基于供电可靠性的中压配电网目标网架研究

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　　摘要：本文主要的课题是目前国内10kV中压配电网架结构的研究，随着电网中关于中压配电网目标网架可靠性的问题研究的不断深入和智能电网的快速高水平的发展，中压配电网目标网架构建方案成为了电力企业研究的热点问题。文章首先分析了国内城市中压配电网供电的特点，并提出供电中压配电网构建的思路与原则，进而分析了网架选择需考虑的因素，最后对压配电网目标网架进行了研究，为中压配电网远景目标网架规划提供指导。
　　关键词：中压、配电网、目标网架、规划
　　0背景
　　随着城市规划建设的快速发展，城市规模不断扩大，建设标准不断提高，对电力供应的能力及供电可靠性均提出了较高的要求，各级电力企业、部门对供电能力及供电可靠性提出了详细的要求、标准[1]。10kV中压配电网网架的建设直接关系到用户的供电质量及可靠性水平。城市区域电网发展主要包括大量工业区、开发区、住宅区、文化区的混合电网，10kV配电网网架的优化规划一直是供电部门的现实问题。深圳供电局在多年中压配电网建设的经验基础上，初步总结了关于中压配电网目标网架建设的相关原则及指标，并进行了实践应用。本文在此基础上对中压配电网目标网架建设的相关问题作初步探索[2]。
　　1.10kV中压配电网的现状及存在的主要问题
　　近年来，国家投入了大量资金对城市电网及农村电网进行改造，取得了阶段性的成果，但由于电源不足等先天问题，配电网网架的优化规划一直是供电部门难以解决的现实问题。随着近郊城市化程度的迅速提高，对配电网网架结构提出了较高要求，而中压配电网网架结构不合理的矛盾日益突出，主要表现如下。
　　1.1电缆线路改造施工难度大
　　目前许多城市规划已提出架空线入地、电缆化等要求，新建架空线的通道已很困难，但电缆沟道的建设以及电缆线路的建设投资均远远高于架空线[3]。往往需要配合道路改扩建、新建道路同步建设市政电缆沟道，市政道路建设滞后造成电气设施建设滞后。电缆沟道的土建建设投资大，电缆沟道建设资金是困扰城市供电建设的难题，急需各级政府部门与电力部门协商解决。
　　1.2城市用电负荷情况难掌握
　　由于目前城市建設的项目规模日益扩大，建设用地面积及建筑容积率不断提高，高层建筑、大型商业体越来越多[4]，用电需求剧增。电力部门应积极与政府相关部门配合，对项目用电负荷、性质、用电时间进行长期、不断的跟踪。
　　1.3设备多线路情况复杂
　　现有配电网10kV线路以辐射供电为主，负载率过高，分段不合理，联络数过少，无法满足“N-1”安全准则[5]。同时现有配电网变电站电源点过少，10kV出线间隔过少，小容量中压用户占用变电站10kV间隔过多，导致变电站10kV间隔仓位利用率低下。网架不合理，线路长、用户多，10kV线路供电半径过大。
　　2.10kV中压配电网目标网架建设思路
　　2.110kV中压配电网发展规划
　　随着城市规划建设的快速发展，电网规划需满足城市和人民生活的用电要求，技术先进合理、运行安全经济、满足城市电网可靠性要求的现代化城市电网[6]。电网规划应纳入城市总体规划中，由于城市规划项目与建设时间的不确定性，使10kV中压配电网规划难度加大。深圳供电局对10kV中压配电网规划采取五年总规划，每年度根据配网现状及负荷发展情况对10kV中压配电网进行改造，并在年度实施建设。在电网规划中确定了对10kV配电网中压配电网目标网架、供电可靠性、电压合格率、线损率、架空绝缘化率等指标，同时也提出配网自动化技术等提高运行管理水平。
　　2.210kV中压配电网目标网架建方案
　　中压配电网目标网架思路就是将配电网供电区域划分为多个供电分区，以配电网现状评估分析为基础，依据地区控制性详细规划，对不同用地性质和开发深度的地块进行归类，结合典型负荷预测模型，开展规划区域空间负荷预测，按照供电区域差异化的规划标准，确定中压配电网目标网架接线模式，科学地将各供电分区划分为若干供电网格，达到“手拉手”和满足“N-1”安全准则[7]。在架空网络建设完善过程中，通过分段建设及过渡方案的考虑。在初期负荷较轻的情况下，采用单分段和单联络方式，每回线路负载率为50%。当线路负载率达到67%左右，采用的两分段两联络方式，负载率为75%，采用的多分段多联络方式。以上不同方式应该是循序渐进、逐步优化的过程，并根据附近电源点的情况因地制宜、适度发展，使用这种方法实现中压配电网目标网架的可靠性供电。
　　图1中压配电网目标网架解决方案
　　3.解决中压配电网问题的构架的可靠性方案技术
　　3.1建立一种新型10kV中压配电网目标网架结构的技术方案
　　（1）以电源点为中心，分布配置的方案
　　对于正处在快速发展期的配电网络，由于现有电源点缺乏，10kV出线间隔过少，小容量中压用户占用变电站10kV间隔过多，导致变电站10kV利用率低下[8]。考虑到10kV型站接线方式清晰、灵活，其出线带继电保护，且10kV母线带自切，故障点判断容易，可较快实现负荷转移，具备较强的负荷释放能力，故在优化10kV配电网结构的过程中，以电源点为中心，分布配置变电站。
　　（2）分层分区适度交错的方案
　　长期以来，10kV配电网网架一直存在着错综复杂、参差不齐的混乱状态，这给配电网的运行带来很大的隐患，其主要原因是地区发展不平衡，配电网网架结构没有一个统一的规划原则。在配网规划中，应该按照分层分区、适度交错的原则，理顺配电网层次结构，明确区块的性质，做到结构合理，避免不同性质的配电网结构无序交错。
　　（3）采用划分供电网格的方案
　　结合负荷预测结果，根据确定的目标网架接线模式，将供电区域按照城市路网（含规划路网）或自然分界，细分为若干个网格。负荷发展成熟网格和负荷快速发展网格，每个目标网格大小宜按一组标准接线的供电能力确定，不应超过三组接线。网格内线路应能独立承担该网格的正常供电任务，满足网格内的电力负荷需求，并预留有一定裕度以满足日后的负荷增长需要。负荷发展不确定网格是因负荷的不确定性使然，做到井然有序。
　　3.210kV中压配电网网架规划的实施
　　结合中长期变电站布点规划开展规划，确定每个网格电源点。电源点选择应满足就近原则，考虑合理的供电半径。每个网格内电源点原则上应至少来自两个不同的变电站，对于同一变电站供电的线路，应来自不同的母线段。每个变电站的负载应尽量保持均衡，避免出现重载或轻载主变。根据地块组团情况、道路情况，按照导则中的供电安全标准要求规划目标网架上各个节点，包括开关站、开闭所、环网柜、柱上开关等，做到分段合理，并明确各类节点的作用和性质。通过开关站、开闭所、柱上开关等主要节点进行联络，设置合理的正常运行方式和检修运行方式，具有固定的运行方式。并根据不同地区的特点制定相应的目标值。根据用户申请容量大小，设置相适应的供电方案。
　　4.结论
　　合适选择中压配电网的网架的建设，为用户提供合格、可靠、经济的电力是电力系统在今后工作中重点的工作目标，本文通过对深圳供电局10kV中压配电网改造工程的分析，通过该工程的先进理念，提出了中压配电网构架的构建思路及原则，并且通过深圳市10kV中压配电网实施后具有良好的效果，对中压配电网可靠性的提升远景目标网架规划有着重要的指导意义。
　　参考文献
　　[1]代力东.初论适合城市电网规划的负荷预测方法[J].中国电力，2016，7（32）.
　　[2]陈庭记，程浩忠，何明，等.城市中压配电网接线模式研究[J].电网技术，2015，24（9）.
　　[3]陈章潮，唐德光.城市电网规划与改造[M].北京：中国电力出版社，2016.
　　[4]张崇见.基于模糊集理论的空间负荷预测及中压配电变压器优化规划[D].天津：天津大学，2008.
　　[5]上海中、低压电网配置原则及典型设计[S].上海市电力公司，2016.
　　[6]10kV配电网目标网架建设[S].市南供电公司，2016.
　　[7]谢晓文，刘洪中压配电网接线模式综合比较[D].电力系统及其自动化学报，2017.3.
　　[8]林韩，陈彬，吴涵，等面向远景目标网架的中压配电网供电模型[D].电力系统及其自动化学报，2015.5.
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