國網(wǎng)遼寧省電力有限公司遼陽供電公司 王志勤

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配電網(wǎng)規(guī)劃分析

國網(wǎng)遼寧省電力有限公司遼陽供電公司 王志勤

【摘要】科學(xué)、合理規(guī)劃配電網(wǎng)不僅是確保電網(wǎng)結(jié)構(gòu)理的基本舉措，還是促進(jìn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段，并且關(guān)系的供電區(qū)域內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。雖然目前我國配電網(wǎng)規(guī)劃在理論方法及實(shí)踐技術(shù)等方面取得了一定成果，但仍然存在著較多的問題，與預(yù)期目標(biāo)差距甚遠(yuǎn)，因此，有必要對配電網(wǎng)規(guī)劃作進(jìn)一步深入研究，從而促進(jìn)配電網(wǎng)整體運(yùn)行效率的提高。為了給配電網(wǎng)規(guī)劃實(shí)踐提供一定的參考，文章主要結(jié)合某小城市配電網(wǎng)規(guī)劃實(shí)例進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；規(guī)劃；電網(wǎng)評估；N-1

配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，是城市社會及經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中必不可缺基礎(chǔ)設(shè)施。雖然近些來，我國各地區(qū)配電網(wǎng)經(jīng)過建設(shè)與改造，在很大程度上優(yōu)化了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高了供電能力，但仍然存在局部結(jié)構(gòu)薄弱、供電能力不足、裝備水平不高等突出問題，與建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的目標(biāo)還存在著較大差距。某小城市目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢良好，集聚了現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、旅游等多項(xiàng)產(chǎn)業(yè)，是該省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的示范代表城市，若以該城市為研究對象分析配電網(wǎng)規(guī)劃，相關(guān)成果具有較強(qiáng)的示范意義。

1　配電網(wǎng)規(guī)劃理念

任何等級、規(guī)模的配電網(wǎng)規(guī)劃必須遵循一定的理念，不僅能對配電網(wǎng)規(guī)劃起到指引作用，還能作為檢驗(yàn)和評估配電網(wǎng)規(guī)劃科學(xué)性的重要指標(biāo)。

1.1各電壓等級電網(wǎng)的協(xié)調(diào)

電網(wǎng)的供電可靠性及供電能力是由各層級電網(wǎng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)帶來的整體合力，因此，各層級電網(wǎng)間的強(qiáng)弱匹配平衡是電網(wǎng)規(guī)劃能否達(dá)到最優(yōu)的關(guān)鍵性因素。各級電網(wǎng)應(yīng)因地、因網(wǎng)制宜，最大限度地調(diào)動上級或下級電網(wǎng)的供電能力和供電裕度，如果上級電網(wǎng)建設(shè)條件好、結(jié)構(gòu)強(qiáng)、裕度大，則在規(guī)劃本級電網(wǎng)時(shí)可考慮適當(dāng)簡化并降低建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，反之可以提高建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為上級電網(wǎng)提供必要支撐。電網(wǎng)層次強(qiáng)弱匹配主要有“強(qiáng)-簡-強(qiáng)”、“強(qiáng)-強(qiáng)-簡”、“強(qiáng)-簡-簡”三種模式，但不應(yīng)拘泥于固定模式，應(yīng)取決于電網(wǎng)可靠性要求、現(xiàn)狀基礎(chǔ)和電源系統(tǒng)三方面需求，對于城市電網(wǎng)規(guī)劃而言，可遵循以下原則：

(1)高壓配電網(wǎng)要結(jié)合上下各級電網(wǎng)的具體需求考慮，即要對下級電網(wǎng)提供正常的主供電源，同時(shí)也要對上級電網(wǎng)提供故障后的聯(lián)絡(luò)互供能力，一般采用如環(huán)網(wǎng)、鏈?zhǔn)健接等互相支援的結(jié)構(gòu)。

(2)中壓配電網(wǎng)取決于可靠性需求和負(fù)荷密度，一般來講城市中心區(qū)域供電可靠性要求高，必須要建立一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)的高度互聯(lián)中壓配電網(wǎng)，而對于偏遠(yuǎn)供電要求低的區(qū)域，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以采用簡單聯(lián)絡(luò)或輻射形式。

1.2“N-1”準(zhǔn)則的應(yīng)用

在配電網(wǎng)規(guī)劃過程中，“N-1”準(zhǔn)則的遵循與應(yīng)用尤為重要，但其也有一定的適用范圍，并非電網(wǎng)中所有場合、所有元件都適用“N-1”。例如1回輸送功率為25MW的35kV線路和1回輸送5MW功率的110kV線路相比哪個(gè)更需要符合“N-1，答案顯然是前者；再例如母線故障時(shí)跳開與之相連的所有電氣元件，等同于多重故障，此時(shí)不適用“N-1”，這是規(guī)劃實(shí)踐中應(yīng)該注意的地方。另外，對于電壓等級較低、負(fù)荷較輕的配電系統(tǒng)，“N-l”故障后完全“不失負(fù)荷”很難實(shí)現(xiàn)，而且考慮到建設(shè)投資成本也沒有必要。

2　配電網(wǎng)現(xiàn)狀與評估

結(jié)合以上配電網(wǎng)規(guī)劃理念，對該城市中心區(qū)域目前的配電網(wǎng)進(jìn)行評估，具體結(jié)果如下：

(1)高壓配電網(wǎng)。中心區(qū)域內(nèi)110千伏A變，保持一定裕度，電網(wǎng)運(yùn)行狀況良好，基本滿足該區(qū)域內(nèi)近期負(fù)荷增長需求，110千伏線路和主變均滿足“N-1”校驗(yàn)。35千伏B變?yōu)閱尉€單變站，負(fù)荷較重且向周邊電網(wǎng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷能力不足，35千伏線路和主變不滿足“N-1”校驗(yàn)。

(2)中壓配電網(wǎng)。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，17.6％的10千伏線路供電半徑不滿足要求，88.2％的線路導(dǎo)線截面不滿足要求，重載線路占比17.6％，單輻射線路占比較高，絕緣化率和電纜化率較低，線路轉(zhuǎn)供能力不足。單輻射線路被直接認(rèn)為不滿足“N-1”校驗(yàn)，存在聯(lián)絡(luò)的線路中也只有25％滿足“N-l”校驗(yàn)，46.6％的1MW負(fù)荷組不滿足“N-l”校驗(yàn)。

(3)低壓配電網(wǎng)。低壓架空線路有8.7％導(dǎo)線截面未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，部分桿塔、配變箱設(shè)備需更換，無功補(bǔ)償容量不夠等問題。

3　配電網(wǎng)改造規(guī)劃

3.1高壓配電網(wǎng)改造規(guī)劃

該城市中心區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的110千伏A變主變、線路均有較大裕度，滿足“N-1”原則校驗(yàn)，能滿足2015-2017年供電需要，因此110千伏電網(wǎng)維持現(xiàn)狀。

35千伏B變是單線單變站，經(jīng)過評估，主變、線路均不滿足“N-1”校驗(yàn)，同時(shí)下級電網(wǎng)可轉(zhuǎn)供裕度不足。由于該區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，已有變電容量不能滿足規(guī)劃年負(fù)荷增長需求，且隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，用戶對供電可靠性的要求提升，故計(jì)劃對35千伏B變電站通過利舊方式對主變進(jìn)行增容。計(jì)劃增加1回B變35千伏進(jìn)線，使其形成雙線雙變。目前B變T接點(diǎn)至變電站為雙回雙架，但僅有1回線路進(jìn)變電站，因此計(jì)劃將另1回線路搭接至A變至C變35千伏聯(lián)絡(luò)線。

3.2中壓配電網(wǎng)改造規(guī)劃

在現(xiàn)狀分析評估的基礎(chǔ)上，充分考慮示范區(qū)負(fù)荷性質(zhì)對配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的影響和要求，構(gòu)建既堅(jiān)強(qiáng)可靠又相對簡化的配電網(wǎng)架，避免重復(fù)建設(shè)和浪費(fèi)，提高電網(wǎng)運(yùn)營效率和效益。

3.2.1改造規(guī)劃思路

針對上述中壓配電網(wǎng)中存在的問題，擬采取如下措施予以解決：

(1)重點(diǎn)解決線路“卡脖子”問題、實(shí)現(xiàn)lOkV線路聯(lián)絡(luò)率達(dá)到100％。通過更換主干線路小截面導(dǎo)線，提高線路的供電能力，優(yōu)先更換線路負(fù)載率高且主干線路“卡脖子”的小截面導(dǎo)線。同時(shí)通過新建線路，將單幅射線路實(shí)現(xiàn)“手拉手”，實(shí)現(xiàn)10kV線路聯(lián)絡(luò)率達(dá)到100％。

(2)結(jié)合35千伏B變擴(kuò)建10千伏配套工程，通過新建線路重點(diǎn)解決線路負(fù)載率高，且轉(zhuǎn)供能力不足的問題，合理切分負(fù)荷組，進(jìn)一步完善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

(3)隨著負(fù)荷增長需要，結(jié)合線路的改造，逐步提高絕緣化率，縮短線路供電半徑，對線路進(jìn)一步合理分段完善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，基本完成目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)建。

3.2.2改造規(guī)劃方案

目前該城市中壓配網(wǎng)以單輻射為主，部分線路為同一變電站同一母線下級線路間聯(lián)絡(luò)，線路主要以架空線線路為主，線路分段數(shù)過少。

規(guī)劃以“架空多分段適度聯(lián)絡(luò)”作為該城市中壓配網(wǎng)近期主要模式，重點(diǎn)對現(xiàn)狀分析評估中不滿足“N-1”校驗(yàn)的線路、負(fù)荷組等進(jìn)行優(yōu)化改造，通過改造線路小截面導(dǎo)線、合理調(diào)配負(fù)荷組、調(diào)整分段開關(guān)位置，切改大容量用戶或支線，增加聯(lián)絡(luò)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)lO千伏配網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理，簡明清晰。

3.3低壓配電網(wǎng)建設(shè)和改造規(guī)劃

3.3.1改造規(guī)劃思路

(1)電能質(zhì)量方面，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，增加供電能力；增加配變布點(diǎn)，深入負(fù)荷中心，縮短低壓線路供電半徑，合理分布導(dǎo)線截面，提高用戶供電質(zhì)量。

(2)電壓電網(wǎng)線損方面，通過建設(shè)改造，更換截面過細(xì)、供電半徑過長以及運(yùn)行時(shí)間長的低壓導(dǎo)線，合理選擇配電變壓器的型號、布點(diǎn)位置，提高配變臺區(qū)功率，合理分配負(fù)荷，降低低壓配網(wǎng)電能損耗。

3.3.2改造規(guī)劃方案

低壓配電網(wǎng)主要對導(dǎo)線截面不符合要求、電桿高度不達(dá)標(biāo)、接戶線和配電箱運(yùn)行年限較長的設(shè)備進(jìn)行更換。另外，基于長遠(yuǎn)考慮，低壓電網(wǎng)在滿足地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對負(fù)荷增長的需求基礎(chǔ)上應(yīng)保留一定裕度，適度超前，但要可靠適用、節(jié)能環(huán)保。

4　結(jié)語

事實(shí)證明，通過采取以上規(guī)劃策略，該城市中心區(qū)域的配電網(wǎng)供電可靠性及供電能力得到了很大幅度的提升，各項(xiàng)指標(biāo)都已滿足要求。其中，規(guī)劃后主干線及分支線截面達(dá)標(biāo)率100％，單輻射線路0條，線路聯(lián)絡(luò)率為100％，負(fù)荷組“N-1”校驗(yàn)通過率100％，10kV供電半徑均滿足導(dǎo)則規(guī)定，柱上開關(guān)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)配置，新建和增容臺變標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，無重載線路，轉(zhuǎn)供能力也達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)。這充分說明了以上配電網(wǎng)規(guī)劃方法的科學(xué)性和有效性，可為類似配電網(wǎng)規(guī)劃提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]陸杭.蕭山配電網(wǎng)規(guī)劃研究[D].北京:華北電力大學(xué),2014.