基于供電可靠性的中壓配電網目標網架研究
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摘要：本文主要的課題是目前國內10kV中壓配電網架結構的研究，隨著電網中關于中壓配電網目標網架可靠性的問題研究的不斷深入和智能電網的快速高水平的發展，中壓配電網目標網架構建方案成為了電力企業研究的熱點問題。文章首先分析了國內城市中壓配電網供電的特點，并提出供電中壓配電網構建的思路與原則，進而分析了網架選擇需考慮的因素，最后對壓配電網目標網架進行了研究，為中壓配電網遠景目標網架規劃提供指導。
關鍵詞：中壓、配電網、目標網架、規劃
0背景
隨著城市規劃建設的快速發展，城市規模不斷擴大，建設標準不斷提高，對電力供應的能力及供電可靠性均提出了較高的要求，各級電力企業、部門對供電能力及供電可靠性提出了詳細的要求、標準[1]。10kV中壓配電網網架的建設直接關系到用戶的供電質量及可靠性水平。城市區域電網發展主要包括大量工業區、開發區、住宅區、文化區的混合電網，10kV配電網網架的優化規劃一直是供電部門的現實問題。深圳供電局在多年中壓配電網建設的經驗基礎上，初步總結了關于中壓配電網目標網架建設的相關原則及指標，并進行了實踐應用。本文在此基礎上對中壓配電網目標網架建設的相關問題作初步探索[2]。
1.10kV中壓配電網的現狀及存在的主要問題
近年來，國家投入了大量資金對城市電網及農村電網進行改造，取得了階段性的成果，但由于電源不足等先天問題，配電網網架的優化規劃一直是供電部門難以解決的現實問題。隨著近郊城市化程度的迅速提高，對配電網網架結構提出了較高要求，而中壓配電網網架結構不合理的矛盾日益突出，主要表現如下。
1.1電纜線路改造施工難度大
目前許多城市規劃已提出架空線入地、電纜化等要求，新建架空線的通道已很困難，但電纜溝道的建設以及電纜線路的建設投資均遠遠高于架空線[3]。往往需要配合道路改擴建、新建道路同步建設市政電纜溝道，市政道路建設滯后造成電氣設施建設滯后。電纜溝道的土建建設投資大，電纜溝道建設資金是困擾城市供電建設的難題，急需各級政府部門與電力部門協商解決。
1.2城市用電負荷情況難掌握
由于目前城市建設的項目規模日益擴大，建設用地面積及建筑容積率不斷提高，高層建筑、大型商業體越來越多[4]，用電需求劇增。電力部門應積極與政府相關部門配合，對項目用電負荷、性質、用電時間進行長期、不斷的跟蹤。
1.3設備多線路情況復雜
現有配電網10kV線路以輻射供電為主，負載率過高，分段不合理，聯絡數過少，無法滿足“N-1”安全準則[5]。同時現有配電網變電站電源點過少，10kV出線間隔過少，小容量中壓用戶占用變電站10kV間隔過多，導致變電站10kV間隔倉位利用率低下。網架不合理，線路長、用戶多，10kV線路供電半徑過大。
2.10kV中壓配電網目標網架建設思路
2.110kV中壓配電網發展規劃
隨著城市規劃建設的快速發展，電網規劃需滿足城市和人民生活的用電要求，技術先進合理、運行安全經濟、滿足城市電網可靠性要求的現代化城市電網[6]。電網規劃應納入城市總體規劃中，由于城市規劃項目與建設時間的不確定性，使10kV中壓配電網規劃難度加大。深圳供電局對10kV中壓配電網規劃采取五年總規劃，每年度根據配網現狀及負荷發展情況對10kV中壓配電網進行改造，并在年度實施建設。在電網規劃中確定了對10kV配電網中壓配電網目標網架、供電可靠性、電壓合格率、線損率、架空絕緣化率等指標，同時也提出配網自動化技術等提高運行管理水平。
2.210kV中壓配電網目標網架建方案
中壓配電網目標網架思路就是將配電網供電區域劃分為多個供電分區，以配電網現狀評估分析為基礎，依據地區控制性詳細規劃，對不同用地性質和開發深度的地塊進行歸類，結合典型負荷預測模型，開展規劃區域空間負荷預測，按照供電區域差異化的規劃標準，確定中壓配電網目標網架接線模式，科學地將各供電分區劃分為若干供電網格，達到“手拉手”和滿足“N-1”安全準則[7]。在架空網絡建設完善過程中，通過分段建設及過渡方案的考慮。在初期負荷較輕的情況下，采用單分段和單聯絡方式，每回線路負載率為50%。當線路負載率達到67%左右，采用的兩分段兩聯絡方式，負載率為75%，采用的多分段多聯絡方式。以上不同方式應該是循序漸進、逐步優化的過程，并根據附近電源點的情況因地制宜、適度發展，使用這種方法實現中壓配電網目標網架的可靠性供電。
圖1中壓配電網目標網架解決方案
3.解決中壓配電網問題的構架的可靠性方案技術
3.1建立一種新型10kV中壓配電網目標網架結構的技術方案
?。?）以電源點為中心，分布配置的方案
對于正處在快速發展期的配電網絡，由于現有電源點缺乏，10kV出線間隔過少，小容量中壓用戶占用變電站10kV間隔過多，導致變電站10kV利用率低下[8]?？紤]到10kV型站接線方式清晰、靈活，其出線帶繼電保護，且10kV母線帶自切，故障點判斷容易，可較快實現負荷轉移，具備較強的負荷釋放能力，故在優化10kV配電網結構的過程中，以電源點為中心，分布配置變電站。
?。?）分層分區適度交錯的方案
長期以來，10kV配電網網架一直存在著錯綜復雜、參差不齊的混亂狀態，這給配電網的運行帶來很大的隱患，其主要原因是地區發展不平衡，配電網網架結構沒有一個統一的規劃原則。在配網規劃中，應該按照分層分區、適度交錯的原則，理順配電網層次結構，明確區塊的性質，做到結構合理，避免不同性質的配電網結構無序交錯。
?。?）采用劃分供電網格的方案
結合負荷預測結果，根據確定的目標網架接線模式，將供電區域按照城市路網（含規劃路網）或自然分界，細分為若干個網格。負荷發展成熟網格和負荷快速發展網格，每個目標網格大小宜按一組標準接線的供電能力確定，不應超過三組接線。網格內線路應能獨立承擔該網格的正常供電任務，滿足網格內的電力負荷需求，并預留有一定裕度以滿足日后的負荷增長需要。負荷發展不確定網格是因負荷的不確定性使然，做到井然有序。
3.210kV中壓配電網網架規劃的實施
結合中長期變電站布點規劃開展規劃，確定每個網格電源點。電源點選擇應滿足就近原則，考慮合理的供電半徑。每個網格內電源點原則上應至少來自兩個不同的變電站，對于同一變電站供電的線路，應來自不同的母線段。每個變電站的負載應盡量保持均衡，避免出現重載或輕載主變。根據地塊組團情況、道路情況，按照導則中的供電安全標準要求規劃目標網架上各個節點，包括開關站、開閉所、環網柜、柱上開關等，做到分段合理，并明確各類節點的作用和性質。通過開關站、開閉所、柱上開關等主要節點進行聯絡，設置合理的正常運行方式和檢修運行方式，具有固定的運行方式。并根據不同地區的特點制定相應的目標值。根據用戶申請容量大小，設置相適應的供電方案。
4.結論
合適選擇中壓配電網的網架的建設，為用戶提供合格、可靠、經濟的電力是電力系統在今后工作中重點的工作目標，本文通過對深圳供電局10kV中壓配電網改造工程的分析，通過該工程的先進理念，提出了中壓配電網構架的構建思路及原則，并且通過深圳市10kV中壓配電網實施后具有良好的效果，對中壓配電網可靠性的提升遠景目標網架規劃有著重要的指導意義。
參考文獻
[1]代力東.初論適合城市電網規劃的負荷預測方法[J].中國電力，2016，7（32）.
[2]陳庭記，程浩忠，何明，等.城市中壓配電網接線模式研究[J].電網技術，2015，24（9）.
[3]陳章潮，唐德光.城市電網規劃與改造[M].北京：中國電力出版社，2016.
[4]張崇見.基于模糊集理論的空間負荷預測及中壓配電變壓器優化規劃[D].天津：天津大學，2008.
[5]上海中、低壓電網配置原則及典型設計[S].上海市電力公司，2016.
[6]10kV配電網目標網架建設[S].市南供電公司，2016.
[7]謝曉文，劉洪中壓配電網接線模式綜合比較[D].電力系統及其自動化學報，2017.3.
[8]林韓，陳彬，吳涵，等面向遠景目標網架的中壓配電網供電模型[D].電力系統及其自動化學報，2015.5.
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