10kV配電網網架結構及間隔資源的優化研究

摘 要：隨著我國城市化進程的加快，各大、中城市中心配電網10kV配電網網架結構和間隔資源已難以適應日益增長的負荷需求，需對城市中心配電網網架結構和間隔資源進行優化整合，以提高配電網的供電能力和供電可靠性，有效提升電網間隔等資源的利用效率。

關鍵詞：配電網；網架結構；間隔資源；網架結構應用；

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-12-00-01

配電網絡指的是電力系統中二次降壓變電站低壓端直接或者降壓后向用戶供電的網絡。它的構成要素包括架空線或是電纜配電線路、配電所或者降壓變壓器等。通過配電網絡，可以將電能安全地分配到相應的用電場所，滿足配電的可靠性、高效性以及合理性。由于現在用電需求大大增加，國家電網建設力度不斷加大，所以過去的配電方法越來越不適合新時代，配電網網架結構亟待優化。優化的核心思想是 “隨機應變”，隨時根據用電負荷的不斷變化而調整相應的配電網絡規劃。優化的目標是節約成本，減少整個配電網絡規劃的投入，最終使配電網在滿足供電需求和發展需求的同時，使資源達到最合理的利用。通過優化配電網網架結構，可有效解決間隔資源緊張、供電容量難以釋放等問題，提高電網資源有效利用率。

一、配電網的現狀和存在的問題

隨著我國城市化進程加快，城市功能越來越趨向完善和復雜化。造成中心城區負荷密度穩步提高且增長速度快，對電力需求愈來愈大，且電力用戶對供電可靠性提出了更高的要求。

然而中心城區電網還含有大量的老城區電網，使得城市的大規模建設和負荷的快速增長與電網結構薄弱形成了較大的矛盾。僅僅通過新建變電站、更換大容量主變和提高110kV電壓等級為高壓配電網的方式并不能徹底有效地解決這些問題，特別是老城區的問題。如何利用現狀電網，因地制宜地規劃、設計與城市建設相適應的10kV配電網網架結構，成為了我國各層面各地區電力公司最近幾年的重點研究方向。

二、配電網網架結構及間隔資源優化內容

配電網的發展，體現在電壓等級的配置水平，它不僅決定了配電網的整體適應性，還決定變電站的電網結構。因此應優化配電網配置電壓序列，簡化變壓層次，避免重復降壓。城市中心配電網一般采用220/110/10/0.38kV的電壓等級序列，現采用了220/110/35/10/0.38kV電壓等級的配電網應通過優化10kV配電網絡逐步取消35kV電壓等級，通過改造相應110kV變電站可增加10kV出線間隔。

目前大容量主變和110kV電壓等級成為高壓配電網的發展趨勢，但也同時帶來間隔資源緊張、供電容量難以釋放等新的問題。中壓開關站作為變電站的母線擴展，具有占地少，布點靈活的特點，在城市配電網中的作用日趨顯著。國內不少大型城市的配電網規劃已將10kV開關站作為未來配電網的主要電源。由于過去的配網規劃方法和營銷業擴專線批復標準已不適應新時代的要求，應對長期低負荷運行的公用或專用線路進行間隔優化調整。利用變電站出線間隔出線新建10kV開關站，10kV 開關站可作為變電站母線的擴展，大幅增加10kV母線間隔數量，優化間隔資源調配，減少相同路徑的電纜條數，提高設備利用率。長期低負荷運行的公用或專用線路，可通過優化改造，將電源割接至開關站供電，以降低變電站間隔利用率。

10kV配電網網架結構宜簡明清晰，不同供電區域采用不同目標網架結構，并由過渡接線方式逐步發展為目標網架接線模式。中心城區10kV電纜網目標網架宜采用單環網或雙環網接線，10kV架空網目標網架宜采用多分段適度聯絡接線。應對10kV線路負荷的分配進行調整優化，合理控制10kV線路的配變裝接容量和供電半徑，保證負荷分配的均勻性。

通過對城市中心配電網網架結構及間隔資源優化研究，建立間隔分配數據庫及間隔資源管理系統，深入優化配電網網架結構，可增加10kV出線間隔，降低變電站間隔利用率，提高配電網的供電能力，有效提升電網間隔等資源的利用效率。同時有了充足的出線間隔，規劃的10kV配網項目才能順利實施以完善配電網絡結構，提高供電可靠性，也為電力增供擴銷提供了有利條件。

三、配電網間隔資源使用管理

針對日益稀缺的配電網間隔資源，應加強對間隔資源使用的管理力度。而如何利用有限的間隔資源來滿足日益增長的用電接入需求，則需建立間隔分配數據庫及間隔資源管理系統，形成城市中心配電網間隔資源管理辦法，以實現對間隔資源使用的統籌規劃和科學決策。

間隔使用時，應優先考慮公用線路的出線間隔，再考慮專線用戶的接入間隔。用戶業擴接入時，對于10kV專用間隔的安排必須謹慎，不能單純按照報裝容量出具供電方案，應對用戶的實際用電負荷進行深入的分析研究，通過基于人工智能等算法的計算，并結合用戶的重要性程度確定該用戶從變電站、開關站、環網單元還是電纜分支箱接入系統。同時用戶的備用線路可考慮在公用線路上T接備用，或多家用戶共同使用1個出線間隔。

四、配電網網架結構的應用

（一）網群結構。架空線路中的三分段四聯絡的網絡結構主要是變電站出現通過環網柜一分為三，每一段通過開關和另外兩個電源點相聯，供電可靠性遠遠超過單環網，達到“N-2”。而線路的運行率不低于75%。但網群結構接線復雜，只有配合配電網自動化系統才能發揮其優勢。

（二）三段四聯絡環網。三段四聯絡環網結構線路上每個分段可由三個不同的電源供電，即使失去兩個電源，仍然可以保證供電，當主供電源停電時，線路各個分段可導致不同的電源供電，減少了線路的備用容量，線路運行率達到75%，和手拉手、普通環網結構相比，大大提高了導線利用率。

（三）架空線路和電纜接線混合使用的混合式接線。對于混合式接線，架空線和電纜線路的供電范圍宜進行分隔，兩者之間可設聯絡點，但正常時應打開，只在故障時利用。

五、結語

城市中壓配電網對整個社會供電發揮了無可替代的作用，電網網架結構的正確與否直接關系著線路電網供電性能的發揮。間隔資源作為電網資源的重要組成部分，它直接關系著負荷能否接入配電網。因此，如何更好的優化配電網網架結構和間隔資源，滿足日益增長的用電需求，應是我們規劃研究中著重關注的問題和研究方向。

參考文獻：

[1]配電網規劃設計技術導則[S].國家電網公司，2012.

[2]高翔，等.中心城區10kV配電網網架結構優化研究[J].浙江電力，2013（6）：10-14

[3]孫志軍.淺析配電網網架結構優化及其對供電影響[J].科學論壇，2013（17）：622