汪濤

摘要：智能電網(wǎng)是輸配電技術發(fā)展的必然趨勢，國家可基于實際情況規(guī)劃智能電網(wǎng)建設。我國于2009年5月提出了堅強智能電網(wǎng)，國家配電網(wǎng)是電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要內(nèi)容。隨著電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的改造建成，人們更加強調智能配電網(wǎng)的完善，從而有效提高供電質量。文章探討了智能電網(wǎng)要求下的20kV配網(wǎng)建設需求分析，并提出了實用性應用措施。

關鍵詞：智能電網(wǎng)；配網(wǎng)建設；建設需求；輸配電技術；電網(wǎng)系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）34-0172-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.083

傳統(tǒng)配電網(wǎng)均是供方主導、單項供電，且大都是基于人工管理運營，而智能配電網(wǎng)強調的是潮流雙向流動，其運行亦是高度自動化的。智能電網(wǎng)的發(fā)展可鼓勵消費者知情參與，且適應于各種電源種類與電能儲存方式，亦可推動現(xiàn)代化新產(chǎn)品、新服務、新市場的開發(fā)，從而為人們提供適應的電能質量，可合理優(yōu)化電力資源調配，以便加強運作效率。其可實現(xiàn)自動檢測和控制與修復，能夠更好地預防系統(tǒng)運行故障，可于自然事故與人為事故下穩(wěn)定運行。智能配電網(wǎng)安全性極高，且可以抵擋各類進攻，能夠保護用戶供電連續(xù)不停，智能配電網(wǎng)可提供高質量電能，從而滿足更多客戶的要求，確?？蛻粼O備正常運行。因此探討智能電網(wǎng)要求下的20kV配網(wǎng)建設需求分析，對智能電網(wǎng)的進一步發(fā)展有著極大推動作用。

1 智能配電網(wǎng)

1.1 智能配電網(wǎng)簡述

智能配電網(wǎng)可以說是目前世界能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的電網(wǎng)系統(tǒng)，此類概念是2011年美國電力科學研究院提出的，且將2003年提出的《智能電網(wǎng)研究框架》進行了定義，其集成了傳統(tǒng)現(xiàn)代電力工程技術和高級傳感與監(jiān)視技術以及信息和通信技術輸配電系統(tǒng)，其具備更為健全的性能，從而為用戶提供相應的增值服務。國家配電網(wǎng)為整個電力系統(tǒng)的重要內(nèi)容，近年來的電力系統(tǒng)農(nóng)村網(wǎng)絡和城市網(wǎng)絡改造完成之后，該采取怎樣的智能配電網(wǎng)管理方式，從而提高供電質量，以便完善智能配電網(wǎng)建設。智能配電網(wǎng)安全性極高，可有效抵制各種進攻，從而保護用戶連續(xù)供電，智能配電網(wǎng)可有效提升電能質量，保證其有效值與波形滿足各方面要求，這樣也能確保用戶設備正常運行。

1.2 國內(nèi)20kV配電網(wǎng)發(fā)展

我國提出20kV電壓等級歷經(jīng)了很漫長的時間，在20世紀70年代末，可以說我國已經(jīng)可將諸多復雜的中壓配電壓統(tǒng)一到了10kV工作；之后隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，電力負荷不斷增加，20世紀90年代開始，鄭州工業(yè)學院與武漢高壓研究所提出了關于20kV配電電壓的使用問題；1992年，我國公布了《標準電壓》，其間提出了20kV標準電壓，且指出了為用戶要求時使用；到了1993年，我國蘇州工業(yè)園區(qū)開始使用了20kV配電電壓等級，到了1996年就開始投運；之后就是北京、上海等地都紛紛對20kV配電電壓等級實行了全面論證；2003年，我國遼寧本溪供電公司在南芬地區(qū)使用了20kV配電，同時也獲得了很大的經(jīng)濟效益，這也是我國第一個使用20kV架空線路的單位；到了2007年8月，我國江蘇省電力公司發(fā)布且推廣應用了20kV電壓等級。

2 20kV配電網(wǎng)優(yōu)勢分析

2.1 配電容量大

隨著經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展，國內(nèi)用戶負荷密度不斷加大，傳統(tǒng)10kV配電網(wǎng)容載比根本適應不了現(xiàn)代化社會發(fā)展需求，這時就嚴重影響了供電可靠性，且應根據(jù)實際情況來增加新電源點，以便滿足各種負荷需求。不過因這些地區(qū)所處地方均是經(jīng)濟發(fā)展快速的開發(fā)區(qū)，這時的站點、線路走廊、上級電源點選擇應非常嚴格。線路使用條件不變時，其電壓等級是逐漸上升的，且線路輸送容量亦會增加1倍。

2.2 線路末端電壓水平高

線路電壓損失率應強調電阻、電抗、有功/無功功率的重要性，其負荷不變時，20kV輸電線路電壓降損失率低；如果負荷增多至4倍，20kV輸電線路電力損失率與10kV是相同的。這時對電壓質量要求偏高位置，其20kV電壓等級良好性十分突出。

2.3 降低線損

功率損耗降低百分數(shù)對電網(wǎng)升壓之后的有功功率耗損十分重要，其間10kV電網(wǎng)升壓之前的電壓與20kV電網(wǎng)升壓之后的電壓是不同的。10kV供電半徑偏短且其耗損量大，供電負荷偏小且負荷密度大的問題十分顯著。相同供電半徑下可使用相同界面導線，20kV線路輸送功率大于10kV；相同負荷密度條件下，20kV供電半徑大，其供電面積更大。

2.4 減少出現(xiàn)數(shù)目

20kV電壓等級提升之后，輸送和10kV電壓相同容量時，其間導線需要截面面積會有效減小，這時就降低了有色金屬投資，也就是能節(jié)約資源，同時也節(jié)約了線路投資。20kV電壓等級的引進可有效節(jié)約更多的線路走廊，以便縮減電力設施設備的占地資源，而這對城市土地有著極大作用。

3 20kV配電網(wǎng)建設

3.1 20kV配電網(wǎng)建設實施

20kV配電網(wǎng)建設往往是分為10kV配電網(wǎng)成熟區(qū)域，中壓配電網(wǎng)空白、薄弱區(qū)域或其余區(qū)域。10kV配電網(wǎng)成熟區(qū)域強調的是此類區(qū)域內(nèi)電力需求量增加趨近于穩(wěn)定狀態(tài)，10kV中壓配電線路主要是電纜，而當下已經(jīng)實現(xiàn)了手拉手環(huán)網(wǎng)接線和開環(huán)運行十分成熟的配電系統(tǒng)，較短期間之內(nèi)應維持10kV不變，這時可使用增容改造來滿足負荷的增長。10kV電力設備到了使用期限之后再引進20kV電壓等級；中壓配電網(wǎng)空白或薄弱區(qū)域，通常老城區(qū)外的新型工業(yè)園區(qū)和開發(fā)區(qū)與居住區(qū)等，其間相關的塊均是相對獨立和完整的，應全面預測負荷密度區(qū)域，區(qū)域中并無變電站布點和配電網(wǎng)十分薄弱。此區(qū)域可有效推廣20kV電壓等級，從而不斷擴大20kV配電網(wǎng)絡；其他區(qū)域則強調的是10kV配電網(wǎng)已經(jīng)有著相應的規(guī)模，但傳統(tǒng)配電網(wǎng)根本適應不了現(xiàn)代化社會發(fā)展需求。而此區(qū)域可被劃分為20kV、10kV混供區(qū)域，從而給新用戶接入20kV，以便降低運行模式成本，但應限制10kV接入。其間10kV、20kV共同運行時，應及時更換掉10kV設備，從而盡可能減少10kV配電網(wǎng)供電區(qū)域，以便逐漸完善20kV配電網(wǎng)建設。

3.2 20kV配電網(wǎng)建設實施步驟

通常20kV配電網(wǎng)實施之前應全面分析配電網(wǎng)現(xiàn)狀與電力需求增長及土地資源等類因素，之后再全面分析。20kV配電網(wǎng)實施通?？煞譃橄率鋈齻€方面：

3.2.1 加強逐臺主變升壓改造。目前的配電網(wǎng)已十分成熟，不過這根本適應不了現(xiàn)代化社會經(jīng)濟發(fā)展需求，且土地資源缺乏，根本找不到新站點。應對變電所中的主變逐臺進行改造，從而將20kV配電網(wǎng)逐漸建成。不同電壓等級下的饋線是不同的，且應為其添加相應的聯(lián)絡變壓器，以此加強供電可靠性。

3.2.2 加強新建站點過渡。目前的中壓配電網(wǎng)較為薄弱，其負荷增長很快，這使得變電站落點容易的地方總是新開發(fā)區(qū)，在此類區(qū)域構建110/20kV變電站，這樣才能提供相關服務為新報裝用戶，10kV用戶設備到了使用期限之后，再將其升壓至20kV。應于不同電壓等級饋線上添加聯(lián)絡變壓器，以此提高變電站之間負荷轉移能力，這樣才能增強供電可靠性。

3.2.3 建設中應注意的問題。往往新建成的110kV變電站應不斷加強其負荷供電，而新建配網(wǎng)線路應和現(xiàn)在的10kV互相聯(lián)系，以此增強其高負荷下可靠供電。但這時如果使用20kV就務必于10kV配電網(wǎng)區(qū)域中規(guī)劃單獨的20kV供電。但目前是沒有20kV電源點，應及時替換和完善設備，不過不可實現(xiàn)停電改造。

用戶方的配電設備諸多，比如變壓器、電壓互感器、電流互感器等，這些均需進行全面改造與更換。如果涉及的用戶數(shù)量極多，這時就很難形成統(tǒng)一，但最終有不少110kV變電站的規(guī)劃與建設，不過20kV電壓等級會受到極大的限制。配網(wǎng)電壓提高到20kV時，需要改變更多，比如架空線更換絕緣子時，其間線間距會不斷增大，電纜亦會因絕緣水平缺乏而被更換，斷路器與隔離開關就需要再次選擇，但同時電流互感器與避雷器亦應隨之更換，而用戶處的變壓器也應進行改造。

4 結語

國家社會經(jīng)濟水平的不斷提升推動了智能電網(wǎng)的進一步發(fā)展，而智能電網(wǎng)是現(xiàn)代化世界能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展變革最新的電網(wǎng)建設，可以說這是未來電網(wǎng)的發(fā)展方向。智能電網(wǎng)具備良好的自愈性，能夠對電網(wǎng)的運行狀態(tài)實行連續(xù)不斷的在線自我評估，從而給出相應的預防性控制手段，以便及時發(fā)現(xiàn)其間存在的問題與故障隱患，其系統(tǒng)運行與批發(fā)及零售電力市場進行無縫連接，亦可推動電力交易的有序開展，使得資源配置最優(yōu)化，從而優(yōu)化電力產(chǎn)品的全壽命周期。智能電網(wǎng)可用于發(fā)電和分布發(fā)電模式，從而實現(xiàn)負荷處的交互。但盡管我國智能電網(wǎng)配網(wǎng)建設飛速發(fā)展，其間仍存在諸多不足之處，這也說明探討智能電網(wǎng)要求下的20kV配網(wǎng)建設需求分析，對智能電網(wǎng)的進一步發(fā)展有著極大的推動作用。本文分析了智能配電網(wǎng)，并對20kV配電網(wǎng)優(yōu)勢進行了分析，探討了20kV配電網(wǎng)建設，為職能電網(wǎng)建設水平的提升提供參考依據(jù)。

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（責任編輯：小 燕）