影響變電站規劃不確定性的處理分析

劉芳

摘要：在變電站規劃中對其穩定性影響的因素有許多，其中就有對變電站在整個配電網中的規劃，既要考慮變電站布局的合理性，同時還要考慮變電站在電網配置過程中的穩定性和協調性，文章主要通過對變電站布局和電網規劃的協調性兩個方面分析。

關鍵詞：變電站規劃不確定性處理方法

在電網配置過程中，科學合理的規劃是保證整個電力系統安全、穩定是使用的重要條件。目前，我國許多地方在規劃主配網過程中的問題十分多，其中最突出的是不同電壓標準級之間的容電量和電網布置結構不能夠相匹配，導致了供電能力有限，區域供電失衡的一系列問題。通過合理的電網規劃和布局使主配網的銜接進一步優化。用一定的方法和措施對變電站的位置進行最合理的布局，這樣可以十分有效地提高配電網的總體協調能力，同時還可以迅速提高電網的安全穩定和經濟運行能力。

1 從變電站的基本屬性方面分析

1.1 從變電站的運行原理方面分析

變電站的運行效率集中體現了供電設備正常運行狀況的裕度。從運行效率的原理方面講，變電站的運行效率越高，其就越接近滿載程度，從而使設備運行的裕度就越小。在專業的電學理論方面變電站的運行效率是一個固定的常用參數，用大寫字母“T”表示。變電站的運行效率用公式表示為：

T=■×100%

S■為實際運行過程中的最大運行負荷；SN為設備額定容電量

1.2 從關聯維數和關聯度兩個定義方面分析

①定義1，從關聯維數方面分析，關聯維數就是變電站的配電變壓器的數量。關聯維數在電學公式中通常用小寫的字母“r”表示，其公式為：

r=■xj

xj為變電站的第j條出線所帶的配變數；m為變電站出線數。在110kV變電站中配變器總數大約有150~400。

②定義2，從關聯度的標幺值方面分析，其在電學公式中通常由小寫字母“d”表示。其公式為：

d■=■

其中d■為變電站i的關聯度；r■為變電站i的關聯維度；r■為基準值。

1.3 從負荷權重系數方面分析

從定義上講，負荷權重系數簡稱負重系數，用小寫字母“k”表示。其電學公式為：

k=λT+(1-λ)d

其中λ為權重因子。

2 從配電網協調方面分析

2.1 從協調要素方面分析

從協調要素方面來看配電網的協調內容就是協調因子，其專業定義就是在正常的供電范圍內，各個變電站的負重系數之間的標準差，是一個全面參數。其數學公式表示為：

G■=■

其中N為變電站的數量，ki為變電站的負重系數。

從變電站的本身特征來分析，如果各協調因子的值越小，各個變電站的負重系數才會越平衡，其之間的距離才會越來越小，因為在配電網布置過程中不會存在一些變電站負重系數長期固定的可能性。努力把配電網的協調因子控制在合理地范圍可以在很大程度上提高配電網設備和器材的使用效率。

2.2 從其數學模型方面分析

一般在建立數學模型時都要選好參考對象，通常分析配電網協調程度時都是采用110kV的變電站作為數學模型的參考對象。在充分考慮各種運行維護成本之后用來作為參考對象，同時增加一個全局平衡控制因素，這樣可以充分的體現主配網在電網規劃中的合理性，同時更能夠使變電站的外部不確定因素減少。其數學模型表示為：

minz=■f(S■)■+u(S■)+α■■■l■+β■■■W■jl■+γC■·t·■Wj≤S■(S■)cosΦl■≤R■

其中：Si為變電站的容電量；f(Si)為變電站的建設成本；u(Si)為變電站的運營成本；n為增加的變電站數量；N為整個電網新舊變電站的總數；r0為貼現率；ms為變電站折舊期限；m1為變電站的低壓側線路折舊期限；lij為變電站從i到負荷點j之間的線路長度，其數學計算式為lij=■；x■和y■分別為變電站i點的水平和垂直坐標，x■、y■則分別為變電站j點的水平和垂直坐標。Ji為變電站i點的容電量負荷集合；β為電網線路的折損參考系數；Wj為變電站j的電容負荷量；γ為電網協調因子參考系數；e(Si)為變電站i點容電量負荷承載效率；cosΦ為變電站的功率因子數；Ri為變電站i的供電范圍半徑。

3 變電站在規劃中的不確定性因素識別方法來分析

①根據分割法的內容，就是在變電站配置過程中將需要處理的問題分析解剖，然后找到解決在變電站配置過程中的推理思路。②其次就是根據變電站的實際情況構成思維輪廓，可以分別對問題進行思考分析，也可以形成一個總體的解決思維模式。在思考分析的過程中可以通過假設對立思考分析。③根據對應的框架形成相應問題最直接的解決框架，并通過推理計算得出最終的解決方法。④最終根據合理的解決思路框架解決變電站在規劃過程中的不確定性因素。

4 從主配網協調方面分析

4.1 從建模構思方面分析 ①從城市高壓配電網的初期規劃來看，變電站的選址特別重要，通常一般的都是對110kV運行效率變電站位置進行分析；②從容電量負荷和網架結構方面來看，負荷網架結構在目前的要求是最低要兩個供電系統，這也是工程建設的基本目標；③在城市中110kV容電量的變電站其所帶的合理負荷為10kV，其最理想的供電范圍是在變電站方圓半徑2~3公里之間；④如果將迂回供電的情況忽略不計，則供電的距離與供電系統和容電量負荷即變電站之間的距離；⑤只需要考慮在供電范圍內重新建造一座變電站，或者是將原有的變電站進行擴大容電量的改造過程，這些做法都只能夠達到單方面的優化目標，而不能夠從根本上改變主配網的協調關系。

4.2 從選址供電范圍方面分析 變電站的選址范圍就是指新建變電站的空間位置和供電范圍，在理論上用的最多的就是110kV的變電站供電范圍，通常其供電范圍都是最佳半徑圓距離，都是在3公里左右。這樣可以通過變動變電站的位置來調整變電站的容電負荷量。并且通過優化負重系數來優化負荷范圍和變電站位置的篩選。

4.3 從變電站選址方面分析 通常情況下，在變電站位置確定的過程中以負重系數作為參考，并將其代入目標函數進行變電站位置確定的精確計算。這樣可以考慮更加全面的對變電站的供電范圍和位置進行確定。

4.4 從變電站容電量方面分析 一般情況下，這種情況都要首先考慮時間方面的影響和負荷變化的預測。現在，對新建的變電站竣工以后的規定是在供電范圍內的容電量平均負重系數有特殊的規定和要求，其最大設定值可以用一個數學式來表示。其公式表示為：

■+(1-λ)■≤kmax

其中P■為當前容電量負荷指數；ΔP為預測即將變化的負荷；■S為目前變電站的容電量總和；S0為新建變電站容電量；d為目前變電站的平均關聯度。

4.5 從供電范圍的的確定流程來分析 首先，把新建的變電站作為幾何中心點，以此為中心向四周擴散，以一個圓的形式來表現供電范圍。使各個變電站之間負重系數不斷變化，最終使各個供電范圍之間的容電量負荷達到平均值；其次，要及時的調整負重系數差異明顯的的變電站供電范圍，使其相鄰兩個變電站的負重系數趨近相同，計算與之相應的協調因子，并且將這些數據代入數學公式最終計算得出目標函數值。

5 結束語

總之，在電網布局上面要想使配電網的運行效率達到最理想的狀態，首先就應該將配電網的技術規劃有一個整體的構思，接著才是根據變電站的相關技術規劃完成與之相對應的布局分析，最終使配電網的變電站之間達到協調狀態，從而使變電站的穩定性更好，正常運作效率更高。并進一步減少變電站在規劃和運行過程中的突發性問題和不確定性因素。

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