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        基于供電能力的變電站供電范圍優(yōu)化分析

        2016-04-25 10:13:16趙一然
        中國(guó)科技博覽 2016年14期
        關(guān)鍵詞:配電系統(tǒng)變電站

        趙一然

        [摘 要]電力資源是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要一環(huán),電網(wǎng)的供電能力在某種程度上代表了國(guó)家工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),工業(yè)與居民用電量在不斷增加,這對(duì)國(guó)家電網(wǎng)的供電能力,特別是供電范圍提出了更高的要求。本研究基于變電站的供電能力,選取了不同的外界影響因素,針對(duì)供電過程中涉及到的具體問題進(jìn)行了系統(tǒng)分析,對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化以及變電站的供電半徑、負(fù)載率提供了一些參考意見,在工程實(shí)際方面具有一定的研究?jī)r(jià)值。

        [關(guān)鍵詞]供電范圍;變電站;配電系統(tǒng)

        中圖分類號(hào):TD327.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)14-0056-01

        前言

        電力能源,是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷推進(jìn)的必要保障。我國(guó)在新中國(guó)成立后,逐步搭設(shè)了相對(duì)比較完善的供電系統(tǒng),尤其是在改革開放以后,順應(yīng)潮流,經(jīng)過經(jīng)濟(jì)體制改革,成立了國(guó)家電網(wǎng)集團(tuán),我國(guó)的電力能源行業(yè)向著標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,這標(biāo)志著整個(gè)行業(yè)的興起?,F(xiàn)階段,我國(guó)的供電網(wǎng)絡(luò)基本已覆蓋整個(gè)國(guó)家,但在供電過程中存在著一些問題,例如部分地區(qū)變電站選址不正確,負(fù)載率不均衡,利用率低,甚至造成浪費(fèi)的現(xiàn)象,這都需要引起我們的關(guān)注,投入人力物力來解決它們。

        1 目前變電站供電能力的現(xiàn)狀

        1.1 配電系統(tǒng)中存在不合理規(guī)劃

        我國(guó)目前現(xiàn)有的電力資源,在數(shù)量上可能與歐美的一些發(fā)達(dá)國(guó)家相當(dāng),但資源的利用率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。供電系統(tǒng)中最核心的就是配電系統(tǒng),即供電網(wǎng)絡(luò),它的合理程度決定了資源的利用水平。我國(guó)的配電系統(tǒng)同國(guó)外相比,大致基本框架是相似的,差距存在最大的地方來自于網(wǎng)絡(luò)的局部?jī)?yōu)化,我們對(duì)于這些細(xì)節(jié)的處理還不夠完善。目前,我國(guó)大部分城市所使用的仍然是十幾年前舊的配電系統(tǒng),這些系統(tǒng)所附屬的線路、設(shè)備有的已經(jīng)出現(xiàn)老化,但還沒有更替,這不僅對(duì)日常的工業(yè)或居民供電造成困擾,也會(huì)誘發(fā)一些潛在的安全隱患。我國(guó)部分地區(qū)現(xiàn)在實(shí)行限電政策,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)“電荒”現(xiàn)象,這都是由于當(dāng)?shù)氐呐潆娤到y(tǒng)中存在有不合理的規(guī)劃,這就需要我們認(rèn)真面對(duì)這些問題。隨著時(shí)代的進(jìn)步,城市逐漸發(fā)展,這些舊的配電系統(tǒng)提供的電能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足擴(kuò)大后的城市的需求,成為阻礙城市發(fā)展的制約因素,迫切需要解決。

        1.2 供電過程中局部負(fù)載率過大

        隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快,農(nóng)村人口不斷遷到移城市,城市的范圍逐漸變廣,管理變得復(fù)雜起來。水、電能源是居民日常生活的必需品,其需求隨著城市化程度的提高也逐漸增加。不同地區(qū)社會(huì)發(fā)展的不均衡,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)水平不同,其對(duì)電力能源的需求也各異,這就使得各個(gè)地區(qū)的電力利用率是不一樣的。負(fù)載率,是反映當(dāng)?shù)毓╇娋W(wǎng)絡(luò)實(shí)際使用情況的數(shù)據(jù),通常采用它來進(jìn)行各個(gè)地區(qū)實(shí)際用電情況的比較。一個(gè)城市的電力負(fù)載率在70%左右比較合理,此時(shí)的供電質(zhì)量及效率較好,低于30%屬于負(fù)載率過低,可能會(huì)造成能源浪費(fèi);但東部發(fā)達(dá)地區(qū)的負(fù)載率經(jīng)常達(dá)到80%以上,屬于高負(fù)載狀態(tài),此時(shí)的供電質(zhì)量很差,并且線路的高強(qiáng)度負(fù)荷工作損耗,可能導(dǎo)致對(duì)設(shè)備造成一定的損耗,繼而影響供電效率,甚至有時(shí)會(huì)造成停電現(xiàn)象?,F(xiàn)在有的城市為了避免發(fā)生局部高負(fù)載供電,對(duì)某些地區(qū)或某些時(shí)段進(jìn)行限電。

        1.3 部分電能資源利用率低

        各地區(qū)的供電網(wǎng)絡(luò)服務(wù)利用率不同,相對(duì)城市地區(qū)而言,農(nóng)村等欠發(fā)達(dá)地區(qū)的用電量無疑要小很多。電能資源的服務(wù)利用率低,大致有兩種情況。一種是在農(nóng)村等欠發(fā)達(dá)地區(qū),由于用電量較小,有相當(dāng)數(shù)量的變電站及供電線路是處于閑置狀態(tài)的,這是一種對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的浪費(fèi)。另一種是在發(fā)達(dá)城市地區(qū),變電站的出線間隔非常重要,如果出線間隔不足的話,大部分電力資源會(huì)被專線用戶占用,剩余資源不足以滿足其他用戶需求,導(dǎo)致電網(wǎng)資源利用率低[1]。通常各個(gè)地區(qū)都有自己的供電區(qū),但某些地區(qū)由于其地域的特殊性或者別的原因,需要跨供電區(qū)供電,這對(duì)于電力能源的提供及管理是十分麻煩的。對(duì)于這些特殊地區(qū),其變電站的供電范圍比較難劃分確認(rèn),一般會(huì)出現(xiàn)供電范圍重疊或者均不覆蓋的問題,造成居民或企業(yè)的用電困難,影響社會(huì)發(fā)展。

        2 如何優(yōu)化變電站的供電范圍

        2.1 對(duì)配電系統(tǒng)的性能進(jìn)行加強(qiáng)

        配電系統(tǒng),其實(shí)就是一系列供電線路的綜合控制,它是整個(gè)供電系統(tǒng)的核心。配電系統(tǒng)的優(yōu)化,將會(huì)增加供電網(wǎng)絡(luò)的合理性,使著整個(gè)電力能源行業(yè)逐漸向著標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。要想形成自動(dòng)化配電網(wǎng),就必須先讓整個(gè)國(guó)家的配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化,建立初步的框架供配電網(wǎng)絡(luò),在此基礎(chǔ)上逐漸分析調(diào)試,不斷完善。居民和企業(yè)是電力能源的主要使用者,它們的需求要首先考慮,可以采用問卷、走訪等調(diào)查形式,收集較全面的數(shù)據(jù),獲得第一手的資料。針對(duì)用戶的需求,結(jié)合日常工作的經(jīng)驗(yàn),采用科學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法,改變不同聯(lián)絡(luò)站點(diǎn)的配置問題,達(dá)到線路優(yōu)化的效果。例如,可以參考上述用戶提供的數(shù)據(jù),將比較大的供電區(qū)域,先劃分為若干的小規(guī)模供電模塊,再將其逐漸連接起來,形成一系列由小規(guī)模變電站組成而成的供電塊集合,這樣既能保證供電質(zhì)量,又能提高管理效率,為今后再進(jìn)行配電系統(tǒng)的性能提升奠定了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[2]。

        2.2 綜合調(diào)配各個(gè)變電站的供電能力

        變電站的供電范圍是考慮多種影響因素,綜合確定的較合理范圍,但在實(shí)際工作過程中,還需要考慮更多相關(guān)的問題,例如各級(jí)變電站的供電能力。只考慮變電站的供電能力的話,可以從機(jī)械設(shè)備和搭接線路兩方面來考慮。引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù),增加供電設(shè)備的數(shù)量,從根本上保障供電源頭的質(zhì)量;供電線路在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間使用下,容易老化,要組織專門的檢測(cè)人員對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督管理,防止線路破損漏電,減少供電過程中的能源損失。單個(gè)變電站的供電能力增強(qiáng),只能影響該地區(qū)的電能供給,但供電范圍是要考慮多方面因素的,需要上下級(jí)變電站的統(tǒng)一安排。上級(jí)供電網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)籌整個(gè)地區(qū)若干供電模塊的用電情況,并據(jù)此向下級(jí)供電區(qū)合理布置任務(wù),不同供電區(qū)承擔(dān)各自的任務(wù),互不交叉。在供電初始階段,先采用單聯(lián)絡(luò)方式,各級(jí)變電站相互配合,循序漸進(jìn),最終到達(dá)要求的負(fù)載率。

        2.3 合理調(diào)整變電站的供電半徑

        變電站供電范圍的直接參數(shù)就是供電半徑,其數(shù)值大小決定了供電范圍的區(qū)域。各級(jí)變電站根據(jù)地域、經(jīng)濟(jì)等因素,合理確定變電站的供電半徑,其合理取值,會(huì)增加供電質(zhì)量及效率。因此,變電站的選址極為重要,一般情況下會(huì)處于供電網(wǎng)絡(luò)的中心,方便線路的連接和傳輸。不同地區(qū),電能資源的需求是有差異的。對(duì)于電能資源需求多的地區(qū),減少專線用戶的數(shù)量,盡量將出線資源最大化利用,增加線路分段和聯(lián)絡(luò),控制負(fù)載率。當(dāng)現(xiàn)有供電半徑不能滿足需求的話,可以采用雙環(huán)(或多環(huán))聯(lián)絡(luò)方式,或者增加供電線路的等級(jí),避免電力不足和迂回供電。對(duì)于電能資源需求少的地區(qū),要適度減小供電半徑,一方面減少負(fù)載率,緩解供電壓力;另一方面有利于資源的合理調(diào)配,避免資源供給過剩。只有充分考慮到兩方面的問題,才能提出適合實(shí)際的解決方案,對(duì)供電半徑進(jìn)行優(yōu)化。

        3 結(jié)語

        我國(guó)目前的電力系統(tǒng)已經(jīng)構(gòu)建了大致的基本框架,但在細(xì)節(jié)處理方面還有較大的問題,通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)線路,調(diào)整供電半徑等手段,將逐漸完善整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)。我國(guó)的電力能源行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展,有了飛躍式的發(fā)展,但同歐美的發(fā)達(dá)國(guó)家相比,無疑還是有所欠缺的。現(xiàn)階段,電力資源量成為了國(guó)家工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一種指標(biāo),使得我國(guó)對(duì)電力行業(yè)非常關(guān)注,進(jìn)行了一系列行業(yè)內(nèi)部的整改,采用了更加先進(jìn)的管理機(jī)制,引進(jìn)了大量的優(yōu)秀人才,提升了整個(gè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

        參考文獻(xiàn)

        [1]劉芳,張子寒,基于供電能力的變電站供電范圍優(yōu)化[J],農(nóng)村電氣化,2014(2):13-14.

        [2]韓俊,面向供電能力提升的中壓配電系統(tǒng)協(xié)調(diào)規(guī)劃研究[D],天津:天津大學(xué),2014:36-39.

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