基于供電能力分析的高壓配電線路容量優(yōu)化方法

陶云飛　殷樹曉　邱曙光

摘要：在整個電力系統(tǒng)運(yùn)行與配電網(wǎng)建設(shè)過程中，輸配電線路在電力系統(tǒng)中占據(jù)著至關(guān)重要的作用與影響。為了保證高壓配電線路的流量運(yùn)載達(dá)到高壓配電網(wǎng)的精細(xì)規(guī)劃，選擇合理的線路建設(shè)尤為重要，基于此，文章以高壓配電線路容量需求為基礎(chǔ)，從多個角度與層面就高壓配電線路容量優(yōu)化方法進(jìn)行分析，希望對相關(guān)人員提供借鑒與幫助。

關(guān)鍵詞：供電能力；高壓配電線路；容量；優(yōu)化方法

隨著我國電力行業(yè)也得到快速的發(fā)展，我國電力行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不斷壯大，輸配電線路運(yùn)行安全成為了社會與人們越來越關(guān)注的問題。高壓配電成為為社會生產(chǎn)以及人們?nèi)粘Ｉ畎l(fā)展的必備要素，其重要性顯而易見，為了實(shí)現(xiàn)供電的經(jīng)濟(jì)性與安全性，文章基于供電能力分析的高壓配電線路容量優(yōu)化方法進(jìn)行深入分析。

一、我國城市電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀分析

當(dāng)前社會對電能需求不斷增加，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行顯得越來越重要。城市電網(wǎng)不僅是電力系統(tǒng)中起著聯(lián)系發(fā)展和輸電系統(tǒng)與城市用戶的作用，還而且是城市規(guī)劃建設(shè)的重要組成部分，可靠性是配電網(wǎng)運(yùn)行的主要特征之一，每個地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及地理情況等多方面因素都直接或者間接對配電網(wǎng)供電的可靠性有一定的影響，如果電力供應(yīng)的中斷，不僅會影響人們的生活質(zhì)量，對工業(yè)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。近年來，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快發(fā)展，城市電網(wǎng)也得到快速發(fā)展，但是在發(fā)展過程中還存在一定問題，比如，用電可靠性低、線路結(jié)構(gòu)不合理以及供電設(shè)備落后等等。因此，為了滿足新形勢細(xì)電網(wǎng)節(jié)能化、高效化以及科學(xué)化發(fā)展的新需求，必須改變與優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃和評估方法。

二、供電能力與高壓配電分析

近幾年，我國的電力事業(yè)發(fā)展迅速，電力系統(tǒng)以及相關(guān)自動化技術(shù)的使用范圍也在不斷的擴(kuò)大，已經(jīng)融入到人們的生活與生產(chǎn)當(dāng)中，人們對供電可靠性的要求也越來越高。電力通過城市電網(wǎng)這個環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了為城市社會發(fā)展以及人們的日常生活所需要的主要功能，城市電網(wǎng)不僅是服務(wù)城市建設(shè)與發(fā)展的基礎(chǔ)性設(shè)施，還是電力系統(tǒng)的重要組成部分。現(xiàn)階段，人們對電力建設(shè)的要求越來越嚴(yán)格，新形勢下電力行業(yè)迅猛發(fā)展，同時也帶來了很多的安全問題，嚴(yán)重阻礙了電力事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。輸配電線路在電力建設(shè)中扮演著重要的角色，是整個配電網(wǎng)安全有效運(yùn)行的中心環(huán)節(jié)，科學(xué)有效的管理輸配電路是保證其安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要方法。10kV配網(wǎng)是電力工程項(xiàng)目中一項(xiàng)重要的建設(shè)內(nèi)容，人們也越來越重視電力工程當(dāng)中的10kV配網(wǎng)施工技術(shù)管理，由于其項(xiàng)目比較繁瑣而且供電任務(wù)多，這部分電力系統(tǒng)劃歸各個城市的電力運(yùn)營機(jī)構(gòu)直接建設(shè)和管理。電力系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)以及運(yùn)營等各個環(huán)節(jié)都直接影響著用戶用電質(zhì)量以及電力能源分配是否合理。

高壓配電線路的配電系統(tǒng)供電能力評估規(guī)劃在城市配電網(wǎng)絡(luò)中具有極其重要的作用，高壓配電網(wǎng)架通常是由很多典型或者非典型接線模式組合而成，且高壓配電線路的容量需求與其有緊密的聯(lián)系，也就是說高壓配電網(wǎng)的組合模式在很大程度上直接影響著高壓配電線路的容量大小。在生活實(shí)踐中，大部分企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本，追求最大的經(jīng)濟(jì)效益，面臨巨大的工作任務(wù)量，依靠相關(guān)機(jī)械設(shè)備加班加點(diǎn)作業(yè)，從而經(jīng)常停電、斷電現(xiàn)象，而相關(guān)人員并沒有就這些問題進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆诸悺⑷娣治龊驼_計算，這就影響供電可靠性與穩(wěn)定性。

此外，由于各種原因?qū)е碌臄嚯姟⑼ｋ妴栴}隨著人們的需求不斷增加，為了避免重復(fù)計算這些因素，還需要對各個地區(qū)的停電情況進(jìn)行細(xì)化與分析，包括停電與斷電的次數(shù)、時間以及范圍。最后，根據(jù)很多調(diào)查顯示，在相關(guān)電力設(shè)備的整個使用周期內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)一的定期檢修是不科學(xué)的，與設(shè)備的實(shí)際情況不相符。傳統(tǒng)的高壓配電網(wǎng)規(guī)劃中，高壓網(wǎng)架的接線模式分析大部分都是依靠經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和可靠性指標(biāo)合起來分析的，使得很多問題都發(fā)現(xiàn)不了，而供電能力還需要對配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性與可靠性雙重分析與考察。

三、高壓配電下的線路容量

（一）線路容量

電力運(yùn)輸是供電系統(tǒng)達(dá)到配電效果必不可少的環(huán)節(jié)，而線路容量直接影響著電力運(yùn)輸?shù)恼w效益和配電的運(yùn)行效果，也就是說運(yùn)輸過程中線路負(fù)荷問題直接影響著電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。隨著電力工程建設(shè)取得了較大成績，但是頂層的規(guī)劃與設(shè)計方式落后，而且對配網(wǎng)建設(shè)的資金投入力度嚴(yán)重缺乏，配網(wǎng)設(shè)施老化，一些嚴(yán)重老化的線路，依舊承擔(dān)著較大負(fù)荷，在操作過程中還是以手動為主，對于一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較落后的地區(qū)與城市，大部分設(shè)備都是手動化，配網(wǎng)設(shè)備的工作環(huán)境十分惡劣，還容易發(fā)生嚴(yán)重氧化或者機(jī)械故障等問題，給電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行造成極大安全隱患，對線路容量缺乏正確的認(rèn)識與分析，導(dǎo)致在電力運(yùn)輸過程中存在諸多問題。線路容量的多少關(guān)系著電力運(yùn)輸?shù)男б媾c安全問題，在保證安全的基礎(chǔ)之上如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化是電力企業(yè)必須要解決的問題。為了參考電力網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行時的經(jīng)濟(jì)電流密度和安全電流選擇不同型號鋼芯鋁絞線，根據(jù)容量需求具體計算出高壓配電線路正常運(yùn)行時所需要的最大電流需求。

（二）容量優(yōu)化

10kV配網(wǎng)電力工程是電力建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，10kV配網(wǎng)電力工程建設(shè)主要是以架空線為中心，采取單端接線的放射式，10kV配網(wǎng)一般情況下使用的是環(huán)網(wǎng)供電，這兩種的供電方法在技術(shù)上不能有效的銜接。配網(wǎng)設(shè)施數(shù)量、種類非常多，而且分布十分散亂，這就要求配網(wǎng)系統(tǒng)與終端設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)。但是目前采用的終端通信手段比較單一，無法滿足配網(wǎng)自動化建設(shè)的功能與維護(hù)需求，但是如果采用多種結(jié)合的方式，就大大增加了配網(wǎng)通道建設(shè)與管理的復(fù)雜性與難度。

傳統(tǒng)的供電運(yùn)輸已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會飛速發(fā)展下的電力需求，提出了一種基于10KV為主要研究對象，考慮到高壓配電網(wǎng)絡(luò)對“N-1”校驗(yàn)的轉(zhuǎn)供作用來接近供電能力極限值。在此研究基礎(chǔ)之上，加入高壓配電線路“N-1”校驗(yàn)分析，還需要考慮拆遷、園區(qū)建設(shè)等項(xiàng)目因?yàn)槠浣ㄔO(shè)的不確定性，想要對它們負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確把握還不存在較大難度，從而使得配網(wǎng)電源點(diǎn)負(fù)荷不平衡、配網(wǎng)建設(shè)與城市建設(shè)不相協(xié)調(diào)，嚴(yán)重降低了電網(wǎng)企業(yè)投資回報率。并且進(jìn)一步探索在供電能力達(dá)到極限時的高壓配電線路容量需求的最小值，在供電能力的評估和使用下得到高壓配電下容量的優(yōu)化，有效尋找配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的薄弱環(huán)節(jié)，有助于幫助工作人員掌握配電系統(tǒng)在一定結(jié)構(gòu)下可以滿足的負(fù)荷供應(yīng)量，也就是說在電力運(yùn)輸過程中的最大電流通過限制，從而保證電力運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定與安全性。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著人們?nèi)粘Ｓ秒娕c社會生產(chǎn)用電的日益增加，人們越來越關(guān)注供電的安全性與可靠性，電網(wǎng)的運(yùn)行方式也變得越來越復(fù)雜化與多樣化，其線路容量是高壓配電可靠性與經(jīng)濟(jì)性與否的重要依據(jù)，還需要對高壓線路容量的優(yōu)化方法進(jìn)一步探析。