數(shù);Kijk表示由第i座變電站轉(zhuǎn)移至第j座變電站供電;Ni表示第i座變電站主變總數(shù);PTi。y表示第i座變電站第y臺主變額度的容量;PTmaxi表示第i座變電站單臺主變額定容量的最大值，PLmaxi，j，k表示聯(lián)絡(luò)饋線的最大傳輸容量【1】。

3、最大供電能力視角下的配電網(wǎng)規(guī)劃方式

目前很多配電網(wǎng)都已經(jīng)投入運行，為避免影響人們正常用電，需要原配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上進行升級改造，在確保供電可靠性的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)最大供電能力。就目前我國配電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀而言，影響配電網(wǎng)電能提升的主要原因體現(xiàn)在一下幾個方面：

饋線負荷分布不夠均勻，一些饋線已經(jīng)達到了其能承受的最大值，但也有一些饋線還有提升空間，影響了整個配電線路負載的提升。

配電線路的供電半徑太長，使得線路末端壓降過大。

配電系統(tǒng)中變壓器頻繁發(fā)生出線問題，負荷過重。

針對這三點影響因素，本文從改變關(guān)狀態(tài)并新建聯(lián)絡(luò)開關(guān)、新建輸電線路、改變變壓器出線三個方面入手來改善配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)饑結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)最大供電能力的配電網(wǎng)規(guī)劃。

3.1改變關(guān)狀態(tài)并新建聯(lián)絡(luò)開關(guān)

把原配電網(wǎng)中的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，轉(zhuǎn)變?yōu)榉侄伍_關(guān)，并把原來的聯(lián)絡(luò)線路改為正常運行線路，并重新加裝了聯(lián)絡(luò)開關(guān)，通過這樣的方法可實現(xiàn)配電網(wǎng)負荷的重新分配，此外，還能有效消除配電網(wǎng)某些比較薄弱的供電環(huán)節(jié)，降低運行故障發(fā)生的概率，提升配電系統(tǒng)運行的安全性和可靠性【2】。操作原理圖如圖1所示：

X圖1中，1號線是配電系統(tǒng)中負荷比較大的線路，線路距離也比較長，2號線負載相對比較小，線路也比較短。圖中虛線部分聯(lián)絡(luò)線路，經(jīng)過改變關(guān)狀態(tài)并新建聯(lián)絡(luò)開關(guān)處理后，把原來的聯(lián)絡(luò)線設(shè)在2號線路上，聯(lián)絡(luò)開關(guān)改為分段開關(guān)，并在1號線上增加聯(lián)絡(luò)線路和開關(guān)，聯(lián)絡(luò)開關(guān)安裝在原分段開關(guān)的位置，從而達到提升供電能力。

3.2新建線路

重新搭接一條線路，把重載線路中的部分符合，轉(zhuǎn)移到輕載線路上，平衡供電負荷。以圖1為例，1號線為重載線路，2號線為輕載線路，則可以在1號線上重新搭接一套線路，把1號線上的其中一個分支帶到2號線，促使1號線和2號線的負荷相對平衡，大量實例表明，通過新建線路可有效提升配電網(wǎng)的供電能力，而且也是目前我國配電網(wǎng)中實現(xiàn)最大供電能力的主要規(guī)劃方法【3】。

3.3合理改變變壓器出線

如果配電網(wǎng)中變壓器中的負荷比較大，并且出線條數(shù)較多，則可以把變壓器上饋線轉(zhuǎn)移到出線較少的變壓器上，也可以把變壓器上兩條負載率較低的饋線合并為一條饋線，來解決出線條數(shù)比較多的問題。

變壓器饋線轉(zhuǎn)移原理圖如圖2所示：

圖2中變壓器1的出線比較多，變壓器2的出線比較少。如果變壓器1的某條饋線末端比較接近變壓器2，則此時可以在變壓器2和此條線路末端重新搭建一條新線路，促使饋線上的負荷整體轉(zhuǎn)移到變壓器2上，此時規(guī)劃設(shè)計方法，既能降低變壓器1的運行負荷，也有利于平衡變壓器的負載率，從而提升配電網(wǎng)的供電能力。

如果變壓器1和2的線路都比較短，負載率也比較低，則通過在二者之間重新搭建一條線路，并作連接的節(jié)點處安裝一個開關(guān)箱，將饋線合并為一條線路，也可以達到平衡變壓器負載率的目的，從而進一步提升供電能力。

4、結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合理論實踐，分析了最大供電能力視角下的配電網(wǎng)規(guī)劃方式，分析結(jié)果表明，在實際配電網(wǎng)中，普遍存在重載線路后者供半徑較長的線路，也是影響配電網(wǎng)供電能力提升的主要限制因素，通過轉(zhuǎn)移線路負荷或者新建線路可有效解決這一問題，從而提升配電網(wǎng)的供電能力。隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對供電質(zhì)量提出了更高的要求，需要電力單位不斷優(yōu)化配電網(wǎng)規(guī)劃方法，才能實現(xiàn)最大能力，更好的為人民服務(wù)。

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