肖艷霞

摘要：本文通過對國內(nèi)外現(xiàn)狀主要配電網(wǎng)接線方式的介紹和對比分析，發(fā)現(xiàn)單環(huán)網(wǎng)、N供一備接線方式具有結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)建容易，組網(wǎng)靈活的特點(diǎn)，在配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃中，適合作為供電網(wǎng)格的目標(biāo)接線。根據(jù)供電網(wǎng)格負(fù)荷發(fā)展的不同程度，選擇相應(yīng)的目標(biāo)接線以及優(yōu)化方式，最終達(dá)到網(wǎng)格化供電的目的。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng) 網(wǎng)格化 接線方式

0引言

配電網(wǎng)接線方式的選擇與配電網(wǎng)架的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和可實(shí)現(xiàn)性密切相關(guān)。在開展配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃的背景下，通過選擇合理的網(wǎng)格目標(biāo)接線及優(yōu)化方式，確定了網(wǎng)格規(guī)劃的原則和改造途徑，為最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化供電奠定了基礎(chǔ)。

1背景介紹

1.1配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃

網(wǎng)格化規(guī)劃是指將供電區(qū)域按照道路或者地理分界劃分為相對獨(dú)立且不重疊的供電網(wǎng)格，以供電網(wǎng)格為基本單元，將中壓配電網(wǎng)構(gòu)筑成目標(biāo)網(wǎng)架的規(guī)劃方法。供電網(wǎng)格內(nèi)的各條主供線路只為該供電網(wǎng)格內(nèi)的負(fù)荷供電，從上級變電站到該供電網(wǎng)格內(nèi)沿途不帶任何負(fù)荷。通過網(wǎng)格化規(guī)劃，可將一個(gè)復(fù)雜的區(qū)域配電網(wǎng)劃分為若干簡單、清晰的細(xì)分片區(qū)，打破配網(wǎng)網(wǎng)架"原生態(tài)"式的無秩序發(fā)展的狀態(tài)，完善和優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、提升配電網(wǎng)可轉(zhuǎn)供電率和標(biāo)準(zhǔn)化接線率。

1.2國內(nèi)外主要接線方式

1.2.1新加坡配電網(wǎng)接線方式

新加坡配電網(wǎng)（66/22kV）采用以變電站為中心的"花瓣形"接線，每個(gè)"花瓣"為同一變電站不同變壓器之間的環(huán)網(wǎng)線路。正常運(yùn)行的時(shí)候采用的是兩臺變壓器提供的兩個(gè)電源為并列運(yùn)行。環(huán)網(wǎng)不同電源變電站的花瓣間設(shè)置1～3個(gè)備用聯(lián)絡(luò)，開環(huán)運(yùn)行。新加坡配電網(wǎng)花瓣式接線如圖1所示。該接線方式的優(yōu)點(diǎn)是供電可靠性高，可滿足N-1-1安全準(zhǔn)則；缺點(diǎn)是線路利用率低，為50%，且系統(tǒng)短路電流水平較高，二次保護(hù)配置比較復(fù)雜。

1.2.2香港中電配電網(wǎng)接線方式

香港中電的配電網(wǎng)11kV出線平均每3～4條相互形成一個(gè)環(huán)網(wǎng)，合環(huán)運(yùn)行，線路滿足N-1，2個(gè)環(huán)網(wǎng)之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)斷路器，配電開關(guān)房之間采用差動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)預(yù)防電纜故障，配電變壓器用短路電流保護(hù)系統(tǒng)。因此，在中壓配電線路發(fā)生故障時(shí)，縱差保護(hù)能實(shí)現(xiàn)就地隔離故障線路，使其分列運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)不間斷供電。中電電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。該接線方式的優(yōu)點(diǎn)是供電可靠性高，滿足N-1安全準(zhǔn)則，線路利用率高，可達(dá)75%；缺點(diǎn)是線路N-1-1時(shí)會(huì)損失部分負(fù)荷。

1.2.3國內(nèi)主要配電網(wǎng)接線方式

新加坡和香港負(fù)荷發(fā)展平穩(wěn)，配電網(wǎng)趨于成熟，配網(wǎng)接線方式標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，自動(dòng)化程度和供電可靠性高。反觀國內(nèi)，配電網(wǎng)情況十分復(fù)雜，負(fù)荷分布和發(fā)展地域差異十分明顯，配電網(wǎng)接線方式類型繁多，一般采用開環(huán)運(yùn)行方式，主要有單輻射、雙環(huán)網(wǎng)、單環(huán)網(wǎng)、兩供一備、三供一備、多分段多聯(lián)絡(luò)等，各種接線方式在可靠性和經(jīng)濟(jì)性上各有特點(diǎn)。

針對筆者所在區(qū)域，配電網(wǎng)為10kV電壓等級，且電纜化程度較高，本文將通過對幾種10kV電纜系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接線方式分析，在配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃下，確定供電網(wǎng)格的目標(biāo)網(wǎng)架和優(yōu)化方式。

2幾種 10kV電纜系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接線方式分析

2.1單環(huán)網(wǎng)接線方式

單環(huán)網(wǎng)通過一個(gè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，將來自不同變電站或相同變電站不同母線的兩條饋線連接起來。任何一個(gè)區(qū)段故障，合聯(lián)絡(luò)開關(guān)，將負(fù)荷轉(zhuǎn)供到相鄰饋線，完成轉(zhuǎn)供，可靠性為N-1，設(shè)備利用率為50%。適用于負(fù)荷密度不高、 一般可靠性要求的區(qū)域。單環(huán)網(wǎng)接線方式如圖3所示。

單環(huán)網(wǎng)具有結(jié)構(gòu)簡單及較好的構(gòu)建可控性特點(diǎn)，但由于其線路的利用率偏低，不可作為高負(fù)荷密度供電區(qū)域的目標(biāo)接線。

2.2N供一備（N≤3）接線方式

所謂N供1備接線方式，就是指N+1條線路連成環(huán)網(wǎng)，其中有1條線路作為公共的備用線路。非備用線路滿載運(yùn)行，若有某1條運(yùn)行線路出現(xiàn)故障，則可以通過線路切換把備用線路投入運(yùn)行。該種模式隨著"N"值的不同，其接線的運(yùn)行靈活性、可靠性和線路的平均負(fù)載率均有所不同，N值不宜大于3。其接線方式如圖4所示。

實(shí)際采用時(shí)，盡量保證供電線路和備用線路來自不同電源點(diǎn)，進(jìn)一步提高可靠性。兩供一備模式線路理論平均負(fù)載率可達(dá)66%，三供一備模式理論線路平均負(fù)載率可以達(dá)到75%。

三供一備接線在實(shí)際運(yùn)用中也不可避免的存在一些問題：一是受運(yùn)行線路最高負(fù)載率的限制，實(shí)際線路平均負(fù)載率達(dá)不到75%的理論值；二是標(biāo)準(zhǔn)的三供一備只存在一個(gè)尾端聯(lián)絡(luò)切換點(diǎn)，轉(zhuǎn)供電方式相對單一；三是三供一備要求控制的主節(jié)點(diǎn)數(shù)為6-8個(gè)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)荷容量控制在2000-3000kVA，當(dāng)小用戶較多時(shí)，導(dǎo)致每個(gè)主節(jié)點(diǎn)上的多個(gè)小用戶放射接入，這些用戶的供電可靠性降低。

但是總的來講，三供一備接線方式非常適合在城市核心等高負(fù)荷密度地區(qū)采用，其線路結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)建容易，組網(wǎng)靈活，能從單環(huán)網(wǎng)接線基礎(chǔ)上依次增加第三條主供線路及備用線路實(shí)現(xiàn)或由二組單環(huán)網(wǎng)直接實(shí)現(xiàn)。

3網(wǎng)格化規(guī)劃中目標(biāo)接線的選擇和優(yōu)化

根據(jù)供電網(wǎng)格負(fù)荷發(fā)展的不同程度，將供電網(wǎng)格可劃分為負(fù)荷成熟網(wǎng)格、負(fù)荷快速發(fā)展網(wǎng)格和負(fù)荷不確定網(wǎng)格，對于不同的發(fā)展階段的網(wǎng)格，應(yīng)選擇不同的目標(biāo)接線以及優(yōu)化方式。

3.1負(fù)荷成熟網(wǎng)格

對于負(fù)荷成熟網(wǎng)格，在梳理并固化線路運(yùn)行方式的前提下，確定現(xiàn)狀聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的類型和作用，并將網(wǎng)格內(nèi)的負(fù)荷按照三供一備接線進(jìn)行重組，直接改造為三供一備的目標(biāo)接線模式，主供線路為負(fù)荷的自然增長預(yù)留一定的裕度（5%～10%左右）。

3.2負(fù)荷快速發(fā)展網(wǎng)格

對于負(fù)荷快速發(fā)展網(wǎng)格，應(yīng)結(jié)合變電站資源、用戶用電時(shí)序、市政配套電纜溝建情況、中壓線路利用率等因素，按照投資最少、后期建設(shè)浪費(fèi)最少的原則，逐步由單環(huán)網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)接線模式向目標(biāo)網(wǎng)架過度。以按三供一備接線規(guī)劃遠(yuǎn)景網(wǎng)架的供電網(wǎng)格為例：

第一階段，在負(fù)荷發(fā)展初期，可由遠(yuǎn)景規(guī)劃的兩回主供線路形成單環(huán)網(wǎng)供電；第二階段，隨著負(fù)荷的發(fā)展，當(dāng)形成的單環(huán)網(wǎng)的兩回主供線路平均負(fù)載率超過40%時(shí)，可新建第三回主供電源，形成三供網(wǎng)絡(luò)；第三階段，負(fù)荷發(fā)展逐漸成熟，三供網(wǎng)架已不能滿足互相轉(zhuǎn)供電要求或平均負(fù)荷率超50%，可建設(shè)公共備用線路，形成目標(biāo)接線。

3.3負(fù)荷不確定網(wǎng)格

對于負(fù)荷不確定網(wǎng)格，由于市政規(guī)劃暫不明確，無法確定負(fù)荷增長點(diǎn)的區(qū)域，宜結(jié)合負(fù)荷發(fā)展情況，按照單環(huán)網(wǎng)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)接線。隨負(fù)荷的發(fā)展，當(dāng)形成的單環(huán)網(wǎng)的兩回主供線路平均負(fù)載率超過50%時(shí)，可就近與另一組單環(huán)網(wǎng)形成三供一備。

4 結(jié)論

單環(huán)網(wǎng)、N供一備接線方式具有結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)建容易，組網(wǎng)靈活的特點(diǎn)，可作為配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃中供電網(wǎng)格的目標(biāo)接線，根據(jù)供電網(wǎng)格負(fù)荷發(fā)展的不同程度，確定了負(fù)荷成熟網(wǎng)格、負(fù)荷快速發(fā)展網(wǎng)格和負(fù)荷不確定網(wǎng)格的目標(biāo)接線以及優(yōu)化方式。

參考文獻(xiàn)

【1】胡立新，張運(yùn)貴.中壓配電網(wǎng)接線方式分析和組網(wǎng)原則.湖北電力29（b12），2005.

【2】《深圳供電局有限公司中低壓配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃指導(dǎo)意見》（2013）