配電網(wǎng)設備故障停電風險實時評估

張燕

摘要：隨著大型城市電網(wǎng)規(guī)模、負荷密度的增加，常規(guī)配電網(wǎng)規(guī)劃方式難以適應大型城市已 電網(wǎng)建設，運行管理效率，“片區(qū)化-網(wǎng)格化”規(guī)劃的應用可實現(xiàn)城市電網(wǎng)片區(qū)化、模塊化，有利于將 城市配電網(wǎng)持續(xù)發(fā)展，滿足城市不同區(qū)域社會經濟發(fā)展的需求。

關鍵字：片區(qū)化;網(wǎng)格化;10kV饋線組;

在城市配電電 網(wǎng)發(fā)展建設過程中，普遍存在變電站供電范圍不夠明確、10kV線路交叉供電、聯(lián)絡關系復雜等問題，隨著城市電網(wǎng)規(guī)模、負荷密度的增加，這些問題更加突顯，給城市電網(wǎng)規(guī)劃建設、運行管理帶來了諸多困擾，不利于電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。本次對城市配電網(wǎng)采用“片區(qū)化-網(wǎng)格化”規(guī)劃方式，實現(xiàn)城市電網(wǎng)片區(qū)化、模塊化，提高了城市電網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展能力。

1 城市電網(wǎng)“片區(qū)化-網(wǎng)格化”劃分

城市電網(wǎng)片區(qū)化主要根據(jù)城市不同區(qū)域發(fā)展定位、城市路網(wǎng)、現(xiàn)有配電網(wǎng)分布情況，對城市電網(wǎng)片區(qū)化，實現(xiàn)電力設施規(guī)模、數(shù)量、分布等電力因素在地理上的區(qū)塊化，有利于提高電網(wǎng)規(guī)劃建設、運行管理水平，實現(xiàn)與地區(qū)發(fā)展規(guī)劃有效銜接。片區(qū)化宜參考城市控制性規(guī)劃劃分結果，結合運行管理、現(xiàn)有及規(guī)劃站點合理劃分，并與電網(wǎng)供電分區(qū)對應。在片區(qū)化基礎上，對各片區(qū)電網(wǎng)進行網(wǎng)格化，網(wǎng)格電網(wǎng)規(guī)模按5-10組獨立饋線組供電區(qū)域為宜，地理區(qū)域劃分應依據(jù)市政路網(wǎng)、地形地貌、變電站布點等因素綜合確定。

2 城市電網(wǎng)“片區(qū)化-網(wǎng)格化”規(guī)劃主要任務

片區(qū)規(guī)劃建設的主要任務是明確片區(qū)內現(xiàn)狀年、規(guī)劃年及遠期年供電電源，合理安排近、遠期變電站建設計劃，規(guī)劃片區(qū)內各網(wǎng)格的供電電源，及不同片區(qū)間近遠期中壓網(wǎng)支援供電的電力廊道。網(wǎng)格規(guī)劃建設的主要任務是確定好近遠期用電需求和10kV饋線組規(guī)模，明確10kV饋線組在網(wǎng)格內的供電區(qū)域，為電網(wǎng)規(guī)劃建設、運行管理水平的提高奠定基礎，實現(xiàn)電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。

3“片區(qū)化-網(wǎng)格化”規(guī)劃示例

本次研究以某大型城市的A區(qū)（一個行政區(qū)）的城市電網(wǎng)“片區(qū)化-網(wǎng)格化”規(guī)劃示例。A區(qū)城市電網(wǎng)供電范圍137.38km2，2019年最大負荷2000MW，現(xiàn)狀共有220kV變電站6座，220kV變電總容量3720MVA，110kV變電站26座，110kV變電總容量3782MVA，10kV饋線規(guī)模900回，區(qū)域負荷密度14.56MW/km2。本次規(guī)劃研究將A區(qū)城市電網(wǎng)劃分為9個片區(qū)，并依據(jù)各個片區(qū)電網(wǎng)的特性，分類為3類，即：A-I類、A-II類和A-III類，分別代表已完成城市化建設的片區(qū)、處于城市化建設中的片區(qū)、處于城市化（城市化改造）建設初期的片區(qū)。在片區(qū)劃分基礎上，對9個片區(qū)進行網(wǎng)格化，將A區(qū)電網(wǎng)劃分為63個網(wǎng)格。

1）A區(qū)片網(wǎng)規(guī)劃建設研究成果，A-I類片區(qū)共計3個，現(xiàn)狀負荷密度在40MW/km2以上，片區(qū)每年負荷發(fā)展比較穩(wěn)定（維持在-1%至3%之間），負荷發(fā)展不存在突增。對于這類片區(qū)，電網(wǎng)規(guī)劃建設以消除現(xiàn)有電網(wǎng)存在問題為主，包括：變電站和供電線路不滿足“N-1”、網(wǎng)架結構復雜、管廊資源緊缺等問題。

由于A-I類片區(qū)主要位于城市中心，片區(qū)內包含大量的高可靠性用戶，需考慮片區(qū)供電可靠性的建設。因此，片區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃建設還需考慮堅強可靠網(wǎng)架的構建，自動化、智能化、信息化在片區(qū)內大規(guī)模的應用。

A-II類片區(qū)共計3個，現(xiàn)狀負荷總量150MW以上，負荷密度在15MW/km2以上，片區(qū)內仍有一定規(guī)模的可開發(fā)建設地塊，片區(qū)用電現(xiàn)狀需量大，未來仍有很大的增長空間。電網(wǎng)規(guī)劃建設既要解決現(xiàn)有電網(wǎng)供電問題，也要滿足片區(qū)內未來新增用戶供電需求，需統(tǒng)籌考慮近遠期規(guī)劃，做到解決當下問題與滿足未來用電相結合，提前做好電網(wǎng)網(wǎng)架結構的構建，以適應負荷突增對現(xiàn)有電網(wǎng)帶來的沖擊。

根據(jù)遠期發(fā)展定位和網(wǎng)架結構，明確片區(qū)電網(wǎng)自動化、智能化、信息化建設需求和建設規(guī)模，提前協(xié)調好一、二次建設，提前做好通信方式選取及通道預留。

A-III類片區(qū)共計3個，現(xiàn)狀負荷總量不大，負荷密度在10MW/km2以下，未來用電需求巨大。片區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃建設以滿足新增用電接入為主，需做好與城市規(guī)劃建設的銜接，與城市開發(fā)建設同步推進電力設施建設，做好電力設施用地和電力管廊提前預控。根據(jù)片區(qū)發(fā)展定位，同步建設自動化、智能化、信息化，配套建設通信網(wǎng)。

通過片區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃研究，A區(qū)各個片網(wǎng)可根據(jù)的遠期用電規(guī)模，明確各片區(qū)的電網(wǎng)建設規(guī)模和建設計劃，確定片網(wǎng)間支援供電的電力通道（因片網(wǎng)間電源布點不均造成片網(wǎng)供電能力的差異，需變電容量盈余的片網(wǎng)向變電容量缺額的片網(wǎng)送電），為片網(wǎng)的持續(xù)可靠供電奠定了基礎。根據(jù)各片區(qū)的發(fā)展定位，有針對性的提高片區(qū)電網(wǎng)的建設重點，有利于實現(xiàn)電網(wǎng)建設的差異化。

2）網(wǎng)格化及網(wǎng)格規(guī)劃建設研究成果，A-I類3個片區(qū)劃分為21個網(wǎng)格，并測算每個網(wǎng)格的近期、遠期負荷，確定近期和遠期網(wǎng)架規(guī)模。其中，電網(wǎng)近期建設以解決現(xiàn)狀問題，消除跨片區(qū)供電、多網(wǎng)格串供的線路為主，明確單個網(wǎng)格的饋線和網(wǎng)架結構。遠期明確目標網(wǎng)架接線，預留供電電源資源及電力廊道。在此基礎上，同步建設自動化、智能化、信息化，提升電網(wǎng)裝備技術水平和供電可靠性。

A-II類3個片區(qū)劃分為20個網(wǎng)格，明確每一個網(wǎng)格近、遠期的用電需求和電網(wǎng)規(guī)模。其中，近期有序消除跨片區(qū)供電、多個網(wǎng)格串供的線路，輻射供電大分支線路等。遠期需做好每個網(wǎng)格電網(wǎng)資源的調配（含近遠期主供電源調配），解決未來負荷增長供電，確保網(wǎng)格的主供電源具備接載能力和可用的饋線資源，做好的調配 。對重要節(jié)點配套建設自動化、智能化、信息化，提升電網(wǎng)裝備技術水平和供電可靠性。

A-III類3個片區(qū)劃分為22個網(wǎng)格，近期滿足每個網(wǎng)格新增用電需求，按典型接線構建每一個網(wǎng)格的網(wǎng)架結構，考慮好網(wǎng)格近期引接電源與遠期引接電源的切換，設置好電源切換點，預留必要的電力通道。根據(jù)片區(qū)發(fā)展定位，同步配套自動化、智能化、信息化建設，提升電網(wǎng)裝備技術水平和供電可靠性。

通過網(wǎng)格規(guī)劃研究，優(yōu)化網(wǎng)格的10kV饋線結構，以饋線組為單位，明確其在網(wǎng)格內的供電范圍，在網(wǎng)格負荷突增時，可大幅度縮小電網(wǎng)重構的范圍，利于電網(wǎng)規(guī)劃建設、運行監(jiān)控。如：某A-II類網(wǎng)格現(xiàn)狀包含12回饋線（部分線路串供多個網(wǎng)格），對網(wǎng)格10kV網(wǎng)架重構后，僅需8回線路就可滿足該區(qū)域供電需要。

3結束語

大型城市配電網(wǎng)“片區(qū)化-網(wǎng)格化”規(guī)劃解決了城市電網(wǎng)變電站供電范圍不明確，10kV線路交叉供電、網(wǎng)架結構復雜等問題，有利于做好近遠期電網(wǎng)建設的銜接、一二次電網(wǎng)建設的銜接，有利于電網(wǎng)建設的針對性，對提高電網(wǎng)企業(yè)在電網(wǎng)規(guī)劃建設、資源配置、運營維護等方面效率具有非常重要的作用，有利于提升電網(wǎng)可靠性和經濟性。因此，“片區(qū)化-網(wǎng)格化”規(guī)劃在城市配電網(wǎng)規(guī)劃方面具有非常實用 推廣價值。

參考文獻

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