在電力市場條件下的配網規劃方法探究

曾昌杰（廣東電網河源連平供電局，廣東河源 517100）

?

在電力市場條件下的配網規劃方法探究

曾昌杰
（廣東電網河源連平供電局，廣東河源 517100）

【摘要】配網是現代化城市以及新農村的重要基礎設施，對其進行合理規劃，改變現階段配網網絡薄弱的現狀迫在眉睫。本文研究了配網的現狀及其規劃，對電力市場的特點進行了概述，介紹了集中電力負荷預測的方法，深入研究了電力市場條件下配網的規劃方法，著重對配變臺區和低壓線路的規劃方法及研究成果進行了闡述。本文闡述的規劃方法具有可行性和實用性，對中低壓配網的規劃具有一定的參考價值。

【關鍵詞】電力市場 負荷預測 配網規劃 低電壓 無功補償

1 引言

中低壓配網作為電力系統的末端環節，為廣大人民群眾直接提供電能，其安全穩定運行對生產和生活產生直接影響。為了促進電網建設以適應社會的需要，針對目前中低壓配網薄弱的情況，對中低壓配網進行科學的規劃十分必要。本文對電力市場條件下，中低壓配網的規劃問題進行了研究。

2 電力市場的特征

電力市場是開放的、競爭的，同時又具有計劃性和協調性。電力系統聯系緊密，網絡內的任何操作都會對電力系統產生影響，因此電力市場需要具有一定的計劃性。為了實現電力系統本身需要做到的供需平衡，因此需要電力市場供應者以及用戶之間相互協調。

傳統的配電網規劃，是在已知的負荷預測方案以及電源建設的前提下，確定最優電網結構，以滿足電網建設、運維成本最低，同時又能滿足用戶對電力的需求。傳統條件下，負荷預測、電源建設這些因素都是可控的。但是在建立電力市場后，發輸配售各個環節互相分離，負荷發展、電源建設、系統潮流都不可控，電網規劃將面臨更多不能確定的市場因素。因此電力市場條件下的電網規劃將面臨更大的困難。

3 電力市場條件下的負荷預測

3.1 負荷預測的概述

電力負荷預測是電網規劃的基礎，對變電站主變容量、10kV配電變壓器容量、無功補償容量等都與其密切相關。為了確保供電方案正確、投資效益最大化，都需要做出準確的負荷預測。電力的發展要與當地經濟的發展相適應，快捷、精確的負荷預測，能決定電力規劃的投資是否正確，以獲得最大的經濟效益。在收集和分析調研數據過程中，要深入研究該地區負荷特性變化的特點、負荷特性質變的規范、影響負荷特性的主要因素以及負荷特性變化的趨勢。

3.2 負荷預測的方法

3.2.1 人均用電指標法

通過未來人口的規模以及用電水平預測用電量，在通過最大負荷利用小時數的規律值估算未來年最大負荷值。

i

W為第i年預測總用電量；iC為未來第i年人均用電量；iA為未來第i年預測人口數；iP為未來第i年的負荷預測值；MAXiT為未來第i年預測最大負荷利用小時數。

3.2.2 分區進行負荷預測

根據行政區域范圍，從不同負荷性質進行劃分如生活用電、工業用電、商業用電等。根據不同的負荷類型及特性，確定負荷發展規律，預測出該地區的負荷發展趨勢。然后累加得到該地區負荷總和，將負荷同時率等因素考慮進來，得到未來年最大負荷。

或按照變電站的供電范圍進行分區，收集各變電站歷年最大負荷值，找出各變電站古河的發展規律，建立對應的負荷模型，對各變電站未來的年負荷值進行預測，最后將各變電站的預測值累加，將負荷同時率等因素考慮進來，得到未來年最大負荷。

3.2.3 分10kV線路進行負荷預測

分別收集各10kV線路歷年的運行最大負荷值，累加各10kV線路最大負荷值，將負荷同時率等因素考慮進來。收集該地區歷年最大負荷值，綜合考慮，找出各線路負荷發展規律，建立數學模型預測未來負荷同時率和未來最大負荷值。對各條10kV線路未來年最大負荷值進行累加，將負荷同時率等因素考慮進來，得到未來年最大負荷。

4 電力市場條件配網的規劃

4.1 低壓配電臺區規劃

低壓配電網的規劃原則是“多布點、小容量、短半徑”。對低壓配電臺區的分析主要是從配電容量、型號、所帶負荷、供電范圍等入手，需要確定供電半徑是否合適，配變損耗如何，該地區配變是否需要增容或新增配電變壓器。

實地調研查看現配變的負荷情況以及今后該地區負荷發展趨勢的預測，再基于負荷情況以及供電范圍進行配變的容量及其分布點。對于長期過載的配變、不能滿足該地區負荷發展的配變或運行時間過長損耗過大的舊配變，則要合理選擇配變型號及容量，改造或新增配變。

節能型變壓器，可以選擇S11型及以上的節能型配電變壓器，具有良好的節能效果。調容變壓器具有2個容量等級，根據負荷大小進行調節，適用于季節性負荷變化大的農網。

對于住宅小區，其日負荷變化大但季節性不明顯。目前常見的是采用一臺變壓器供電，容量不能調整。但若容量過大，則增加了變壓器的空載損耗和負載損耗，容易出現大馬拉小車的情況，運行起來不夠經濟。在重新規劃時，可以采用子母變壓器方案進行節能。在臺區按照總容量要求配置2臺變壓器，一臺大容量，一臺小容量。子母變壓器根據日負荷情況自動投退，負荷低谷階段只投入小容量變壓器，負荷正常階段只投入大容量變壓器，負荷高峰期將兩臺同時投入運行。

4.2 低壓線路規劃

對低壓線路的分析主要從線路的供電半徑、導線型號、運行年限、老化情況、負荷分析等入手。

線路供電半徑的長度與用戶的電壓質量有關，若供電半徑過長，則容易電壓偏低，難以保障用戶電壓質量。導線的型號可以判斷出導線截面積是否滿足要求，會不會出現由于導線偏細造成供電瓶頸。投運年限可以分析出供電安全可靠性，老化情況可以排查線路安全隱患。

在規劃過程中要著重注意以下幾點。

第一，配網一般采用以變壓器為中心的放射式接線，對于線路長、分支多的情況則考慮分段。對于縣城、重要的集鎮，逐步建立環網式架構，合理分片分段。

第二，盡可能合理分好供電區域，縮短供電半徑，避免迂回供電。

第三，新建線路線徑應選擇絕緣線，線徑按每戶大于4kW進行考慮。10kV配電線路線徑不能盲目求大，線路最大用電負荷MAXP按照下式估算。

K1為負荷同時率系數； K2為配變負荷率系數； Pt為單條線路配電變壓器容量和。對于居民負荷， K1、 K2取值范圍在0.35～0.5，具體設置根據現場實際情況定。工業用電負荷則取上限值。以15～20年內，線路最大負荷電流不超過導線的經濟運行電流來確定導線的線徑。

第四，通過合理按照變電站的分布以及供電廳劃分供電，確定供電區域的最大用電負荷。

4.3 無功補償規劃

中低壓配網無功補償是按照“全面規劃，合理布局，分級補償，就地平衡”的原則進行配置。10kV配電所內，無功補償裝置安裝在低壓側母線上。若補償設備分散安裝在低壓用戶中，在功率因數達到要求時配電所不需安裝無功補償裝置。在供電距離長、功率因數低的10kV線路上，分段安裝補償電容器。在負荷重、功率因數低的公用電壓器處，需安裝自動無功補償裝置，其容量按照變壓器容量的10%～20%配置。

5 結語

本文對電力市場條件下中低壓配網規劃進行了研究，對電力負荷預測、低壓配電臺區規劃、低壓線路規劃以及無功補償規劃等方面闡述了規劃中考慮的內容。通過改造臺區，解決臺區分布不合理、單臺變壓器容易過負荷的問題。合理配置配變容量，能夠增強電網供電能力，降低網損。改造10kV線路，解決供電半徑長、線徑偏細、設備老化等問題，提高了線路供電能力和供電可靠性，降低故障率，為地區的發展起到促進作用。合理配置無功補償設備，提高用戶電能質量。降低無功損耗，更大程度滿足用戶用電需求。只有將中低壓配網規劃的工作落實到實處，才能實現最大的社會效益和經濟。

參考文獻：

［1］萬國成，吳日昇，何毅思，等.城市配網規劃與建設若干問題探討［J］.繼電器，2005，33（20）：74-78.

［2］戴雯霞，黃健光.江門城區配電網絡規劃實踐和探索［J］.繼電器，2006，34（21）：80-83.

［3］李虹達.分析配網規劃中負荷預測方法［J］.大科技，2014，（35）：107-108.

［4］鄧超.淺談配網規劃過程與存在問題［J］.中國高新技術企業，2015，（22）：123-124.

［5］曾憲鋒.通過配網規劃和改造提高供電可靠性［J］.科技與企業，2014，（23）：137-137，141.