呂英杰

摘要：最大供電能力是衡量配電往規(guī)劃效果的主要指標(biāo)，被廣泛應(yīng)用在城市配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、改造中。目前最大供電能力的計(jì)算方法為立足N-1安全準(zhǔn)則，并充分考慮配電網(wǎng)中運(yùn)行約束條件和配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的計(jì)算方法。本文圍繞這一計(jì)算方法，先對(duì)比分析了傳統(tǒng)規(guī)劃和在N-1規(guī)劃的區(qū)別，然后分析了最大供電能力計(jì)算模型，最后提出最大供電能力視角下的配電網(wǎng)規(guī)劃方式。希望對(duì)我國智能電網(wǎng)規(guī)劃有一定幫助。

關(guān)鍵詞：最大供電能力;配電網(wǎng)規(guī)劃;開關(guān)性質(zhì);變壓器出線

引言

最大供電能力配電網(wǎng)規(guī)劃的核心為，在充分了解電網(wǎng)系統(tǒng)最大供電量的基礎(chǔ)上，制定出一套科學(xué)合理的配電規(guī)劃方案，從而為配電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供有效的數(shù)據(jù)支持和理論指導(dǎo)，提升配電網(wǎng)的安全性和可靠性。此外在最大供電能力視角下進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃，還能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化降低經(jīng)營成本，促使配電網(wǎng)規(guī)劃更加整體化?；诖?，本文結(jié)合理論實(shí)踐，對(duì)最大供電能力視角下的配電網(wǎng)規(guī)劃方式做了如下分析。

1、最大供電能力配電網(wǎng)和傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃對(duì)比分析

傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃主要涉及到以下幾個(gè)方面：1）分析城市用電現(xiàn)狀;2）收集供電負(fù)荷和用電數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析預(yù)測(cè);3）根據(jù)分析、預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行制定配電網(wǎng)規(guī)劃方案。通過這三步可對(duì)城市配電網(wǎng)和變電站的建設(shè)進(jìn)行合理規(guī)劃，但多年的應(yīng)用結(jié)果表明，雖然傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃方式存在一定的缺陷，但覆蓋范圍比較大，基本上滿足了我國城鄉(xiāng)區(qū)域的用電要求，為更好的促進(jìn)發(fā)展，需要對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)進(jìn)行全面優(yōu)化，才能滿足智能化電網(wǎng)發(fā)展的需求。

在城市化進(jìn)程不斷加劇的背景下，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的智能化、現(xiàn)代化顯得尤為重要，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大量土地資源被占用，導(dǎo)致新建變電站和架設(shè)饋線的難度越來越大。配電網(wǎng)規(guī)劃主要分為三個(gè)步驟：選址、定容、布線。需要對(duì)變電容量進(jìn)行充分估量，并用N-1計(jì)算方法對(duì)配電站的變量進(jìn)行合理分配，從而實(shí)現(xiàn)最大供電能力的配電網(wǎng)規(guī)劃。傳統(tǒng)規(guī)劃方式和N-1計(jì)算方法對(duì)比結(jié)果表如表1所示：

從表1中可以看出，傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃，無論運(yùn)行模式和規(guī)劃方式都相對(duì)比較保守，比如：如果用電量增加，則可以通過增加變電容量的方式滿足需求，但增加容量會(huì)增加供電系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，電力設(shè)備在運(yùn)行中，增加變電容量，但平均負(fù)載率不變時(shí)，會(huì)引發(fā)一系列用電故障，不利于供電穩(wěn)定性的提升。因此，就我國目前配電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀而言，在規(guī)劃時(shí)最佳的方法減少變電站互供負(fù)荷的無用功，提升電力設(shè)備運(yùn)行效率，

2、最大供電能力計(jì)算模型

如果供電區(qū)域由N座變電站共同組成，則其最大供電能力計(jì)算的目標(biāo)函數(shù)為：

約束最大供電能力的條件為：

上述公式中，Tsc表示最大供電能力的負(fù)荷值，Pi表示第i個(gè)變電站中主變間轉(zhuǎn)移負(fù)荷和站件饋線轉(zhuǎn)移負(fù)荷的和;N表示供電區(qū)域變電站的總數(shù)量;PGi表示第i個(gè)變電站中主變轉(zhuǎn)移的負(fù)荷;Pi，j，k表示i座變電站和第j座變電站通過第k條站件聯(lián)絡(luò)線轉(zhuǎn)移的負(fù)荷;m表示第i座變電站和第j座變電站聯(lián)絡(luò)饋線總數(shù);Kijk表示由第i座變電站轉(zhuǎn)移至第j座變電站供電;Ni表示第i座變電站主變總數(shù);PTi。y表示第i座變電站第y臺(tái)主變額度的容量;PTmaxi表示第i座變電站單臺(tái)主變額定容量的最大值，PLmaxi，j，k表示聯(lián)絡(luò)饋線的最大傳輸容量【1】。

3、最大供電能力視角下的配電網(wǎng)規(guī)劃方式

目前很多配電網(wǎng)都已經(jīng)投入運(yùn)行，為避免影響人們正常用電，需要原配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造，在確保供電可靠性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)最大供電能力。就目前我國配電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀而言，影響配電網(wǎng)電能提升的主要原因體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：

饋線負(fù)荷分布不夠均勻，一些饋線已經(jīng)達(dá)到了其能承受的最大值，但也有一些饋線還有提升空間，影響了整個(gè)配電線路負(fù)載的提升。

配電線路的供電半徑太長，使得線路末端壓降過大。

配電系統(tǒng)中變壓器頻繁發(fā)生出線問題，負(fù)荷過重。

針對(duì)這三點(diǎn)影響因素，本文從改變關(guān)狀態(tài)并新建聯(lián)絡(luò)開關(guān)、新建輸電線路、改變變壓器出線三個(gè)方面入手來改善配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)饑結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)最大供電能力的配電網(wǎng)規(guī)劃。

3.1改變關(guān)狀態(tài)并新建聯(lián)絡(luò)開關(guān)

把原配電網(wǎng)中的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，轉(zhuǎn)變?yōu)榉侄伍_關(guān)，并把原來的聯(lián)絡(luò)線路改為正常運(yùn)行線路，并重新加裝了聯(lián)絡(luò)開關(guān)，通過這樣的方法可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)負(fù)荷的重新分配，此外，還能有效消除配電網(wǎng)某些比較薄弱的供電環(huán)節(jié)，降低運(yùn)行故障發(fā)生的概率，提升配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性【2】。操作原理圖如圖1所示：

X圖1中，1號(hào)線是配電系統(tǒng)中負(fù)荷比較大的線路，線路距離也比較長，2號(hào)線負(fù)載相對(duì)比較小，線路也比較短。圖中虛線部分聯(lián)絡(luò)線路，經(jīng)過改變關(guān)狀態(tài)并新建聯(lián)絡(luò)開關(guān)處理后，把原來的聯(lián)絡(luò)線設(shè)在2號(hào)線路上，聯(lián)絡(luò)開關(guān)改為分段開關(guān)，并在1號(hào)線上增加聯(lián)絡(luò)線路和開關(guān)，聯(lián)絡(luò)開關(guān)安裝在原分段開關(guān)的位置，從而達(dá)到提升供電能力。

3.2新建線路

重新搭接一條線路，把重載線路中的部分符合，轉(zhuǎn)移到輕載線路上，平衡供電負(fù)荷。以圖1為例，1號(hào)線為重載線路，2號(hào)線為輕載線路，則可以在1號(hào)線上重新搭接一套線路，把1號(hào)線上的其中一個(gè)分支帶到2號(hào)線，促使1號(hào)線和2號(hào)線的負(fù)荷相對(duì)平衡，大量實(shí)例表明，通過新建線路可有效提升配電網(wǎng)的供電能力，而且也是目前我國配電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)最大供電能力的主要規(guī)劃方法【3】。

3.3合理改變變壓器出線

如果配電網(wǎng)中變壓器中的負(fù)荷比較大，并且出線條數(shù)較多，則可以把變壓器上饋線轉(zhuǎn)移到出線較少的變壓器上，也可以把變壓器上兩條負(fù)載率較低的饋線合并為一條饋線，來解決出線條數(shù)比較多的問題。

變壓器饋線轉(zhuǎn)移原理圖如圖2所示：

圖2中變壓器1的出線比較多，變壓器2的出線比較少。如果變壓器1的某條饋線末端比較接近變壓器2，則此時(shí)可以在變壓器2和此條線路末端重新搭建一條新線路，促使饋線上的負(fù)荷整體轉(zhuǎn)移到變壓器2上，此時(shí)規(guī)劃設(shè)計(jì)方法，既能降低變壓器1的運(yùn)行負(fù)荷，也有利于平衡變壓器的負(fù)載率，從而提升配電網(wǎng)的供電能力。

如果變壓器1和2的線路都比較短，負(fù)載率也比較低，則通過在二者之間重新搭建一條線路，并作連接的節(jié)點(diǎn)處安裝一個(gè)開關(guān)箱，將饋線合并為一條線路，也可以達(dá)到平衡變壓器負(fù)載率的目的，從而進(jìn)一步提升供電能力。

4、結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合理論實(shí)踐，分析了最大供電能力視角下的配電網(wǎng)規(guī)劃方式，分析結(jié)果表明，在實(shí)際配電網(wǎng)中，普遍存在重載線路后者供半徑較長的線路，也是影響配電網(wǎng)供電能力提升的主要限制因素，通過轉(zhuǎn)移線路負(fù)荷或者新建線路可有效解決這一問題，從而提升配電網(wǎng)的供電能力。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)供電質(zhì)量提出了更高的要求，需要電力單位不斷優(yōu)化配電網(wǎng)規(guī)劃方法，才能實(shí)現(xiàn)最大能力，更好的為人民服務(wù)。

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