基于配電網(wǎng)規(guī)劃與改造提升供電可靠性

冼鵬飛

摘? ?要：在整個(gè)電網(wǎng)中，配電網(wǎng)發(fā)揮了巨大的作用。配電網(wǎng)決定了電網(wǎng)的綜合運(yùn)營(yíng)情況，直接影響用戶用電的穩(wěn)定性，關(guān)系到電力供應(yīng)的水平，因此，需要提高配電網(wǎng)的可靠性。鑒于配電網(wǎng)供電的可靠性受到很多因素的影響，要注意結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況規(guī)劃與改造配電網(wǎng)，文章就如何提高供電可靠性展開(kāi)研究。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);規(guī)劃與改造;可靠性

配電網(wǎng)是電網(wǎng)的主要組成部分，其可靠性直接決定了用戶用電的安全性和可靠性。要想保證配電網(wǎng)供電的可靠性，需要有針對(duì)性地對(duì)配電網(wǎng)實(shí)施規(guī)劃與改造，以期提升供電水平，降低設(shè)備的損耗率，最大限度地提高配電網(wǎng)供電系統(tǒng)的工作效率。

1? ? 配電網(wǎng)的可靠性概述

1.1? 配電網(wǎng)供電可靠性的概念

配電網(wǎng)主要是分配電能，將電力資源不斷提供給各類電力用戶。配電網(wǎng)的可靠性是指為電力客戶系統(tǒng)提供電能，最大限度地保證電力客戶獲得高質(zhì)量的電網(wǎng)電能。供電可靠性考核通常利用數(shù)字化方法計(jì)算供電可靠率。要想不間斷地為用戶供電，應(yīng)根據(jù)供電可靠性設(shè)計(jì)配電網(wǎng)供電系統(tǒng)，從源頭上防止配電網(wǎng)發(fā)生供電問(wèn)題。配電網(wǎng)供電可靠性不只保證運(yùn)行中電力設(shè)備的可靠性，還在系統(tǒng)操作中保持了可靠性。

1.2? 影響配電網(wǎng)供電可靠性的因素

1.2.1? 供電硬件系統(tǒng)管理缺陷

（1）設(shè)備故障。這是影響正常供電的關(guān)鍵因素。發(fā)生設(shè)備故障的原因是長(zhǎng)時(shí)間忽略更換電網(wǎng)設(shè)備，不注意對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢修，從而引發(fā)材質(zhì)問(wèn)題。（2）線路故障。線路故障屬于一種不可抗的、大量人為與自然災(zāi)害造成的故障，例如雷擊、暴雨、暴雪等惡劣天氣或是人為造成的外力拉傷、過(guò)度拉扯。

1.2.2? 軟件系統(tǒng)不完善

（1）自動(dòng)化系統(tǒng)存在缺陷，處理事故的水平不高;（2）配電網(wǎng)系統(tǒng)采取老化的模式，打破了運(yùn)營(yíng)與維護(hù)設(shè)備的平衡，造成在執(zhí)行政策的過(guò)程中出現(xiàn)一定盲目性;（3）管理人員技術(shù)能力不足，無(wú)法發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，在處理事故時(shí)機(jī)動(dòng)能力不足，影響了供電的可靠性。

1.3? 配電網(wǎng)規(guī)劃與改造的必要性

在電力行業(yè)發(fā)展和電力體制改革的背景下，有必要強(qiáng)調(diào)配電網(wǎng)規(guī)劃和改造工作。首先，人們?cè)谌粘Ｉ顣?huì)使用很多家用電器，這部分電器方便了人們的生活，也增大了電能的消耗。另外，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)在發(fā)展過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了商業(yè)和工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，如此必會(huì)增加配電網(wǎng)的負(fù)擔(dān);其次，我國(guó)目前的配電網(wǎng)正處在改革開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)，同時(shí)完成了配電網(wǎng)的改造建設(shè)。由于其設(shè)計(jì)起點(diǎn)不高，即便在發(fā)展中不斷改進(jìn)，但基于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平的約束，配電網(wǎng)整體余量下降，不能達(dá)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。不僅如此，配電網(wǎng)的使用時(shí)間較長(zhǎng)，增加了電力設(shè)備的老化概率，影響了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，有必要對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃與改造。

2? ? 配電網(wǎng)規(guī)劃與改造的關(guān)鍵技術(shù)

2.1? 多級(jí)三段式過(guò)流保護(hù)所需的最小間距

假設(shè)圖1饋線可以完成n級(jí)三段式過(guò)流保護(hù)配合，當(dāng)保護(hù)路徑上饋線導(dǎo)線類型與截面相同時(shí)，在饋線段末端到變電站10 kV母線的n級(jí)保護(hù)饋線長(zhǎng)度由式（1）求得：

對(duì)第n級(jí)與第（n-1）級(jí)三段式過(guò)流保護(hù)的最小間距進(jìn)行合理配置，即：

其中，r和x是單位長(zhǎng)度電阻與代表電阻，β是第n級(jí)瞬間速斷保護(hù)級(jí)饋線線段的長(zhǎng)度比例，Xs.max和Xs.min分別代表系統(tǒng)大小方式下的等效電阻。

2.2? 延時(shí)時(shí)間級(jí)差

變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)在0.5 s整產(chǎn)生過(guò)流保護(hù)。饋線斷路器在這個(gè)時(shí)間內(nèi)應(yīng)用不同類型的操作機(jī)構(gòu)，保護(hù)時(shí)間極差不相同，造成保護(hù)配合級(jí)數(shù)不一樣。

當(dāng)前，配電網(wǎng)采取彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)作為饋線斷路器，將保護(hù)時(shí)間級(jí)差設(shè)定為250～300 ms，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)兩級(jí)延時(shí)級(jí)差配合。永磁操作機(jī)構(gòu)未來(lái)設(shè)計(jì)的饋線斷路器保護(hù)時(shí)間級(jí)差為150～200 ms，實(shí)現(xiàn)了三級(jí)延時(shí)級(jí)差配合。在具體應(yīng)用中，若變電站變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)的過(guò)流保護(hù)延遲時(shí)間超過(guò)0.6 s，可以適度增大保護(hù)時(shí)間級(jí)差，提升了級(jí)差配合的可靠性。

3? ? 配電網(wǎng)規(guī)劃與改造措施

3.1? 配電網(wǎng)規(guī)劃

3.1.1? 配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃

目前，各個(gè)行業(yè)普遍使用的模式為網(wǎng)格化管理，政府規(guī)劃實(shí)現(xiàn)方式為分區(qū)和組團(tuán)。電力是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ瑧?yīng)當(dāng)與政府保持相同的規(guī)劃理念。在推廣配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃時(shí)，迅速對(duì)基本單元即供電網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)定位，以10 kV配電網(wǎng)構(gòu)建目標(biāo)網(wǎng)架。

3.1.2? 配電網(wǎng)規(guī)劃年限

嚴(yán)格規(guī)范配電網(wǎng)規(guī)劃年限，其明顯不同于主網(wǎng)規(guī)劃年限，具體是在細(xì)化配電網(wǎng)規(guī)劃的前提下，促使其減小所需能量。配電網(wǎng)規(guī)劃年限應(yīng)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展總體規(guī)劃高度統(tǒng)一，科學(xué)劃分為兩種規(guī)劃年限，即近期與遠(yuǎn)期。

近期規(guī)劃主要解決目前供電網(wǎng)格出現(xiàn)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)3年之內(nèi)的改造與新建項(xiàng)目方案、5年之內(nèi)的投資規(guī)模。遠(yuǎn)期規(guī)劃應(yīng)對(duì)長(zhǎng)期負(fù)荷需求進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，定位配電網(wǎng)網(wǎng)格的目標(biāo)網(wǎng)架，綜合掌握電網(wǎng)未來(lái)電源布局和線路規(guī)劃，為上級(jí)建設(shè)電網(wǎng)提供合理化建議，從而科學(xué)指導(dǎo)近期規(guī)劃。近期規(guī)劃緊密聯(lián)系遠(yuǎn)期規(guī)劃，使網(wǎng)格內(nèi)配電網(wǎng)有序轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)期目標(biāo)。

3.1.3? 配電網(wǎng)網(wǎng)架完善與配電網(wǎng)自動(dòng)化

在電網(wǎng)整體規(guī)劃中，配電網(wǎng)規(guī)劃是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的內(nèi)容，是智能化和自動(dòng)化建設(shè)電網(wǎng)的重點(diǎn)因素，在合理規(guī)劃與設(shè)計(jì)配電網(wǎng)的過(guò)程中，需要達(dá)到建設(shè)配電網(wǎng)的具體要求，徹底解決配電網(wǎng)連接主網(wǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)而保證配電的可靠性。同時(shí)，綜合負(fù)荷符合接入電源的需求，協(xié)調(diào)規(guī)劃配電網(wǎng)和主網(wǎng)，通過(guò)預(yù)測(cè)負(fù)荷、布置變電站科學(xué)規(guī)劃主網(wǎng)，以各種分布式電源介入管理電網(wǎng)，使其產(chǎn)生不同的服務(wù)能力，最終達(dá)到配電網(wǎng)負(fù)荷的要求。在設(shè)計(jì)和規(guī)劃配電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)時(shí)，全面改造配電網(wǎng)線路，也可以根據(jù)配電桿路和電力管道布置配電網(wǎng)。

3.2? 配電網(wǎng)改造

對(duì)于無(wú)法滿足配電網(wǎng)運(yùn)行要求的設(shè)備，可以進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和改造。例如擴(kuò)大容量、增加承載力等，從而提高配電網(wǎng)供電的水平，優(yōu)化配送電力的途徑，嘗試使用損耗較低的設(shè)備。在改造部分無(wú)功設(shè)備時(shí)，設(shè)計(jì)一些無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，最大限度地提高配電網(wǎng)電壓的合格概率。基于配電網(wǎng)自動(dòng)化目標(biāo)，建立負(fù)荷管理和自動(dòng)化操控體系;建立監(jiān)測(cè)輸變電設(shè)備狀態(tài)的系統(tǒng)。

上述方法最大限度地提高了優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的速度，保證配電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)和可靠的運(yùn)行。根據(jù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的趨勢(shì)，為達(dá)到居民對(duì)高品質(zhì)生活的要求，有必要積極建設(shè)中壓配電網(wǎng)，優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少配電網(wǎng)供電半徑，提高負(fù)荷轉(zhuǎn)供水平。

3.3? 提高配電網(wǎng)供電可靠性的方案

（1）對(duì)配電網(wǎng)的建設(shè)和改造技術(shù)建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)規(guī)劃配電網(wǎng)線路，從而達(dá)到供電區(qū)域負(fù)荷密度要求。

（2）確定控制的具體標(biāo)準(zhǔn)，突出科學(xué)性與適用性，保證線路、配電變壓器裝接容量與開(kāi)放容量高度統(tǒng)一。

（3）圍繞用電負(fù)荷中心科學(xué)改造配電網(wǎng)，從而達(dá)到縮短線路距離的目標(biāo)，整體思考負(fù)荷增大與改變的原因，適當(dāng)擴(kuò)大配電架空線路導(dǎo)線的截面。

（4）注意替換一部分耗能較大的供電設(shè)備，減少電壓帶來(lái)的損失，提高電壓質(zhì)量，高度關(guān)注線損管理工作。

（5）改革配電網(wǎng)設(shè)備技術(shù)，選擇節(jié)能、便于維護(hù)、自動(dòng)化的設(shè)備。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

在電網(wǎng)中，配電網(wǎng)建設(shè)形成了較大的規(guī)模，同時(shí)發(fā)揮了最大作用。其不僅影響了電力系統(tǒng)的供電效率，還決定了電能的質(zhì)量，與供電的安全性和可靠性密切相關(guān)。所以，為了最大限度地保證供電的可靠性，將優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)提供給廣大用戶，有必要認(rèn)真規(guī)劃與改造配電網(wǎng)。根據(jù)配電網(wǎng)類型，科學(xué)選擇規(guī)劃與改造的措施，提高管理水平，以保證供電的穩(wěn)定性，方便人們順利推進(jìn)生活與生產(chǎn)活動(dòng)。

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