國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司 吳 強(qiáng)

自黨中央部署加快新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度的工作以來(lái)，國(guó)網(wǎng)公司聚焦“新基建”，大力推動(dòng)配網(wǎng)側(cè)的新型電源（儲(chǔ)能、可再生能源）、新型負(fù)荷（充電樁、直流）基礎(chǔ)建設(shè)，使配電網(wǎng)呈現(xiàn)出“多源性”和負(fù)荷多樣化特征，對(duì)配電網(wǎng)發(fā)展的統(tǒng)籌性和協(xié)調(diào)性提出了更高要求。這就要求配電網(wǎng)能夠落實(shí)其標(biāo)準(zhǔn)化與差異化發(fā)展。

1 配電網(wǎng)網(wǎng)架標(biāo)準(zhǔn)化分析

為推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)架建設(shè)改造，在國(guó)網(wǎng)典型網(wǎng)架基礎(chǔ)上，結(jié)合江蘇配電網(wǎng)現(xiàn)狀研究10（20）千伏標(biāo)準(zhǔn)接線及拓展模式，形成包含電纜單環(huán)網(wǎng)、電纜雙環(huán)網(wǎng)、架空多分段單聯(lián)絡(luò)、架空多分段適度聯(lián)絡(luò)、N供-備、花瓣網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)接線模式，為基于網(wǎng)格化的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)架建設(shè)提供依據(jù)。

1.1 10（20）千伏標(biāo)準(zhǔn)接線

按照《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》中對(duì)典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)要求，目前江蘇省10（20）千伏接線模式已涵蓋了架空輻射狀、架空多分段適度聯(lián)絡(luò)、電纜單環(huán)式、電纜雙環(huán)式和電纜N 供-備5種典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。10（20）千伏典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)模式如下圖1所示。

圖1 架空多分段適度聯(lián)絡(luò)示意圖

架空多分段適度聯(lián)絡(luò)典型模式（DL/T5729—2016）。

架空輻射狀典型模式（DL/T5729—2016）。說明：為提高線路的轉(zhuǎn)供能力，江蘇省10（20）千伏架空輻射狀接線模式正向架空多分段適度聯(lián)絡(luò)模式轉(zhuǎn)變。

圖2 架空輻射狀示意圖

電纜雙環(huán)式接線典型模式（DL/T5729—2016）。說明：接入雙環(huán)的環(huán)網(wǎng)室和配電室的兩段母線之間需配置母聯(lián)開關(guān)。

圖3 電纜雙環(huán)式標(biāo)準(zhǔn)接線示意圖

電纜單環(huán)式接線典型模式（DL/T5729—2016）。說明：組成單環(huán)網(wǎng)的2條配電線路應(yīng)來(lái)自同一供電區(qū)域的不同變電站或開關(guān)站，電源點(diǎn)受限時(shí)可來(lái)自同一變電站或開關(guān)站的不同母線。

圖4 電纜單環(huán)式標(biāo)準(zhǔn)接線示意圖

電纜線路N 供-備。說明：N 供-備電纜線接線按標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)架統(tǒng)計(jì)，其中2≤N ≤4。

圖5 N 供-備電纜線接線示意圖

架空線路N 供-備。說明：N 供-備架空線接線按標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)架統(tǒng)計(jì)，其中2≤N ≤4。

圖6 N 供-備架空線接線示意圖

1.2 10（20）千伏接線拓展模式

《配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》針對(duì)中壓配電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)接線模式加以明確。不過，在實(shí)際建設(shè)中，難免會(huì)受到環(huán)境、政策、自然環(huán)境等一系列的影響，直接從現(xiàn)狀電網(wǎng)過渡到標(biāo)準(zhǔn)接線存在難度。為了解決配電網(wǎng)規(guī)劃中部分10（20）千伏網(wǎng)架類項(xiàng)目落地難的問題，本章節(jié)吸取國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的規(guī)劃理念和組網(wǎng)方式，在保證供電可靠性和供電質(zhì)量的前提下，研究提出適用于不同環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)接線拓展模式[1]。

2 配電網(wǎng)網(wǎng)架差異化研究

針對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)架差異化的研究分析，就需做好對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)分析處理，以此來(lái)滿足具體的研究需求。

2.1 評(píng)價(jià)目的

合理接線模式的應(yīng)用，對(duì)經(jīng)濟(jì)性、線損、末端電壓水平、供電可靠性都將起到提高或改善的作用。所以，典型接線模式也就是多目標(biāo)決策，選擇典型接線模式，就是對(duì)以上四個(gè)目標(biāo)的滿足程度[2]。

網(wǎng)架建設(shè)可靠性的提升也就代表其高投資，而線損以及末端電壓水平本身和經(jīng)濟(jì)性之間也會(huì)存在相類似的關(guān)聯(lián)系。因?yàn)橹笜?biāo)之間矛盾的存在，這樣就會(huì)導(dǎo)致決策復(fù)雜度過高并且無(wú)法直觀、輕易的制定決策[2]。為了滿足最優(yōu)化的中壓配電網(wǎng)接線模式的明確，就可以在評(píng)價(jià)中考慮到賦權(quán)法的合理利用。

2.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

在評(píng)價(jià)結(jié)果分析方面，本章節(jié)選取用戶分布與負(fù)載率綜合分析、多分段三聯(lián)絡(luò)與多分段單聯(lián)絡(luò)兩個(gè)方面。

用戶分布與負(fù)載率綜合分析。通過對(duì)最優(yōu)化決策模型評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行提煉總結(jié)，由圖7可知：在不同負(fù)載率下，用戶集中中段分布綜合得分能夠與用戶均勻分布持平，但用戶均勻分布與集中中段分布均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于用戶集中后段分布；標(biāo)準(zhǔn)接線及拓展模式負(fù)載率越高，其綜合評(píng)分越低。

圖7 用戶分布與負(fù)載率綜合對(duì)比圖

多分段三聯(lián)絡(luò)與多分段單聯(lián)絡(luò)。有圖8可知，多分段單聯(lián)絡(luò)在負(fù)載率小于等于50%時(shí)，其綜合評(píng)分要略大于多分段三聯(lián)絡(luò)，但在負(fù)載率大于50%時(shí)，多分段三聯(lián)絡(luò)綜合得分要高于多分段單聯(lián)絡(luò)。這也充分說明了在負(fù)荷密度較低的地區(qū)宜采用單聯(lián)絡(luò)組網(wǎng)方式，在負(fù)荷密度較高的地區(qū)宜采用多分段三聯(lián)絡(luò)組網(wǎng)方式。

圖8 多分段三聯(lián)絡(luò)與多分段單聯(lián)絡(luò)對(duì)比圖

3 配電網(wǎng)的發(fā)展路徑分析

3.1 地區(qū)建設(shè)差異性分析

隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，城鄉(xiāng)地區(qū)和城市對(duì)于用電需求逐漸增加，配電網(wǎng)的符合也在持續(xù)增長(zhǎng)的過程中，相關(guān)形態(tài)與功能逐漸發(fā)生著變化，整體供電的可靠性、適應(yīng)能力以及安全性等多方面的需求也在不斷提高當(dāng)中。配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)工作具有長(zhǎng)期性和系統(tǒng)性[3]，并且在不同的區(qū)域中相關(guān)的規(guī)劃建設(shè)需求也是不同的，在規(guī)劃建設(shè)活動(dòng)中要結(jié)合具體情況和需求，對(duì)于規(guī)劃進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)地調(diào)整，并且提高相關(guān)方案實(shí)施的可行性與科學(xué)性。

智能配電網(wǎng)的建設(shè)意義在于，可以實(shí)現(xiàn)清潔能源的充分利用，同時(shí)又可以保障末端電網(wǎng)的安全性，這樣就能夠直接和大容量的情節(jié)能源以及遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)之間相互的對(duì)接調(diào)度，這樣就可以滿足清潔能源消費(fèi)比重的提升，從而為優(yōu)化用電與發(fā)電平衡性提供靈活性的調(diào)節(jié)能力。

3.2 負(fù)荷特性分析

第一，隨機(jī)變化特點(diǎn)。針對(duì)電力負(fù)荷的隨機(jī)性，其包含了內(nèi)在與外在兩個(gè)方面。內(nèi)在隨機(jī)主要是決定于電力系統(tǒng)的非線性元件。所以，電力系統(tǒng)本身就屬于大型非線性系統(tǒng)，并且在這一系統(tǒng)中，電力負(fù)荷是關(guān)鍵組成部分。所以，電力負(fù)荷本身也是非線性的，其外在的表現(xiàn)主要是集中在電力負(fù)荷數(shù)據(jù)本身呈現(xiàn)出來(lái)的實(shí)際特點(diǎn)。

第二，周期變化特性。電力負(fù)荷本身帶有隨機(jī)變化的規(guī)律，同時(shí)也存在明顯的特點(diǎn)，即周期性的電力負(fù)荷變化，其主要會(huì)受到工作規(guī)律、溫度以及其他等因素的影響，外在的表現(xiàn)，主要是呈現(xiàn)出周循環(huán)、季節(jié)性變化、節(jié)假日等特性。如，每一年的峰值一般都會(huì)出現(xiàn)在夏冬兩個(gè)季節(jié)，低谷則在春秋兩個(gè)季節(jié)。每一周的電力負(fù)荷一般在周一到周五會(huì)呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化；在節(jié)假日電力負(fù)荷值也會(huì)相應(yīng)降低。

3.3 “三景三力”韌性配電網(wǎng)[4]

一是持續(xù)推進(jìn)配電網(wǎng)在常態(tài)情景下穩(wěn)定力的提高，保證配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)維持正常的情形下，能夠妥善應(yīng)對(duì)各類隨機(jī)缺陷、小擾動(dòng)或正常的電源及負(fù)荷波動(dòng)。著重優(yōu)化配電網(wǎng)不停電作業(yè)能力，全面深入研究10千伏“鉆石型”配電網(wǎng)，兼顧升級(jí)改造配電網(wǎng)的可行性及經(jīng)濟(jì)性，落實(shí)受端電網(wǎng)“互聯(lián)互濟(jì)互?！睓C(jī)制及“智慧保電”模式的制定與研發(fā)。

二是持續(xù)關(guān)注配電網(wǎng)在應(yīng)急情景下應(yīng)變力的增強(qiáng)。當(dāng)有較大缺陷或故障出現(xiàn)在配電網(wǎng)中時(shí)，需確保能夠第一時(shí)間精準(zhǔn)定位風(fēng)險(xiǎn)源、辨識(shí)危險(xiǎn)傳播路徑并評(píng)估系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)閉環(huán)安全防御策略的主動(dòng)形成。同時(shí)，著重優(yōu)化移動(dòng)電源、自備電源及分布式電源的配置，增強(qiáng)重要負(fù)荷孤島運(yùn)行，為脫網(wǎng)情況下重要負(fù)荷的平穩(wěn)運(yùn)行提供支撐。加大微電網(wǎng)可控性，極端情況下保證微電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)離網(wǎng)運(yùn)行，使微電網(wǎng)內(nèi)部關(guān)鍵負(fù)荷能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)供電，并促進(jìn)關(guān)鍵負(fù)荷停電范圍及時(shí)間的縮小。

三是促進(jìn)配電網(wǎng)在極端情境下恢復(fù)力的增強(qiáng)。面對(duì)重大災(zāi)害帶來(lái)的影響，盡可能弱化配電網(wǎng)故障引起的損失，保證供電能力能夠盡快恢復(fù)正常。同時(shí)，嚴(yán)格管理黑啟動(dòng)資源，深入研究綜合利用各類燃機(jī)資源、微電網(wǎng)黑啟動(dòng)路徑。合理管控重點(diǎn)區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)，參照對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格落實(shí)大功率密集輸電通道運(yùn)維與變電站防護(hù)工作。持續(xù)推進(jìn)區(qū)域應(yīng)急聯(lián)防聯(lián)動(dòng)機(jī)制的完善與改進(jìn)，以配電網(wǎng)安全治理為基礎(chǔ)，聯(lián)合有防護(hù)需求的其他設(shè)施設(shè)備，做好跨區(qū)協(xié)同聯(lián)防機(jī)制的制定及區(qū)域責(zé)任工單共行、互濟(jì)互保機(jī)制的探索。

3.4 新型電力系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)架影響分析

新型電力系統(tǒng)下，對(duì)規(guī)劃建設(shè)提出了更高要求。新能源迅速增長(zhǎng)下電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)與消納能力不足等問題，對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃和網(wǎng)架建設(shè)提出了新的挑戰(zhàn)。

一是“源、荷”更加多樣化。分布式分布式電源和多元負(fù)荷規(guī)模化接入，配電網(wǎng)潮流由單向流動(dòng)變?yōu)殡p向互動(dòng)，但新能源出力的間歇性、隨機(jī)性和波動(dòng)性影響了配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，若規(guī)劃環(huán)節(jié)不綜合考慮新能源消納、充電設(shè)施容量裕度，配電網(wǎng)將面臨低效運(yùn)行局面。

二是電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。配電網(wǎng)功能由電力傳輸分配向新能源平衡消納轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致分段方式、接線方式的設(shè)計(jì)原則發(fā)生變化。微網(wǎng)等小型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不斷接入電網(wǎng)，將會(huì)造成潮流控制難、合環(huán)涌流等問題，嚴(yán)重影響配電網(wǎng)供電質(zhì)量。同時(shí)，交直流混聯(lián)、微電網(wǎng)等新型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對(duì)電力電子設(shè)備提出了更高要求。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，基于本文在分析配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化與差異化的基礎(chǔ)上，針對(duì)配電網(wǎng)的發(fā)展路徑進(jìn)行分析，希望通過這樣的研究，能夠明確標(biāo)準(zhǔn)化與差異化的實(shí)際需求，從而推動(dòng)配電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展，讓其能夠滿足日常的運(yùn)營(yíng)要求。