城市中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃對策

彭 翔

（國網(wǎng)湖南省電力有限公司邵陽供電分公司，湖南 邵陽 422000）

0 引 言

目前，我國城市配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)普遍存在結(jié)構(gòu)混亂的情況，根本在于缺乏科學(xué)規(guī)劃指導(dǎo)。對此，我國應(yīng)在城市配電自動化改造過程中積極做好統(tǒng)一規(guī)劃工作[1]，要求必須具有前瞻性、可靠性和可操作性，以逐步建立可靠的電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，切實提高供電自動化水平，保證供電的可靠性。

1 配電網(wǎng)自動化發(fā)展背景

配電網(wǎng)在整個電網(wǎng)中發(fā)揮著分配電能的作用，主要構(gòu)成部分包括配電線路、配電開關(guān)類設(shè)備、配電所、柱上變壓器和配電箱等。根據(jù)電壓情況可分為三種——低壓配電網(wǎng)220～380 V，中壓配電網(wǎng)6～10kV和高壓配電網(wǎng)35～110kV。

調(diào)查顯示，我國城市配電網(wǎng)普遍存在布局結(jié)構(gòu)不合理的情況，主要是早期規(guī)劃、建設(shè)和運行管理均較隨意。為提高電網(wǎng)供電質(zhì)量，基于智能電網(wǎng)的發(fā)展要求，近些年我國投入了大量資金用于配電網(wǎng)自動化改造，如圖1所示。推進配電網(wǎng)自動化發(fā)展的意義主要可歸納如下[2]：有利于提高供電可靠性，實現(xiàn)不間斷優(yōu)質(zhì)供電；有利于提高配電管理效率與水平，減少工作人員的勞動強度；有利于減少運行維護費用，提高配電網(wǎng)的運行經(jīng)濟性；有利于提高整個電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量，為電力事業(yè)發(fā)展提供可靠的技術(shù)支撐。

2 中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃原則與內(nèi)容

2.1 中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃原則

根據(jù)相關(guān)理論與實踐總結(jié)分析，將中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃原則歸納如下。

圖1 配電自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

統(tǒng)籌兼顧原則。配電網(wǎng)自動化規(guī)劃不是獨立于整個電力系統(tǒng)的，必須要綜合考慮配電網(wǎng)一次規(guī)劃情況，統(tǒng)籌兼顧，防止出現(xiàn)重復(fù)建造的情況。

分步實施原則。配電網(wǎng)自動化規(guī)劃需根據(jù)實際情況進行統(tǒng)一規(guī)劃，在實際改造、建設(shè)中，應(yīng)先試點后推廣，循序漸進，分步實施。

因地制宜原則。各地配電網(wǎng)現(xiàn)狀均有所不同，需根據(jù)實際情況開展自動化規(guī)劃工作，充分利用現(xiàn)有設(shè)備部分改造[3]，保證規(guī)劃的經(jīng)濟性和可行性。

技術(shù)先進原則。加強電力企業(yè)信息化建設(shè)，實現(xiàn)自動化信息共享和系統(tǒng)集成，促進配電網(wǎng)信息的綜合利用。

2.2 中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃內(nèi)容

2.2.1 前期調(diào)查分析

主要包括兩部分。一是城市社會經(jīng)濟發(fā)展情況的調(diào)查，為電網(wǎng)負荷預(yù)測提供可靠支撐，同時需掌握規(guī)劃期內(nèi)與電網(wǎng)建設(shè)相關(guān)市政設(shè)施的規(guī)劃，避免不必要的沖突；二是城市配電網(wǎng)現(xiàn)狀資料的收集，包括電源情況、用電負荷情況、網(wǎng)絡(luò)接線和設(shè)備情況等，做好資料分析工作，找出中低壓配電網(wǎng)現(xiàn)狀存在的問題與原因，提出建設(shè)、改造思路[4]。

2.2.2 中長期電力負荷預(yù)測

主要工作包括電量預(yù)測和最大負荷預(yù)測。主要資料基礎(chǔ)為規(guī)劃區(qū)歷史用電情況、經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、近期大用戶報裝容量等。需合理選擇算法和模型，預(yù)測中長期負荷。

2.2.3 中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃方案

根據(jù)上述環(huán)節(jié)工作成果，結(jié)合高壓配電網(wǎng)規(guī)劃情況，制定中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃方案，說明規(guī)劃原因、方案、預(yù)期效果等。計算規(guī)劃方案總工程量，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r進行投資估算。

2.2.4 規(guī)劃評估

根據(jù)給出的中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃方案，結(jié)合配電網(wǎng)現(xiàn)狀，從問題解決情況、供電能力、技術(shù)指標和供電可靠性等各方面開展評估工作，實現(xiàn)規(guī)劃成效的量化[5]。

3 實例探析中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃對策

3.1 項目背景

以某市中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃為例展開分析。該市供電面積為2500.42km2，截止到2011年底，公用線路共計3 714回，環(huán)網(wǎng)率、自動化覆蓋率分別為61.20%、17.15%。市內(nèi)不同供電局（共計33個）的自動化覆蓋率存在較大差距，兩個供電分局自動化覆蓋率分別為0和10個，鎮(zhèn)區(qū)自動化覆蓋率不到5%。

3.2 中低壓配電網(wǎng)存在的問題

該市近年來電力需求迅速增加，而配電網(wǎng)建設(shè)一直滯后于城市發(fā)展。調(diào)查分析顯示，中低壓配電網(wǎng)存在的問題如下：

（1）電源點建設(shè)滯后，存在10kV出線間隔緊張、供電距離長的情況，電壓質(zhì)量低，供電可靠性差；

（2）部分供電區(qū)線路主干導(dǎo)線截面不滿足要求，存在供電線路“配不出”的情況；

（3）中壓線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不完善，主要問題為結(jié)線方式復(fù)雜、環(huán)網(wǎng)率低、可轉(zhuǎn)供率低；

（4）部分供電區(qū)少數(shù)線路負載重，存在故障隱患，供電質(zhì)量低；

（5）部分配電線路存在較多殘舊開關(guān)設(shè)備和高能耗變壓器，能源耗費大。

3.3 中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃范圍

某市供電區(qū)劃分情況見表1。

表1 供電區(qū)劃分情況

中低壓配電網(wǎng)自動化重點規(guī)劃范圍為B類、C類供電區(qū)，分別按照“三遙”“二遙”配置。

3.4 中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃對策

3.4.1 規(guī)劃目標

某市中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃目標為實現(xiàn)“集中采集、分區(qū)應(yīng)用”，即：建立統(tǒng)一的管理平臺，負責(zé)配調(diào)業(yè)務(wù)；設(shè)置各供電局配電自動化遠程工作站，負責(zé)轄區(qū)配電網(wǎng)維護工作。

3.4.2 規(guī)劃對策

（1）配網(wǎng)自動化站點選點

10kV架空線路。每回10kV架空線路，主干線設(shè)自動化開關(guān)站點2～3個，主干線+分支線自動化開關(guān)站點共計在4個以內(nèi)，要求所選站點具備電動操作機構(gòu)升級改造條件和通信條件。

10kV電纜線路。自動化站點設(shè)置優(yōu)先選擇主干線電纜分接箱、公用室內(nèi)配電房、10kV開關(guān)站，共計6個以內(nèi)，兩個自動化站點間聯(lián)絡(luò)電纜長度不小于300 m，要求所選站點需具備電動操作機構(gòu)升級改造條件和通信條件。

（2）配網(wǎng)自動化規(guī)劃方案

全電纜網(wǎng)絡(luò)。一是新建電纜分接箱、室內(nèi)環(huán)網(wǎng)柜，預(yù)留PT間隔，配備終端、通信設(shè)備安裝位置；二是符合改造條件的開關(guān)柜加裝電動操作機構(gòu)，A相和C相CT，零序CT，電源PT、配電自動化終端。

架空線路網(wǎng)。B、C類供電區(qū)10kV架空主干線采用電壓—電流型饋線自動化；分支開關(guān)采用具有重合閘功能的分界斷路器，配備線路型故障指示器。

混合線路網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)站內(nèi)出口斷路器是否具備重合閘功能，決定采用架空線路饋線自動化模式或電纜線路饋線自動化模式。

（3）終端電源規(guī)劃

條件允許時，優(yōu)先選用電壓互感器，否則就近從公用變壓器取電，線路最小負荷電流不小于15 A時。可采用電流互感器取電方式，配網(wǎng)通信終端設(shè)備電源與自動化設(shè)備電源統(tǒng)一考慮。

（4）通信方式規(guī)劃

B、C類供電區(qū)分別按“三遙”“二遙”配置配電自動化站點，前者采用通信專網(wǎng)、光纖通信（或是載波通信），后者采用無線通信方式，做好安全防護。

4 結(jié) 論

綜上所述，為提高供電質(zhì)量和用電的可靠性，我國各大城市均在積極開展中低壓配電網(wǎng)的自動化改造。在此過程中，落實好相應(yīng)的規(guī)劃工作極為關(guān)鍵。在中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃時，需做好前期調(diào)查分析，落實中長期電力負荷預(yù)測，給出科學(xué)的規(guī)劃方案與評估結(jié)果，保證電力網(wǎng)設(shè)施占地、選址、布局更為合理，真正建設(shè)網(wǎng)絡(luò)堅強、安全可靠、運行靈活、智能的城市電網(wǎng)。