高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化的分析探討

馬俊杰

摘 要：在新的歷史條件下，我國電力工業(yè)發(fā)展迅猛，電網(wǎng)正在向現(xiàn)代化升級。以電纜為主的高壓配電網(wǎng)是其主要發(fā)展方向之一。我國現(xiàn)階段的配電網(wǎng)建設(shè)，雖然重視對電纜的改造，但主要是通過電纜與架空線路的混合供電來實(shí)現(xiàn)。這對高壓配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、混合饋線的保護(hù)與管理等都提出了更高的要求。要想更好地實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的運(yùn)行管理，就必須做好配電網(wǎng)電纜化改造的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和自動化方案，這也是配電網(wǎng)建設(shè)和改造中需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：高壓配電;電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu);分析

以現(xiàn)有高壓配電網(wǎng)為基礎(chǔ)，結(jié)合城市發(fā)展，加快電網(wǎng)建設(shè)和改造，優(yōu)化高壓配電網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃接線，使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)清晰、合理，消除不滿足“N-1”供電要求的線路，基本上消除了變電所全站失壓的風(fēng)險(xiǎn)，滿足了供電安全規(guī)范的要求，保證了電網(wǎng)的適應(yīng)性和操作靈活性，形成了“安全可靠、結(jié)構(gòu)合理、節(jié)能環(huán)保、適度超前”的高壓配電網(wǎng)。

1高壓配電網(wǎng)的內(nèi)容

高壓配電網(wǎng)指的是變電站10kV母線以上電網(wǎng)， 不包括 10kV 或者 6kV 饋線出線， 優(yōu)化時(shí)以整個(gè)高壓配電網(wǎng)作為優(yōu)化的對象進(jìn)行， 無功優(yōu)化補(bǔ)償方式主要是在主變壓器低壓母線上進(jìn)行補(bǔ)償， 補(bǔ)償容量按高壓配電網(wǎng)無功優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行配置。

2高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

電力企業(yè)供電需要依靠配電網(wǎng)為載體，當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展中，隱藏的問題逐漸凸顯出來，尤其是配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方面。有關(guān)部門針對其中的問題進(jìn)行了詳細(xì)分析與研究，利用構(gòu)建模型的方式，統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的整合分析，制定具有針對性的配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。因?yàn)槲覈谶@方面的發(fā)展相對起步較晚，因此數(shù)據(jù)整理中缺少很多資源，不能制定更加完善的網(wǎng)架優(yōu)化結(jié)構(gòu)。近些年我國用電量明顯增加，這種發(fā)展背景下，供電地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不斷復(fù)雜化，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)化不斷降低，創(chuàng)新優(yōu)化難度增加。必須尋找到適合我國電力企業(yè)發(fā)展，滿足我國配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的運(yùn)行模型，不斷提高輸送電能的可靠性、穩(wěn)定性與高效性，不斷提升電力配電網(wǎng)的運(yùn)行效率，幫助電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)效益最大化。

3高壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)接線模式

110kV電網(wǎng)接線有鏈?zhǔn)健h(huán)網(wǎng)、T接、輻射等多種方式，作為目標(biāo)網(wǎng)架，應(yīng)用得較多的是T接方式和鏈?zhǔn)浇泳€方式。這兩種接線方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況選擇不同的接線。其典型方式介紹如下（假設(shè)電源側(cè)出線對應(yīng)電源側(cè)一臺主變，負(fù)荷站每條進(jìn)線對應(yīng)負(fù)荷站一臺主變）。其典型方式介紹如下（假設(shè)電源側(cè)出線對應(yīng)電源側(cè)一臺主變，負(fù)荷站每條進(jìn)線對應(yīng)負(fù)荷站一臺主變）。

3.1三T接線

“三T”接線是指110kV變電站通過3回110kV出線，采用T接的形式接入電網(wǎng)。具體實(shí)現(xiàn)的接線方式可有很多種，110kV目標(biāo)網(wǎng)架接線方式的選取主要從三個(gè)方面考慮：一是結(jié)構(gòu)清晰簡潔;二是供電可靠;三是實(shí)現(xiàn)容易，成本相對較低。其主要優(yōu)點(diǎn)是：平均每個(gè)110kV變電站占用1.3個(gè)220kV出線間隔，節(jié)省間隔使用。但其也有一些缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在兩點(diǎn)：a）每條線T接了3臺主變，線路停電時(shí)將有3臺主變停運(yùn)，影響供電可靠性。b）正常運(yùn)行方式下每條110kV線路要供3臺主變，對主干線的線徑要求較高。

結(jié)合其優(yōu)缺點(diǎn)，這種方式適合應(yīng)用于110kV電源點(diǎn)出線間隔緊張、變電站布點(diǎn)密集、配網(wǎng)聯(lián)絡(luò)較為完善的城市中心區(qū)域。

3.2 T鏈混合接線

這種接線模式為兩座220kV變電站間串入三座或四座110kV變電站，其中兩側(cè)的配電變電站采用T接方式，而中間的配電變電站采用環(huán)式接線方式。該接線模式可靠性和靈活性均較高。

4 提高配電網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化結(jié)構(gòu)的有效措施

4.1嚴(yán)格控制配電網(wǎng)參數(shù)變化

及時(shí)統(tǒng)計(jì)配電網(wǎng)相關(guān)參數(shù)，第一需要結(jié)合不同地區(qū)居民與工廠對于電力的需求，掌握相關(guān)數(shù)據(jù)，幫助控制配電網(wǎng)的變化，詳細(xì)掌握具體配電網(wǎng)分布，了解與配電網(wǎng)相關(guān)的絕緣導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，同時(shí)還需要掌握電纜結(jié)構(gòu)，利用空間線路對配電網(wǎng)的作用，提升配電網(wǎng)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的科學(xué)性，保證網(wǎng)格結(jié)構(gòu)分布合理。第二是對主干線路進(jìn)行控制，保證線路的長度與寬度適中。第三是線路運(yùn)行時(shí)間的控制分析，滿足用戶需求的同時(shí)，增加配電網(wǎng)穩(wěn)定性，防止線路長期運(yùn)行，老化現(xiàn)象加劇，出現(xiàn)線路故障或者火災(zāi)等。嚴(yán)格控制配電網(wǎng)參數(shù)變化，保證配電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定，掌握線路運(yùn)行平穩(wěn)時(shí)間，防止電網(wǎng)故障影響生產(chǎn)需求。

4.2全面應(yīng)用GIS技術(shù)優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

4.2.1準(zhǔn)確確定區(qū)域銜接位置坐標(biāo)

必須準(zhǔn)確確定配電網(wǎng)區(qū)域銜接位置坐標(biāo)，控制節(jié)點(diǎn)變化，掌握詳細(xì)的配電網(wǎng)負(fù)荷點(diǎn)。結(jié)合這一發(fā)展特性，合理規(guī)劃負(fù)荷點(diǎn)配網(wǎng)工作，將與配電網(wǎng)有關(guān)的數(shù)據(jù)信息存儲到數(shù)據(jù)庫，同時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，保證所有負(fù)荷點(diǎn)的分布情況全部顯現(xiàn)出來，利用區(qū)域劃分確定銜接位置坐標(biāo)。

4.2.2最佳主線位置的確定

最佳主線位置的確定需要以配網(wǎng)空間展開，尤其是人口密集地區(qū)，必須保證配網(wǎng)空間充足，這樣才能預(yù)留出在最佳主線位置，為主線保留更多街道銜接空間。正常情況下，最佳線路的確定，必須確定負(fù)荷點(diǎn)相隔最近的直線位置，以直線位置為參考，記錄空間坐標(biāo)位置，計(jì)算相關(guān)的函數(shù)值，確定區(qū)域主線具體位置。同時(shí)在結(jié)合函數(shù)公式中的系數(shù)值，計(jì)算主線的斜率數(shù)值，確定主線傾斜角，這樣就可以確定主干線準(zhǔn)確位置。

4.2.3確定負(fù)荷點(diǎn)銜接形式

負(fù)荷點(diǎn)銜接形式的確定，首先需要參照配電網(wǎng)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)具體鏈路模式，這方面的確定需要明確參照對象，參照對象主要是配電網(wǎng)主線，以一個(gè)過節(jié)點(diǎn)理清其中的線路規(guī)劃，將線路轉(zhuǎn)化成平行四邊形，同時(shí)保證主干線與平行四邊形相對應(yīng)【4】。還需要計(jì)算節(jié)點(diǎn)與負(fù)荷點(diǎn)之間的距離，確定各個(gè)節(jié)點(diǎn)與主干線之間的距離值，選擇距離值最小的線路，將其確定為最終的銜接形式。

4.2.4網(wǎng)架結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算中，需要掌握功率消耗，只要功率消耗在控制范圍之內(nèi)可以不計(jì)算，依照負(fù)荷值計(jì)算出網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中的初始功率，同時(shí)還需要以網(wǎng)架結(jié)構(gòu)消耗的功率選擇最佳的主干線。

4.2.5修正配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)修正，參照負(fù)荷點(diǎn)的定位，合理選擇區(qū)域主干線，同時(shí)保證區(qū)域主干線的分布形式，確定電源點(diǎn)位置，及時(shí)調(diào)整主線路，保證電源點(diǎn)在分布主線范圍之內(nèi)。

結(jié)束語

總之，在高壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中，要把握各種參數(shù)的值，通過對干線變化及時(shí)的控制，為干線預(yù)留更多的空間和時(shí)間，準(zhǔn)確地區(qū)分干線的最佳位置，提高高壓配電網(wǎng)的穩(wěn)定性和合理性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李濱，舒晴川，陶思思，梁宇帆. 考慮中區(qū)重新劃分的中壓配電網(wǎng)改造規(guī)劃[J]. 電力自動化設(shè)備，2019，39（12）：96-101.