曾昌杰(廣東電網(wǎng)河源連平供電局,廣東河源 517100)
?
在電力市場(chǎng)條件下的配網(wǎng)規(guī)劃方法探究
曾昌杰
(廣東電網(wǎng)河源連平供電局,廣東河源 517100)
【摘要】配網(wǎng)是現(xiàn)代化城市以及新農(nóng)村的重要基礎(chǔ)設(shè)施,對(duì)其進(jìn)行合理規(guī)劃,改變現(xiàn)階段配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)薄弱的現(xiàn)狀迫在眉睫。本文研究了配網(wǎng)的現(xiàn)狀及其規(guī)劃,對(duì)電力市場(chǎng)的特點(diǎn)進(jìn)行了概述,介紹了集中電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法,深入研究了電力市場(chǎng)條件下配網(wǎng)的規(guī)劃方法,著重對(duì)配變臺(tái)區(qū)和低壓線路的規(guī)劃方法及研究成果進(jìn)行了闡述。本文闡述的規(guī)劃方法具有可行性和實(shí)用性,對(duì)中低壓配網(wǎng)的規(guī)劃具有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】電力市場(chǎng) 負(fù)荷預(yù)測(cè) 配網(wǎng)規(guī)劃 低電壓 無(wú)功補(bǔ)償
中低壓配網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的末端環(huán)節(jié),為廣大人民群眾直接提供電能,其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)生產(chǎn)和生活產(chǎn)生直接影響。為了促進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)以適應(yīng)社會(huì)的需要,針對(duì)目前中低壓配網(wǎng)薄弱的情況,對(duì)中低壓配網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃十分必要。本文對(duì)電力市場(chǎng)條件下,中低壓配網(wǎng)的規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行了研究。
電力市場(chǎng)是開(kāi)放的、競(jìng)爭(zhēng)的,同時(shí)又具有計(jì)劃性和協(xié)調(diào)性。電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何操作都會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響,因此電力市場(chǎng)需要具有一定的計(jì)劃性。為了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)本身需要做到的供需平衡,因此需要電力市場(chǎng)供應(yīng)者以及用戶之間相互協(xié)調(diào)。
傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃,是在已知的負(fù)荷預(yù)測(cè)方案以及電源建設(shè)的前提下,確定最優(yōu)電網(wǎng)結(jié)構(gòu),以滿足電網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)維成本最低,同時(shí)又能滿足用戶對(duì)電力的需求。傳統(tǒng)條件下,負(fù)荷預(yù)測(cè)、電源建設(shè)這些因素都是可控的。但是在建立電力市場(chǎng)后,發(fā)輸配售各個(gè)環(huán)節(jié)互相分離,負(fù)荷發(fā)展、電源建設(shè)、系統(tǒng)潮流都不可控,電網(wǎng)規(guī)劃將面臨更多不能確定的市場(chǎng)因素。因此電力市場(chǎng)條件下的電網(wǎng)規(guī)劃將面臨更大的困難。
3.1 負(fù)荷預(yù)測(cè)的概述
電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ),對(duì)變電站主變?nèi)萘俊?0kV配電變壓器容量、無(wú)功補(bǔ)償容量等都與其密切相關(guān)。為了確保供電方案正確、投資效益最大化,都需要做出準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測(cè)。電力的發(fā)展要與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng),快捷、精確的負(fù)荷預(yù)測(cè),能決定電力規(guī)劃的投資是否正確,以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。在收集和分析調(diào)研數(shù)據(jù)過(guò)程中,要深入研究該地區(qū)負(fù)荷特性變化的特點(diǎn)、負(fù)荷特性質(zhì)變的規(guī)范、影響負(fù)荷特性的主要因素以及負(fù)荷特性變化的趨勢(shì)。
3.2 負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法
3.2.1 人均用電指標(biāo)法
通過(guò)未來(lái)人口的規(guī)模以及用電水平預(yù)測(cè)用電量,在通過(guò)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)的規(guī)律值估算未來(lái)年最大負(fù)荷值。
i
W為第i年預(yù)測(cè)總用電量;iC為未來(lái)第i年人均用電量;iA為未來(lái)第i年預(yù)測(cè)人口數(shù);iP為未來(lái)第i年的負(fù)荷預(yù)測(cè)值;MAXiT為未來(lái)第i年預(yù)測(cè)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。
3.2.2 分區(qū)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)
根據(jù)行政區(qū)域范圍,從不同負(fù)荷性質(zhì)進(jìn)行劃分如生活用電、工業(yè)用電、商業(yè)用電等。根據(jù)不同的負(fù)荷類型及特性,確定負(fù)荷發(fā)展規(guī)律,預(yù)測(cè)出該地區(qū)的負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)。然后累加得到該地區(qū)負(fù)荷總和,將負(fù)荷同時(shí)率等因素考慮進(jìn)來(lái),得到未來(lái)年最大負(fù)荷。
或按照變電站的供電范圍進(jìn)行分區(qū),收集各變電站歷年最大負(fù)荷值,找出各變電站古河的發(fā)展規(guī)律,建立對(duì)應(yīng)的負(fù)荷模型,對(duì)各變電站未來(lái)的年負(fù)荷值進(jìn)行預(yù)測(cè),最后將各變電站的預(yù)測(cè)值累加,將負(fù)荷同時(shí)率等因素考慮進(jìn)來(lái),得到未來(lái)年最大負(fù)荷。
3.2.3 分10kV線路進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)
分別收集各10kV線路歷年的運(yùn)行最大負(fù)荷值,累加各10kV線路最大負(fù)荷值,將負(fù)荷同時(shí)率等因素考慮進(jìn)來(lái)。收集該地區(qū)歷年最大負(fù)荷值,綜合考慮,找出各線路負(fù)荷發(fā)展規(guī)律,建立數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)未來(lái)負(fù)荷同時(shí)率和未來(lái)最大負(fù)荷值。對(duì)各條10kV線路未來(lái)年最大負(fù)荷值進(jìn)行累加,將負(fù)荷同時(shí)率等因素考慮進(jìn)來(lái),得到未來(lái)年最大負(fù)荷。
4.1 低壓配電臺(tái)區(qū)規(guī)劃
低壓配電網(wǎng)的規(guī)劃原則是“多布點(diǎn)、小容量、短半徑”。對(duì)低壓配電臺(tái)區(qū)的分析主要是從配電容量、型號(hào)、所帶負(fù)荷、供電范圍等入手,需要確定供電半徑是否合適,配變損耗如何,該地區(qū)配變是否需要增容或新增配電變壓器。
實(shí)地調(diào)研查看現(xiàn)配變的負(fù)荷情況以及今后該地區(qū)負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè),再基于負(fù)荷情況以及供電范圍進(jìn)行配變的容量及其分布點(diǎn)。對(duì)于長(zhǎng)期過(guò)載的配變、不能滿足該地區(qū)負(fù)荷發(fā)展的配變或運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)損耗過(guò)大的舊配變,則要合理選擇配變型號(hào)及容量,改造或新增配變。
節(jié)能型變壓器,可以選擇S11型及以上的節(jié)能型配電變壓器,具有良好的節(jié)能效果。調(diào)容變壓器具有2個(gè)容量等級(jí),根據(jù)負(fù)荷大小進(jìn)行調(diào)節(jié),適用于季節(jié)性負(fù)荷變化大的農(nóng)網(wǎng)。
對(duì)于住宅小區(qū),其日負(fù)荷變化大但季節(jié)性不明顯。目前常見(jiàn)的是采用一臺(tái)變壓器供電,容量不能調(diào)整。但若容量過(guò)大,則增加了變壓器的空載損耗和負(fù)載損耗,容易出現(xiàn)大馬拉小車的情況,運(yùn)行起來(lái)不夠經(jīng)濟(jì)。在重新規(guī)劃時(shí),可以采用子母變壓器方案進(jìn)行節(jié)能。在臺(tái)區(qū)按照總?cè)萘恳笈渲?臺(tái)變壓器,一臺(tái)大容量,一臺(tái)小容量。子母變壓器根據(jù)日負(fù)荷情況自動(dòng)投退,負(fù)荷低谷階段只投入小容量變壓器,負(fù)荷正常階段只投入大容量變壓器,負(fù)荷高峰期將兩臺(tái)同時(shí)投入運(yùn)行。
4.2 低壓線路規(guī)劃
對(duì)低壓線路的分析主要從線路的供電半徑、導(dǎo)線型號(hào)、運(yùn)行年限、老化情況、負(fù)荷分析等入手。
線路供電半徑的長(zhǎng)度與用戶的電壓質(zhì)量有關(guān),若供電半徑過(guò)長(zhǎng),則容易電壓偏低,難以保障用戶電壓質(zhì)量。導(dǎo)線的型號(hào)可以判斷出導(dǎo)線截面積是否滿足要求,會(huì)不會(huì)出現(xiàn)由于導(dǎo)線偏細(xì)造成供電瓶頸。投運(yùn)年限可以分析出供電安全可靠性,老化情況可以排查線路安全隱患。
在規(guī)劃過(guò)程中要著重注意以下幾點(diǎn)。
第一,配網(wǎng)一般采用以變壓器為中心的放射式接線,對(duì)于線路長(zhǎng)、分支多的情況則考慮分段。對(duì)于縣城、重要的集鎮(zhèn),逐步建立環(huán)網(wǎng)式架構(gòu),合理分片分段。
第二,盡可能合理分好供電區(qū)域,縮短供電半徑,避免迂回供電。
第三,新建線路線徑應(yīng)選擇絕緣線,線徑按每戶大于4kW進(jìn)行考慮。10kV配電線路線徑不能盲目求大,線路最大用電負(fù)荷MAXP按照下式估算。
K1為負(fù)荷同時(shí)率系數(shù); K2為配變負(fù)荷率系數(shù); Pt為單條線路配電變壓器容量和。對(duì)于居民負(fù)荷, K1、 K2取值范圍在0.35~0.5,具體設(shè)置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況定。工業(yè)用電負(fù)荷則取上限值。以15~20年內(nèi),線路最大負(fù)荷電流不超過(guò)導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電流來(lái)確定導(dǎo)線的線徑。
第四,通過(guò)合理按照變電站的分布以及供電廳劃分供電,確定供電區(qū)域的最大用電負(fù)荷。
4.3 無(wú)功補(bǔ)償規(guī)劃
中低壓配網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償是按照“全面規(guī)劃,合理布局,分級(jí)補(bǔ)償,就地平衡”的原則進(jìn)行配置。10kV配電所內(nèi),無(wú)功補(bǔ)償裝置安裝在低壓側(cè)母線上。若補(bǔ)償設(shè)備分散安裝在低壓用戶中,在功率因數(shù)達(dá)到要求時(shí)配電所不需安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置。在供電距離長(zhǎng)、功率因數(shù)低的10kV線路上,分段安裝補(bǔ)償電容器。在負(fù)荷重、功率因數(shù)低的公用電壓器處,需安裝自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償裝置,其容量按照變壓器容量的10%~20%配置。
本文對(duì)電力市場(chǎng)條件下中低壓配網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行了研究,對(duì)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)、低壓配電臺(tái)區(qū)規(guī)劃、低壓線路規(guī)劃以及無(wú)功補(bǔ)償規(guī)劃等方面闡述了規(guī)劃中考慮的內(nèi)容。通過(guò)改造臺(tái)區(qū),解決臺(tái)區(qū)分布不合理、單臺(tái)變壓器容易過(guò)負(fù)荷的問(wèn)題。合理配置配變?nèi)萘?,能夠增?qiáng)電網(wǎng)供電能力,降低網(wǎng)損。改造10kV線路,解決供電半徑長(zhǎng)、線徑偏細(xì)、設(shè)備老化等問(wèn)題,提高了線路供電能力和供電可靠性,降低故障率,為地區(qū)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。合理配置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,提高用戶電能質(zhì)量。降低無(wú)功損耗,更大程度滿足用戶用電需求。只有將中低壓配網(wǎng)規(guī)劃的工作落實(shí)到實(shí)處,才能實(shí)現(xiàn)最大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)。
參考文獻(xiàn):
[1]萬(wàn)國(guó)成,吳日昇,何毅思,等.城市配網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)若干問(wèn)題探討[J].繼電器,2005,33(20):74-78.
[2]戴雯霞,黃健光.江門城區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃實(shí)踐和探索[J].繼電器,2006,34(21):80-83.
[3]李虹達(dá).分析配網(wǎng)規(guī)劃中負(fù)荷預(yù)測(cè)方法[J].大科技,2014,(35):107-108.
[4]鄧超.淺談配網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程與存在問(wèn)題[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2015,(22):123-124.
[5]曾憲鋒.通過(guò)配網(wǎng)規(guī)劃和改造提高供電可靠性[J].科技與企業(yè),2014,(23):137-137,141.