地區電網網架結構優化調整策略研究

于　傳（安徽省電氣工程職業技術學院，安徽合肥230051；國網安徽省電力公司培訓中心，安徽合肥230022）

地區電網網架結構優化調整策略研究

于傳（安徽省電氣工程職業技術學院，安徽合肥230051；國網安徽省電力公司培訓中心，安徽合肥230022）

近年來，地區電網已經進入到快速發展階段，電網呈現朝著規?；较虬l展，為社會各領域提供更多電力能源。但是現有電網結構已經無法滿足實際用電需求，從主網架至配電網架，存在結構失衡、供電不可靠等諸多問題，不利于電力系統持續發展，因此加強對電網結構進行重新審視及診斷，加強對電網結構的優化和調整非常必要。本文首先分析電網網架結構特點，并在網架結構優化步驟基礎上，結合某地區電網現狀及存在的問題，探討優化和調整策略。

地區電網；網架結構；優化策略

前言

電網網架優化作為國家電網的一部分，是確保電網穩定、可靠運行的基本前提和保障。近年來，國民經濟飛速發展，促使用戶用電需求持續增長，對電力企業供電能力、供電質量等方面提出了更高要求。對于電網的合理規劃，能夠降低能源消耗量，創造出巨大的社會和經濟效益。反之，將會給國家帶來巨大的經濟損失。一直以來，我國電網規劃工程滯后于電源規劃，很多地區電網結構設計不合理。因此加強對地區電網網架結構優化和調整策略的研究具有非常重要的現實意義。

1　電網網架結構特點

電網網架結構，是結合具體的配電網絡，尋求滿足負荷點之間各項約束條件同時，促使電網網架構建費用與投資達到最小化目標。一般來說，我們會通過對比不同的網架方案，選擇出性價比最高的一種進行投資和建設。在進行電網網架調整時，具有以下特點：

（1）離散特點。電網網架規劃工作過程中，線路構建具備已建與待建兩種，其中網架優化的終極目標是經過系統的數學計算，決定出待建線路是否具備可行性，而這直接決定了電網網架規劃的決策取值具有離散特點。

（2）非線性特點。電網網架規劃的非線性，具體表現在構架的模型、計算基礎之上。如模型中涉及到的各類參數與線路功率等要素之間具有非常明顯的非線性特點。

（3）多目標特點。電網網架規劃的終極目標是通過網架結構的優化，促使項目投資、費用最小化。此外，在進行網架優化時，我們還需要考慮環境、技術等要素，最大限度上協調各要素之間的平衡。不僅如此，不確定性、輻射狀等特點都是電網網架規劃的重要特點，通過對這些特點的把握，能夠為電網網架優化提供更多支持和幫助。

2　地區電網網架結構優化步驟

隨著我國電力產業現代化、信息化改革進程不斷深化，相關學者和技術人員加大了對地區電網網架結構優化相關問題的研究。目前，對于地區電網網架結構調整和優化可以從以下幾個方面入手：

2.1潮流計算

所謂電網潮流計算，是指電力系統穩定運行的一種基本電氣計算。其根據現有的運行條件、網絡結構等確定整個系統的運行狀態。常見的潮流算法由牛頓——拉夫遜、最優乘子等算法。

2.2穩定計算

出于電力系統在國民經濟中占據的特殊地位，電網穩定事故造成的經濟損失巨大［1］。因此加強對現有電網結構穩定計算非常必要。

2.3保護校驗分析

配合優化網架分析，開展全網短路容量水平評估和全網繼電保護定值校驗，形成優化網架的繼電保護定值校驗報告。

3　地區電網網架結構優化調整策略研究

按照上述優化步驟，本文將結合某地區電網網架進行優化策略。該地區最大供電負荷為1245MW，供電量74.87億kWh，人均用電量6894kWh，具體供電區域概況如表1。

表1　2015年A地區供電區概況

3.1總體目標

對于該地區的電網網架優化目標，我們要實現建設結構合理、技術先進、且安全可靠的中低壓配電網。詳細來說，主要從以下幾個方面入手：

（1）解決當前電網目標網架中存在的問題，最大限度上提高整個區域范圍內的供電能力、供電可靠性等。

（2）根據技術原則，在調整期間內逐步規范配電網絡接線模式，從而為實現電網自動化、智能化建設奠定堅實的基礎。

（3）結合該區域未來發展規劃，建設適應發展趨勢的中低壓配電網。

3.2現有電網存在的主要問題

3.2.1規劃與變化相脫離

該地區對于線路的規劃，并未充分考慮負荷成熟度、區域未來發展趨勢等，導致當前電網1/4線路保持在超負荷運行狀態當中，且60%以上的線路主干截面缺乏統一性。

3.2.2設計不合理

對于該區域的接線方式來說，采用率僅為17%。一半架空線干線沒有進行分段處理，分支不夠合理。另外，當前城區內部的前路僅有7%引入了典型接線方式，足以證明該區域電網架構當中的現有線路接線方式比率較低，非標準接線方式，在一定程度上增加了可轉供電操作難度，造成可轉供電率大打折扣。

3.2.3其他問題

除了上述問題，標準網架不科學、違背目標網架也是該區域網絡架構中存在的主要問題。

3.3電網網架優化調整策略

電網網架調整和優化，主要是根據電源發展及負荷增長情況進行合理的預測，最終確定出科學、合理的目標網架結構，促使其能夠在安全、可靠條件下，真正意義上做到經濟、環境等方面的優化?；谠搮^域電網網架中存在的問題，我們可以從以下幾個方面入手，加以完善：

3.3.1控制好饋線數量

針對該區域早期線路的規劃，由于缺乏可靠性的考慮，缺乏負荷分區規劃，形成了覆蓋面積較大的“蜘蛛網”復雜網架機構，且存在非常多的五聯絡及以上接線線路，線路數量較多，導致跨區供電難度的增加。因此我們在優化過程中，應控制好饋線的數量，將其控制在4條以內，形成獨立供電結構，避免跨區域供電帶來的弊端［2］。不僅如此，還應加大對各個區域用電負荷的預測，以此來滿足未來電網規?；l展需求。針對供電片區的劃分，可以結合行政區劃、地理標志等要素進行初步劃分，以此來協調負荷需求。

3.3.2選擇兩供一備模式

兩供一備模式主要是由三條饋線為一組，組成環網，形成循環供電格局。該模式聯絡方式較為簡單，清晰，且具有備用線路。當出現供電故障時，能夠及時切換到正常的線路上進行轉供，確保供電連續性［3］。現階段，由于該區域配電網絡典型接線率較低，導致需要轉供電時，不得不進行臨時的分析、估算，通過多段、多次開合進行轉供，以此來緩解超負荷運作壓力。在此基礎上，能夠顯著提升電力系統運行有效性。

3.3.3實施兩分段兩聯絡形式

單放射接線模式較為適合密度偏低，且供電可靠性不高的農村、或者邊遠地區。但對于城市供電來說，此種模式存在一定缺陷，無法發揮積極作用。因此我們可以采用“兩分段兩聯絡”的接線模式，以此來滿足負荷密度較高時，電力能源的有效供應。

3.3.4合理確定環網點

對于電網網架進行優化時，應根據線路長度、線徑等因素，確定出10kV線路的干線及分支線，通過干線進行饋線組的組網進行優化，科學、合理選擇干線環網點，以此來滿足自動化實施需求，盡早規劃并建設開關房。

4　結論

根據上文所述，隨著我國電力產業不斷發展，社會各領域對電能供應可靠性、穩定性提出了更高要求。其中電網網架作為電力系統運行的基礎，其設計合理與否直接決定電力企業綜合實力。新時期下，原有電網結構存在一定的弊端和缺陷，無法滿足實際需求。因此各地區要立足于自身實際情況，樹立現代化理念，積極引進先進的技術，加強對電網潮流、穩定等計算，了解并找到當前地區電網網絡結構存在的問題，為制定調整和優化策略提供科學依據，不斷提高電網架構合理性，使得電網積極作用充分發揮，從而促進我國電力產業又好又快發展。

［1］董 旭，周 斌，胡濟洲，姜 念，舒東勝.湖北配電網結構模式優化策略及案例分析［J］.湖北電力，2015（12）：4～9.

［2］陳 旭，張勇軍，黃向敏.主動配電網背景下無功電壓控制方法綜述［J］.電力系統自動化，2016（01）：143～151.

［3］王曉旭，郝文斌，滕予非，胡滄粟，李 坤.小方式下基于高壓電網結構調整的新型電壓控制方法研究［J］.電力系統保護與控制，2016（03）：72～77.

TM727

A

2095-2066（2016）26-0065-02

安徽電氣工程職業技術學院2016年度科研項目（2016ybxm01）。

2016-9-2

于 傳（1983-），男，江蘇徐州人，講師，碩士，從事變電運維和調度自動化專業教學和研究工作。