城市高壓配電網接線模式比較研究

1.馮書芹 2.王風燕

1.身份證號碼：372501197105271546 2.身份證號碼：372522197606040043

城市高壓配電網接線模式比較研究

1.馮書芹 2.王風燕

1.身份證號碼：372501197105271546 2.身份證號碼：372522197606040043

目前，高壓電網已從原先的輸電網功能轉變為城市高壓配電網，成為超高壓輸電網到中壓配電網之間的高壓配電網。它的結構合理與否，直接影響到高壓電網的使用效率、建設費用、運行成本以及功能的充分發揮。此外，高壓電力線路通道越來越緊張，電網規劃必須要先行、密切結合實際、留有充分的發展余度。為此，有必要從多種接線方案中，選取一種高壓配電網的最優接線方式，這對簡化接線、合理布局、優化網絡、減少重復投資、充分發揮高壓配電網功能，以及對電網規劃提供技術依據都十分有利。

高壓電網；接線模式；比較

在城市高壓配電網規劃中，接線模式的選擇對高壓配網規劃的全局起著重要的作用，在給定的一個城網規劃，選擇一個與規劃城市相適應的接線模式需要考慮多方面因素，如供電可靠性、經濟性以及規劃區域的遠景目標、地理環境等，為實現電網的安全、經濟運行，在可能的條件下盡量選擇標準化的接線模式具有重要意義。

1 城市高壓配電網接線

高壓電網采用環網接線，開環運行的方式，從而避免與220kV電網形成電磁環網，形成每座變電站下的高壓電網。由于高壓電網網絡接線種類比較繁多，以下主要根據變電站最終規模的不同，介紹幾種常用的電網接線形式，如輻射結構、鏈式結構、不完全鏈式結構等。

城市高壓配電網接線方式的選擇，需結合城市遠景規劃和經濟結構特點。高壓配電網以滿足電網“N-1”可靠性要求為目標，力求達到運行靈活、經濟，電網接線簡單，網架適應性強，層次清晰。本文針對不同主變臺數和變電站主接線組合下，對不同的接線方式從可靠性和適用場合進行定性分析比較研究，并依據網架接線方式的特點，給出網架過渡演變模式(如兩線一變(單電源)—→三線兩變—→四線兩變—→四線三變)。

2 接線模式比較研究思路

2.1 理想化假設

通過對電網現有供電模式(包括高壓配電網、變電站和中壓配電網)的深入研究，提出了一種研究城市電網供電模式的理想框架。該框架首先將城市電網分成理想的三部分，即10kV中壓電網，110kV變電站和110kV高壓配電網。220kV變電站(其出線為110kV線路)為城網的電源點。首先對上述三部分系統分別進行理想化處理，構造理想化的供電模式。圓形區域的面積(供電區域)根據負荷密度大小而變化，城網電源(220kV變電站)的數目固定為4個，110kV高壓變電站固定為28個。這樣，每座110kV變電站的供電范圍理想情況應為六角形。在本研究中，這個六角形近似為一個圓形，10kV的理想供電網絡就在這個圓形的范圍內形成。這樣整個城網供電區域面積的大小和總負荷的多少將隨著110kV變電站變壓器的臺數和容量的變化而變化。

2.2 變電站規模

變電站規模主要為3臺主變時110kV變電站主要為3臺主變時，網架過渡方式主要有三種，分別為鏈式結構網架過渡、“三T”結構網架過渡和四線兩變向四線三變過渡。(1)鏈式結構網架過渡。鏈式結構網架過渡有兩種情況分別是：情況一、完全(不完全)雙鏈網架的過渡；情況二、三鏈網架的過渡。(2)“三T”結構網架過渡。“三T”結構網架過渡有兩種情況：情況一、六線兩變向六線三變過渡；情況二、四線兩變向四線三變過渡。(3)四線兩變向四線三變過渡。四線兩變向四線三變過渡時，有兩種情況分別兩2主變。

2.3 模式識別

接線模式模型的建立詳細描述了接線模式出線分區內元素的特征。為了達到接線模式識別的目的，需要選擇的特征能足夠代表此接線模式，同時要求其數量盡量少，從而能有效地進行分類和描述。接線模式特征的提取是用模式識別理論進行接線模式識別的關鍵。通過對典型高壓配電網接線模式的分析，本文提出了從電源特征、電源母線特征、網架出線特征、負荷站接入特征、負荷站站內接線方式特征作為高壓配電網的接線模式典型特征來考察。

(1)電源特征。電源的特征包括電源數、是否有發電機做電源、電源母線數、是否有附加增強電源。電源數、電源母線數及是否有附加增強電源可以從側面反映出待識別接線模式組的可靠性，是電源的典型特征。是否有發電機做電源作為特征是考慮了城市高壓配電網有許多發電機供電的情況，負荷有2個及以上的主通路。因此發電機作為一個特殊的電源特征。(2)網架出線特征。網架出線的典型特征包括出線屬性、接入負荷站方式、出線是否有聯絡。(3)負荷站特征。負荷站的典型特征包括負荷站接入方式、負荷站內是否有站內聯絡線。

(2)模式識別

提取了接線模式組的典型特征之后，需要根據配電網典型接線模式結構特征比較明確且易于確定的特點建立特征庫。采用特征匹配的原則來識別典型城市高壓配電網的接線模式。

2.4 配電網的可靠性分析

配電網的可靠性分析所包含的內容極為豐富可靠性指標也很多。本研究旨在分析高壓配電網絡在負對110kV變電站進線所能提供的供電可靠性。這一項目中主要研究網絡接線模式與負荷密度荷點(110kV變電站)變壓器臺數、變壓器容量之間的內在關系以及它們對整個系統可靠性指標的影響。表達系統可靠性的指標有很多，如平均故障率、平均停運持續時間和平均年停運時間等。但是它們不是總能完全表示系統的特性和響應。為了反映系統停運的嚴重程度和重要性，在實際應用中，一般用平均用電有效度(ASAI)評估。

綜上所述，按照具體城市用地規劃，在預期負荷密度較低的地區，110kV變電站應考慮設置2臺變壓器，供電模式建議優先采用模式3(單側電源不同母線雙T接線)和單側電源不同母線輻射接線。供電可靠性要求較高時采用模式雙側電源雙T接線或模式《雙側電源雙二接線)。b.按照具體城市用地規劃，在預期負荷密度較高的地區，110kV變電站最終規模應考慮設置3臺變壓器，供電模式建議優先采用單側電源不同母線三T接線。

[1]袁北勇.對110kV城市高壓配電網接線方案的比較[J].供用電，2007，03：14-16.