陳兵兵，紀(jì)文玉，趙偉，陳建，王壯壯

（1.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濰坊供電公司，山東 濰坊261000）（2.山東海諾德電力科技有限公司，山東 濟(jì)南250000）

國(guó)家電網(wǎng)有限公司為堅(jiān)決落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院全面建成小康社會(huì)和實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的總體要求，2019年至2022年全面實(shí)施鄉(xiāng)村電氣化提升工程，通過(guò)改造升級(jí)農(nóng)村電網(wǎng)、提高農(nóng)村供電服務(wù)水平等方式促進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化和農(nóng)村能源消費(fèi)升級(jí)，助力美麗鄉(xiāng)村建設(shè)?？茖W(xué)規(guī)劃農(nóng)村電網(wǎng)，精準(zhǔn)發(fā)力、降本增效，對(duì)不同發(fā)展模式的農(nóng)村電網(wǎng)進(jìn)行差異化和精準(zhǔn)化投資，是落實(shí)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要保障。

文獻(xiàn)[1]提出一種以當(dāng)?shù)靥厣a(chǎn)業(yè)為代表的城鎮(zhèn)化分類方法，通過(guò)對(duì)新型城鎮(zhèn)化和配電網(wǎng)發(fā)展水平匹配度的研究，從供電能力、供電質(zhì)量、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、裝備水平和綠色智能等5個(gè)方面建立配電網(wǎng)定量評(píng)估的指標(biāo)體系。文獻(xiàn)[2]提出了一種農(nóng)網(wǎng)改造技術(shù)評(píng)估指標(biāo)體系，電網(wǎng)損耗、供電可靠性、電壓質(zhì)量、功率因數(shù)、電網(wǎng)布局、供電能力、輸配電傳送能力匹配、電網(wǎng)設(shè)備。文獻(xiàn)[3]提出了適合廊坊市農(nóng)網(wǎng)特征的指標(biāo)體系構(gòu)建原則，建立了廊坊市農(nóng)網(wǎng)升級(jí)改造項(xiàng)目實(shí)施評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)廊坊市農(nóng)網(wǎng)升級(jí)改造項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)研究。文獻(xiàn)[4]在分析我國(guó)農(nóng)網(wǎng)特征指標(biāo)體系構(gòu)建原則的基礎(chǔ)上，提出了反映農(nóng)網(wǎng)特征的各項(xiàng)指標(biāo)利用主成分分析法對(duì)多個(gè)特征指標(biāo)進(jìn)行處理。

原來(lái)的現(xiàn)狀分析指標(biāo)無(wú)法對(duì)包含電網(wǎng)發(fā)展與負(fù)荷發(fā)展的匹配情況和電網(wǎng)設(shè)備效率分布情況的分析。在電改新形勢(shì)下對(duì)電網(wǎng)精準(zhǔn)投資的要求越來(lái)越高，同時(shí)農(nóng)村配電網(wǎng)往往存在地區(qū)發(fā)展差異性較大、設(shè)備效率不均衡問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本研究在農(nóng)村配電網(wǎng)采用“配電網(wǎng)發(fā)展裕度”和“配電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性”兩個(gè)宏觀指標(biāo)。作為上述電網(wǎng)分析體系的補(bǔ)充，從而構(gòu)建一套科學(xué)可行的農(nóng)網(wǎng)特征指標(biāo)評(píng)價(jià)方法。

1 原理與設(shè)計(jì)

1.1 電網(wǎng)發(fā)展裕度

配電網(wǎng)發(fā)展裕度指10 kV公用線路容量配置與負(fù)荷增長(zhǎng)的匹配關(guān)系。計(jì)算公式如下：

式中：f為配電網(wǎng)發(fā)展裕度；Kp為歷史近三年10 kV網(wǎng)負(fù)荷年均增長(zhǎng)率；P1為現(xiàn)狀10 kV主干線在滿足“N-1”條件下最大可接帶容量；P2為現(xiàn)狀10 kV網(wǎng)供負(fù)荷。

式中：pi為單條10 kV線路最大可接帶容量；n為10 kV線路條數(shù)；ki為結(jié)構(gòu)系數(shù)，當(dāng)10 kV線路結(jié)構(gòu)為單輻射時(shí)ki=1，當(dāng)10 kV線路結(jié)構(gòu)為單聯(lián)絡(luò)時(shí)ki=0.5，當(dāng)10 kV線路結(jié)構(gòu)為兩聯(lián)絡(luò)時(shí)ki=0.67，當(dāng)10 kV線路結(jié)構(gòu)為三聯(lián)絡(luò)時(shí)ki=0.75。

考慮新建10 kV線路工程建設(shè)周期為1年，另外中壓配電網(wǎng)新增負(fù)荷接入隨機(jī)性大，為保證中壓配電網(wǎng)留有足夠的發(fā)展不確定性保障容量，建議一般情況下，當(dāng)f>3時(shí)，代表線路容量超前于負(fù)荷發(fā)展水平；當(dāng)f<1時(shí)，代表線路容量滯后于負(fù)荷發(fā)展水平。

1.2 電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性

配電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性指配電網(wǎng)設(shè)備供電能力與所接帶負(fù)荷的分布匹配程度。計(jì)算公式如下：

式中：b為配電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性；Ri為單個(gè)設(shè)備（線路）最大負(fù)載率；n為設(shè)備總數(shù)量。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)展裕度指標(biāo)較好時(shí)，配電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性越接近于1，設(shè)備的最大負(fù)載率分布越均勻，電網(wǎng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性及對(duì)地區(qū)發(fā)展的適應(yīng)性越好；相反，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性越接近于0，設(shè)備的最大負(fù)載率分布越不均衡，電網(wǎng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性及對(duì)地區(qū)發(fā)展的適應(yīng)性越差。根據(jù)某市100多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)電網(wǎng)計(jì)算，一般情況下，該指標(biāo)應(yīng)大于0.7。

2 算例分析

2.1 算例1

2.1.1 A鎮(zhèn)現(xiàn)狀電網(wǎng)情況

某市A鎮(zhèn)位置優(yōu)越，為工業(yè)主導(dǎo)型鄉(xiāng)鎮(zhèn)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好，負(fù)荷分布均衡，下轄51個(gè)行政村，總面積79.3 km2，人口4.9萬(wàn)。現(xiàn)有10 kV線路12條，線路長(zhǎng)度187.54 km，10 kV網(wǎng)供負(fù)荷60.75 MW。某市A鎮(zhèn)10 kV線路結(jié)構(gòu)系數(shù)信息表如表1所示。

2.1.2 A鎮(zhèn)電網(wǎng)發(fā)展裕度

由表1數(shù)據(jù)計(jì)算可得，P1=72.27。近3年10 kV網(wǎng)供負(fù)荷年均增長(zhǎng)率Kp=13.5%。所以某市A鎮(zhèn)的發(fā)展裕度f(wàn)=1.37。由計(jì)算結(jié)果可知，某市A鎮(zhèn)的發(fā)展裕度1

表1 某市A鎮(zhèn)10 kV線路結(jié)構(gòu)系數(shù)信息表

2.1.3 A鎮(zhèn)電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性

根據(jù)某市A鎮(zhèn)線路負(fù)載率情況，可得b=0.78。

由計(jì)算結(jié)果可知，某市A鎮(zhèn)的電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性0.7

2.2 算例2

2.2.1 B鎮(zhèn)現(xiàn)狀電網(wǎng)情況

某市B鎮(zhèn)為農(nóng)業(yè)主導(dǎo)型鄉(xiāng)鎮(zhèn)，負(fù)荷分布分散且密度較低，下轄101個(gè)行政村，總面積229.6 km2，人口4.65萬(wàn)。B鎮(zhèn)有10 kV線路5條，線路長(zhǎng)度172.12 km，10 kV網(wǎng)供負(fù)荷16.96 MW。

B鎮(zhèn)10 kV線路結(jié)構(gòu)系數(shù)信息表如表2所示。

表2 某市B鎮(zhèn)10 kV線路結(jié)構(gòu)系數(shù)信息表

2.2.2 B鎮(zhèn)電網(wǎng)發(fā)展裕度

由表2中數(shù)據(jù)計(jì)算可得，P1=17.835。近3年10 kV網(wǎng)供負(fù)荷年均增長(zhǎng)率Kp=10.99%?？傻胒=0.48。由結(jié)果可知，B鎮(zhèn)發(fā)展裕度為0.48，小于1，電網(wǎng)發(fā)展水平滯后于負(fù)荷發(fā)展水平。

2.2.3 B鎮(zhèn)電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性

根據(jù)某市B鎮(zhèn)線路負(fù)載率情況，可得b<0.66。

由結(jié)果可知，B鎮(zhèn)的電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性b<0.7，配電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性不在合理區(qū)間。

2.3 結(jié)果分析及規(guī)劃建議

兩個(gè)算例的計(jì)算結(jié)果，與兩鎮(zhèn)的負(fù)荷分布、近期電網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)行情況相吻合，說(shuō)明電網(wǎng)發(fā)展裕度和發(fā)展適應(yīng)性兩個(gè)指標(biāo)能夠準(zhǔn)確反映電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模與負(fù)荷發(fā)展的匹配情況，能夠準(zhǔn)確反映電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行效率的分布情況。

針對(duì)B鎮(zhèn)發(fā)展裕度和發(fā)展適應(yīng)性均不在合理范圍內(nèi)的情況，加大對(duì)其配電網(wǎng)建設(shè)的投資力度，新建為主改造為輔，線路重過(guò)載及輕載問(wèn)題統(tǒng)籌解決。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文率先提出了電網(wǎng)發(fā)展裕度及發(fā)展適應(yīng)性等兩個(gè)適用于農(nóng)村配電網(wǎng)發(fā)展特點(diǎn)的電網(wǎng)診斷分析指標(biāo)。補(bǔ)充了配電網(wǎng)現(xiàn)狀分析指標(biāo)體系在電網(wǎng)發(fā)展與負(fù)荷發(fā)展的匹配情況以及電網(wǎng)設(shè)備效率的分布均衡情況等兩個(gè)方面的缺失。其能夠定量衡量農(nóng)村配電網(wǎng)的發(fā)展水平及效率效益，能夠有效指導(dǎo)農(nóng)村配電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃建設(shè)策略。