10kV配電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)與目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃

摘要：我國電力體制改革不斷深化，電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展不斷深入，電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大。文章首先闡述了我國配電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)的研究現(xiàn)狀，進(jìn)而分析了分區(qū)供電規(guī)劃思想的目的和意義，并在此基礎(chǔ)上依托工程實(shí)例10kV配電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)與目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃進(jìn)行研究，期望通過文章的研究能夠?qū)μ岣吲潆娋W(wǎng)的供電可靠性和供電質(zhì)量有所幫助。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)；綜合評(píng)價(jià)；網(wǎng)架規(guī)劃；電網(wǎng)規(guī)模；供電質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TM712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）31-0102-02

近年來，隨著我國電力體制改革的不斷深化，進(jìn)一步推動(dòng)了電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大。與此同時(shí)，人們對(duì)供電可靠性和供電質(zhì)量也提出了更高的要求。10kV配電網(wǎng)是整個(gè)電網(wǎng)中較為重要的組成部分之一，其肩負(fù)著電能傳輸?shù)闹匾姑羰桥潆娋W(wǎng)規(guī)劃不合理，不但會(huì)影響正常供電，而且還會(huì)增大建設(shè)成本。為此，必須在綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，對(duì)10kV配電網(wǎng)進(jìn)行合理規(guī)劃。基于此點(diǎn)，本文以廣東省東莞市清溪鎮(zhèn)的配電網(wǎng)為依托，對(duì)其目標(biāo)網(wǎng)架的優(yōu)化規(guī)劃展開探討。

1 我國配電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)的研究現(xiàn)狀

在配電網(wǎng)評(píng)估的過程中，評(píng)價(jià)指標(biāo)的構(gòu)建是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是評(píng)價(jià)工作開展的前提和基礎(chǔ)，指標(biāo)的合理與否直接關(guān)系到評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度。現(xiàn)階段，國內(nèi)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，多數(shù)都是采用如下做法：即以配電網(wǎng)的供電可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性以及供電質(zhì)量等指標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，并從不同的側(cè)面及程度上對(duì)配網(wǎng)的技術(shù)水平進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。為了進(jìn)一步提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，業(yè)內(nèi)的一些專家學(xué)者加大了對(duì)配電網(wǎng)評(píng)價(jià)的研究力度，有的專家針對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行現(xiàn)狀，從多個(gè)角度作為出發(fā)點(diǎn)，如技術(shù)合理性、安全性等，建立了全方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并通過實(shí)例提出了有效的評(píng)估方法，為電網(wǎng)規(guī)劃方案評(píng)判決策問題的解決提供了可靠途徑。在我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的推動(dòng)下，使得國內(nèi)電網(wǎng)的管理水平逐年提升，與評(píng)價(jià)有關(guān)的指標(biāo)也隨之日漸豐富，除了原本的一些硬指標(biāo)以外，還增加了很多軟指標(biāo)，其中比較典型的有配網(wǎng)的服務(wù)性等。

2 分區(qū)供電規(guī)劃思想的目的及重要意義

現(xiàn)階段，國內(nèi)大部分常規(guī)配電網(wǎng)的建設(shè)模式都是以變電站分布位置以及路網(wǎng)的實(shí)際走向?yàn)橐罁?jù)進(jìn)行規(guī)劃，一般只有變電站供電分區(qū)的概念，但卻并沒有10kV線路供電系統(tǒng)的分區(qū)概念，由此導(dǎo)致了以下問題：（1）由于線路相對(duì)較多且存在交叉供電的情況，致使線路巡檢、管理等工作比較麻煩，一旦發(fā)生故障停電時(shí)，無法及時(shí)準(zhǔn)確地判斷出具體的故障線路，從而延誤了搶修時(shí)間。因線路設(shè)備的分布較為復(fù)雜，對(duì)轉(zhuǎn)供電和施工搶修的操作效率造成了一定程度的影響，極容易發(fā)生誤操作的情況；（2）線路負(fù)荷隨意接入，供電范圍不確定，無法進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃，容易引起線路輕載或過載。

為了避免上述問題的發(fā)生，可以采取中區(qū)供電的配網(wǎng)規(guī)劃思路，其優(yōu)越性具體體現(xiàn)在如下三個(gè)方面：（1）有利于配網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃。因?yàn)楣潭ǖ乩硇》謪^(qū)的劃分，使得配電網(wǎng)由常規(guī)的面考慮，轉(zhuǎn)變?yōu)橐阅硞€(gè)中區(qū)作為分析對(duì)象。通常情況下，地理范圍相對(duì)固定的中區(qū)，其總體面積也是固定的，故此可以預(yù)測(cè)出用戶數(shù)量和具體用電負(fù)荷以及固定可選的線路走廊位置，這為整個(gè)配電系統(tǒng)的優(yōu)化規(guī)劃提供了充足的可控要素；（2）有助于防止重復(fù)建設(shè)。中區(qū)的劃分，使得用戶系統(tǒng)的接入變得更加清晰明了，只要網(wǎng)架結(jié)構(gòu)成型，即便變電站的布置點(diǎn)位有所增加，也只需要對(duì)中區(qū)線路首端電源的部分線路進(jìn)行改變，這樣一來，避免了線路重復(fù)建設(shè)的情況，節(jié)省了大量的投資；（3）有利于提高轉(zhuǎn)供電的可靠性。由于中區(qū)的劃分及跨區(qū)供電的限制，使得從10kV線路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備地理位置分布上，能夠形成相對(duì)比較簡(jiǎn)單且可靠的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，這樣不但可以使線路的巡視檢查變得更加方便，故障線路判斷更加簡(jiǎn)單，而且轉(zhuǎn)供電操作的安全性與可靠性也隨之獲得顯著提升。

3 10kV配電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)與目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃研究

為了便于研究，本文以廣東省東莞市清溪鎮(zhèn)的配電網(wǎng)為例，對(duì)目標(biāo)網(wǎng)架的規(guī)劃進(jìn)行論述。

3.1 配電網(wǎng)的具體情況分析

3.1.1 中壓設(shè)備。清溪鎮(zhèn)共有10kV線路164條，這些線路全部為公用線路，總長(zhǎng)度約為753.05km，線路上的配電變壓器總?cè)萘考s為115.11萬kVA。該鎮(zhèn)的主干線路平均長(zhǎng)度約為2.63km，線路的電纜化程度相對(duì)較高，共有三回線路的主干長(zhǎng)度大于6km，這與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)規(guī)劃的技術(shù)原則要求不符，同時(shí)，還有13回線路的配電變壓器容量大于1.2萬kVA，也不符合技術(shù)原則要求。

3.1.2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)而言，中壓配網(wǎng)的結(jié)構(gòu)是影響其供電可靠性及供電質(zhì)量較為關(guān)鍵的因素之一，換言之，中壓配網(wǎng)結(jié)構(gòu)是否合理直接關(guān)系到電網(wǎng)的長(zhǎng)期發(fā)展。在規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)狀10kV配網(wǎng)當(dāng)中，93回線路在結(jié)構(gòu)上形成了環(huán)網(wǎng)，但是仍然有71回線路為無互供備用能力的單敷設(shè)線路。由此不難看出，規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)架整體結(jié)構(gòu)仍然比較薄弱，這會(huì)在一定程度上影響到配網(wǎng)的供電可靠性，并且也無法很好地對(duì)上級(jí)電網(wǎng)予以支持。所以對(duì)網(wǎng)架進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃顯得尤為重要。

3.2 規(guī)劃思路及區(qū)域劃分原則

3.2.1 規(guī)劃思路。（1）在規(guī)劃中壓網(wǎng)架時(shí)，要將中區(qū)作為基本規(guī)劃單位，同時(shí)還要將中區(qū)作為變電站供電范圍調(diào)整的最小單位。（2）根據(jù)負(fù)荷情況的不同，對(duì)中區(qū)內(nèi)的網(wǎng)架使用不同的接線模式，為避免投資浪費(fèi)，在接線時(shí)要以目標(biāo)網(wǎng)架為依據(jù)。（3）劃分完供電中區(qū)之后，根據(jù)地塊空間負(fù)荷對(duì)供電中區(qū)的負(fù)荷量進(jìn)行測(cè)定，在滿足供電可靠性的前提下，選擇供電中區(qū)內(nèi)的接線模式，并結(jié)合當(dāng)前線路走向和區(qū)內(nèi)地理信息，制定各個(gè)供電中區(qū)的線路走向規(guī)劃方案。（4）針對(duì)每個(gè)供電中區(qū)，制定三種不同的規(guī)劃方案：在2～3年內(nèi)的中區(qū)負(fù)荷水平下的網(wǎng)架方案；提出遠(yuǎn)期配電網(wǎng)改造下的目標(biāo)網(wǎng)架方案；提出由近期向遠(yuǎn)期過渡的網(wǎng)架發(fā)展方案。中區(qū)供電的中壓網(wǎng)架規(guī)劃思路能夠科學(xué)制定配網(wǎng)建設(shè)方案，有效解決線路供電區(qū)重疊問題，提高供電管理效率，為遠(yuǎn)期配電網(wǎng)規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。

3.2.2 劃分原則。在對(duì)供電中區(qū)進(jìn)行劃分時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循以下兩點(diǎn)原則：（1）供電中區(qū)應(yīng)當(dāng)在變電站供電范圍劃分的基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化分界區(qū)域；（2）應(yīng)當(dāng)以控制每個(gè)中區(qū)遠(yuǎn)期飽和負(fù)荷1～2萬kW進(jìn)行控制，并以河流、路網(wǎng)、山脈等比較清晰的邊界作為區(qū)域劃分依據(jù)，若是其中存在關(guān)聯(lián)較為密切的區(qū)域，則可適當(dāng)放寬劃分標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 目標(biāo)網(wǎng)架接線模式

3.3.1 接線方式。選擇N供1備的環(huán)網(wǎng)接線模式構(gòu)建中區(qū)目標(biāo)網(wǎng)架；選擇2-1單環(huán)網(wǎng)或開關(guān)站的接線模式構(gòu)建中區(qū)過渡網(wǎng)架，這種接線方式具備擴(kuò)展性強(qiáng)、方便靈活的優(yōu)勢(shì)。

3.3.2 目標(biāo)網(wǎng)架過渡。規(guī)劃中區(qū)內(nèi)每個(gè)供電節(jié)點(diǎn)均有其各自的供電范圍，網(wǎng)架建設(shè)時(shí)按照規(guī)劃預(yù)留節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行建設(shè)，主干節(jié)點(diǎn)建設(shè)可按照用戶實(shí)際情況進(jìn)行建設(shè)，使得中區(qū)內(nèi)線路和主干節(jié)點(diǎn)建設(shè)均以遠(yuǎn)期網(wǎng)架建設(shè)為目標(biāo)。

3.3.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)線模式。對(duì)于遠(yuǎn)期網(wǎng)架為1組“3供1備”線路供電的中區(qū)，可采取如下結(jié)線模式：實(shí)施N供1備網(wǎng)結(jié)線模式時(shí)，可先形成2-1單環(huán)網(wǎng)，并在適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)位處預(yù)留出網(wǎng)絡(luò)間隔；若是2-1單環(huán)網(wǎng)的備用容量無法滿足使用要求時(shí)，則應(yīng)當(dāng)建設(shè)備用線路，借此來形成2供1備的主備饋線組模式網(wǎng)絡(luò)，從而滿足實(shí)際供電要求；當(dāng)區(qū)域內(nèi)的負(fù)荷不斷增長(zhǎng)時(shí)，可以從聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)點(diǎn)接出一回線路掛接新增負(fù)荷，電源則可暫時(shí)從備用線獲得，由此形成3-1的環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)；當(dāng)新的線路負(fù)荷達(dá)到一定水平時(shí)，可以直接接入到變電站當(dāng)中，以此來形成3供1備的環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)。而針對(duì)遠(yuǎn)期采用多組“N供1備”線路供電的中區(qū)，則可采用如下結(jié)線模式：參考遠(yuǎn)期規(guī)劃“N供1備”網(wǎng)架的聯(lián)絡(luò)點(diǎn)，選擇較為接近主要負(fù)荷區(qū)的聯(lián)絡(luò)點(diǎn)位置建設(shè)開關(guān)站；從現(xiàn)有變電站出1～2回線路為該開關(guān)站提供電源；待變電站布點(diǎn)增加后，即可按照新變電站的遠(yuǎn)期規(guī)劃來建設(shè)新的線路，使其連接至原有環(huán)網(wǎng)出線的末端成為主供線路；原有開關(guān)站及主干節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換用途，作為“N供1備”接線的聯(lián)絡(luò)點(diǎn)，原變電站至開關(guān)站的線路應(yīng)進(jìn)行切改，從而將原有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)調(diào)整為遠(yuǎn)期網(wǎng)架。

3.4 設(shè)備選型

在目標(biāo)網(wǎng)架的優(yōu)化規(guī)劃過程中，設(shè)備選型較為重要，除了要遵循穩(wěn)定可靠的原則之外，還要充分考慮所選設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比選之后，主干線的電纜全部選用截面積為300mm2的3芯電纜；分支線與配電變壓器接入線則選用截面積為120mm2的3芯電纜；架空主干線與分支線分別選用截面積為240mm2和95mm2的架空絕緣導(dǎo)線；環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜選用全絕緣、全密封、免維護(hù)的三工位負(fù)荷開關(guān)柜（帶有自動(dòng)化擴(kuò)展功能）；柱上開關(guān)為帶有饋線自動(dòng)化功能的SF6真空斷路器。

4 結(jié)語

總而言之，10kV配電網(wǎng)的綜合評(píng)價(jià)與目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，由于配電網(wǎng)評(píng)價(jià)與規(guī)劃過程中涉及的內(nèi)容相對(duì)較多，若是某個(gè)環(huán)節(jié)或細(xì)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果和規(guī)劃效果造成影響，為此，除了要正確選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法之外，還應(yīng)當(dāng)以合理可行的思路進(jìn)行網(wǎng)架規(guī)劃。只有這樣，才能使配電網(wǎng)的作用得以最大程度地發(fā)揮，從而進(jìn)一步提高供電質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：曾應(yīng)璋（1979-），男，廣東東莞人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞清溪供電分局電氣工程師，工程碩士，研究方向：供電。