芻議城市中低壓配電網(wǎng)絡的規(guī)劃

李阿鵬 樂程毅 貝斌斌 熊家敏 石賢倫

摘?要：隨著我國經(jīng)濟水平的不斷發(fā)展，各種各樣的新興電器涌入了我們的生活，在提高民眾生活幸福感的同時，也對我國城市的中低壓配電系統(tǒng)提出了越來越高的要求。隨著中低壓用電需求的增加，直接影響著城市的中低壓配電系統(tǒng)的質(zhì)量，進而影響民眾的正常生活。中低壓配電網(wǎng)絡規(guī)劃是一個綜合型的過程，需要考慮到方方面面。這篇文章從探討中低壓配電網(wǎng)絡的意義出發(fā)，介紹了規(guī)劃的原則及規(guī)劃的思路。

關鍵詞：城市;中低壓;配電網(wǎng)絡;規(guī)劃

一、對城市中低壓配電網(wǎng)絡進行規(guī)劃的意義

配電網(wǎng)絡又名中低壓配電網(wǎng)絡，是電力網(wǎng)絡中最重要的一個環(huán)節(jié)，和電力用戶息息相關。隨著時代經(jīng)濟的發(fā)展，各種各樣的電子設備涌入我們的生活，為我們生活帶來了極大的便利，同時用電需求也隨之增大，用戶對供電系統(tǒng)提供了更高的要求。因此，建設一個符合大眾需求的安全、設置合理、綠色環(huán)保、經(jīng)濟節(jié)能的配電網(wǎng)絡是電力企業(yè)不可忽視的重要內(nèi)容。科學地進行配電網(wǎng)絡規(guī)劃具有以下重要意義。首先減少配電系統(tǒng)的損耗，進一步保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，保證電網(wǎng)的正常運行。其次對配電網(wǎng)絡進行合理規(guī)劃，為配電自動化打下了堅實的基礎，保護了系統(tǒng)投資的效益。

二、目前在城市中低壓配電網(wǎng)絡規(guī)劃中存在的問題

（1）供電位置無法滿足規(guī)劃需求。我們的生活中充滿著各種各樣的電器、電子設備，對電的需求量越來越大，導致有的城市用電負荷出現(xiàn)問題。同時，對配電網(wǎng)絡的需求量增大，使配電變壓器也隨之增加，從而出現(xiàn)變壓器的橫截面變小等問題，導致城市供電變得不穩(wěn)定。有的中低壓電網(wǎng)布局不合理，供電位置與規(guī)劃需求不匹配，從而使電力企業(yè)的運行出現(xiàn)問題。

（2）數(shù)據(jù)收集難度系數(shù)高。數(shù)據(jù)收集難度系數(shù)高，供電企業(yè)無法收集到具體的數(shù)據(jù)。在這個收集的過程中需要大量的人力、物力和財力來支撐，而且對財力和人力無法進行有效的控制，所以所需付出的成本很高，給項目的實施帶來了障礙。

（3）配電網(wǎng)絡設計不合理。TT或TNC是中低壓配電最常用的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)三相、單相的混合使用。但是這兩個系統(tǒng)并沒有在主干線設置統(tǒng)一的接地線，從而導致用戶只能選擇三角插座和三芯電源，整個設計欠缺規(guī)劃，從而導致配電網(wǎng)絡不合理。

三、在配電網(wǎng)絡規(guī)劃過程中所遵循的原則

（1）以現(xiàn)有電網(wǎng)為主，不斷優(yōu)化主干網(wǎng)架。在配電網(wǎng)絡的規(guī)劃過程中，要遵循以現(xiàn)有電網(wǎng)為主，對主干網(wǎng)線進行不斷優(yōu)化，滿足負荷持續(xù)發(fā)展的需求。采用分區(qū)的方式對配電網(wǎng)合理處理，將各個變電站之間建立起聯(lián)系，成為一個不可分割的大整體，同時增大對配電網(wǎng)的建設資金的投入，促進配電網(wǎng)絡建設能夠更安全、更可靠、更合理的開展進行。

（2）可以滿足多方利益。在對配電網(wǎng)絡進行規(guī)劃的過程中，要從社會發(fā)展的整體角度出發(fā)，確保整體規(guī)劃的合理，適應社會多方面發(fā)展的需要，能夠保證多方的利益。

（3）確定具體規(guī)劃年份。要合理安排規(guī)劃的年份，以免出現(xiàn)因為安排時間不合理導致配電網(wǎng)絡混亂的情況發(fā)生。

四、配電網(wǎng)絡規(guī)劃的總體思路

對現(xiàn)有的配電網(wǎng)絡進行分析，并在原有的現(xiàn)狀網(wǎng)絡基礎上對其進行調(diào)和和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)這兩個方面的重新規(guī)劃。區(qū)網(wǎng)絡主要進行調(diào)荷、優(yōu)化改造，具體的接線模式要考慮到變電站的供電范圍。總體思路主要分為下面三個部分：

（1）目前的網(wǎng)絡線路負荷壓力比較大。因此，此次規(guī)劃主要是調(diào)荷改造壓力大的負荷線路。正常來說負荷的增長需求是15%左右，所以以大于等于16%增長速度對此次的配電網(wǎng)絡規(guī)劃的電網(wǎng)負荷發(fā)展進行設計，保證網(wǎng)架具有超前性，滿足線路負荷需要，同時減少對配電網(wǎng)絡的改造頻率，降低成本。

（2）從目前實際的電網(wǎng)情況出發(fā)，考慮到供電分區(qū)的不同特征，將以下三種模式：①單環(huán)電纜線模式;②三回饋線環(huán)網(wǎng)模式;③主備接線模式，作為未來的主要接線模式，從而加強了各個站之間的聯(lián)系，使中低壓配電網(wǎng)的負荷能力得到提高。從各個供電分區(qū)的具體情況出發(fā)，對網(wǎng)絡規(guī)劃的思路和具體措施進行確定，用過渡方式接線，向目標網(wǎng)架看齊。

（3）對那些供電范圍、負荷能力明確的線路進行合理分配，最大可能地使其負荷均勻。對新建變電站來說，要對它的供電范圍進行合理規(guī)劃。

五、各供電分區(qū)具體規(guī)劃思路

（1）新城區(qū)的配電網(wǎng)絡具體規(guī)劃。對于新建的變電站，它的主要目的是減少原有變電站的負擔，調(diào)荷負荷壓力大的線路，同時對目前的網(wǎng)絡的復雜性進行進一步優(yōu)化，使其過渡到主備接線模式。特別是對那些開發(fā)區(qū)，要考慮到未來的負荷壓力，主要以電纜線路的方式進行線路建設，以主備接線的模式進行網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建設。

（2）老城區(qū)的配電網(wǎng)絡具體規(guī)劃。老城區(qū)的電網(wǎng)比較老舊，大多數(shù)是輻射線路，有的線路供電距離比較遠。在老城區(qū)的配電網(wǎng)絡具體規(guī)劃中，對主干線的供電區(qū)域進行明確。對于各供電分區(qū)的中心，進行電纜網(wǎng)絡建設，對于周邊地區(qū)則進行架空網(wǎng)絡建設。從新建變電站的具體供電范圍的角度出發(fā)，當線路供電范圍過長，對其進行切改;當線路的負荷壓力過大的時候，對其進行調(diào)荷，建設為一個以單環(huán)網(wǎng)、主備接線為中心的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。

六、城市中低壓配電網(wǎng)絡規(guī)劃具體方法

考慮到10千瓦的線路多而集中，其他的供電分區(qū)則較為分散，且以單輻射接線模式為主，導致很多人沒有可靠的電力支持。因此，需要對這些地區(qū)的線路進行整改，進行形成由單環(huán)網(wǎng)接線模式或三回主備饋線模式向主備接線模式過渡。

（1）進行網(wǎng)絡規(guī)劃。隨著人們用電需求量的增加，導致負荷的高速發(fā)展。因此，在進行道路建設之前，要進行整體的網(wǎng)絡規(guī)劃，使其滿足需要。所以在網(wǎng)絡規(guī)劃的過程中，需要對網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)進行重新規(guī)劃，建設以四單元環(huán)網(wǎng)柜為主的三供一備接線模式。現(xiàn)狀網(wǎng)的主要接線模式為單輻射，條件允許的話，將各個線路聯(lián)系起來，形成單環(huán)網(wǎng)或者是三回主備饋線組;條件不允許的話，可以沿用以往的輻射狀供電方式。

（2）進行饋線組接線建設。從地區(qū)環(huán)境的具體情況出發(fā)，才能實現(xiàn)配電網(wǎng)絡的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、接線模式的科學合理。比如有些地區(qū)地理位置比較偏遠，不具備建設成環(huán)網(wǎng)的條件;對于處于中心地帶的地區(qū)，主要接線模式為主備接線;對于有的地區(qū)，考慮到地理條件、負荷水平，則比較適合單環(huán)網(wǎng)或者是三回主備饋線組的模式。隨著人們生活水平的提高，對線路的負荷能力要求越來越高，可以將單環(huán)網(wǎng)模式改造成主備饋線組的模式，使其滿足時代負荷發(fā)展的需要。當單環(huán)網(wǎng)的負荷水平超過線路率60%的線路，周圍的負荷都在進一步的擴大的時候，在條件允許的情況下，可以將周圍的輕載線路用作備用路線。為了使網(wǎng)絡更加靈活，在建設的過程中，可以預留環(huán)網(wǎng)設備，對環(huán)網(wǎng)點的位置進行精心安排。例如，可以在主干線的建設過程中多設置幾條座環(huán)網(wǎng)柜。對負荷發(fā)展進行合理預測，合理的安排出線的數(shù)量。

配電網(wǎng)絡是電力供應的最后一個部分，與人民的生活息息相關。通過對中低壓配電網(wǎng)絡的科學規(guī)劃，可以使配電網(wǎng)絡變得更加安全、經(jīng)濟、綠色、可靠，對整個社會帶來極大的便利。

七、配電網(wǎng)絡規(guī)劃的主要工作內(nèi)容和相關步驟

（1）對規(guī)劃的時間、年份確認。這個要求正常情況下是供電企業(yè)提出，規(guī)劃者可以從具體情況出發(fā)，提出相關的建議。

（2）開展規(guī)劃數(shù)據(jù)的收集工作。對規(guī)劃數(shù)據(jù)進行收集是所有步驟中最重要的一步，根據(jù)對收集結(jié)果的分析，可以清晰地了解配電網(wǎng)絡的電源相關情況、配電網(wǎng)絡的規(guī)模大小、設備的相關信息及其運行情況等，對現(xiàn)有配電網(wǎng)絡中存在的不足進行分析，更好地進行相關優(yōu)化工作。

（3）對負荷增長、分布進行預測。對負荷進行預測是規(guī)劃中的基礎內(nèi)容，預測結(jié)果的精確度和配電網(wǎng)規(guī)劃的質(zhì)量高低息息相關。對負荷進行預測是一個具有科學性的工作，需要大量的科學數(shù)據(jù)作為支撐，選擇符合客觀發(fā)展規(guī)律的方法，選擇切合的科學參數(shù)，對未來的發(fā)展情況進行預測。時間序列是進行負荷預測最常用的方法，使用等增長率等預測模型，由曲線模型預測結(jié)果的平均值得到各分區(qū)相關總電量及總電荷。

（4）對上級供電電源進行規(guī)劃（主要針對110kV及以上的變電站）。負荷電荷分布是對上級供電電源進行規(guī)劃的依據(jù)，以高壓電網(wǎng)規(guī)劃作為標準，對電壓大于110千瓦的變電站的數(shù)量和規(guī)模大小進行確認，從而使對供電范圍進行確定。

（5）對位于規(guī)劃區(qū)的中壓配電網(wǎng)的主干網(wǎng)架進行規(guī)劃。對位于規(guī)劃區(qū)的中壓配電網(wǎng)的主干網(wǎng)架進行規(guī)劃工作是影響城市配電網(wǎng)的質(zhì)量的重要因素。所以，對配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進行規(guī)劃是非常有必要的。通過開展相關的規(guī)劃工作，促使配電網(wǎng)的建設更符合長期發(fā)展的需要，最大限度地避免浪費、重建。低壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比較簡單，不確定強，因此，在規(guī)劃的過程中只要確定相關的原則。對于中低壓配電網(wǎng)網(wǎng)架進行規(guī)劃主要有以下步驟：①根據(jù)相關的規(guī)劃原則，對電壓為10千瓦的配電網(wǎng)絡規(guī)劃思路進行確定。②以供電范圍的計算結(jié)果作為依據(jù)，對中低配電網(wǎng)進行分區(qū)處理。③以要求的可行性為出發(fā)點，結(jié)合所用的接線方式，對變電站之間的聯(lián)絡線的設置情況進行綜合考慮。④以負荷分布結(jié)果作為參考標準，遵循相關的規(guī)劃目標，采用相關的技術原則，最終得到遠景的配電網(wǎng)絡，這個配電網(wǎng)絡的規(guī)劃標準是理想化的供電模式和理想化的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。⑤將遠景年網(wǎng)架作為目標，在現(xiàn)狀網(wǎng)絡的基礎上進行重新規(guī)劃，主要是解決現(xiàn)狀網(wǎng)絡中的不足，需要注意的是要將中間年網(wǎng)絡到遠景年網(wǎng)絡的過渡考慮在內(nèi)。⑥在進行配電網(wǎng)絡規(guī)劃的時候，需要將景年變電站的分布、規(guī)劃方案考慮在內(nèi)，對近遠期的方案進行統(tǒng)一。⑦對中低壓配電網(wǎng)進行投資估算并分析配電網(wǎng)的經(jīng)濟效益。

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作者簡介：李阿鵬（1988—?），男，漢族，江西九江人，本科，工程師，研究方向：配電網(wǎng)網(wǎng)架改造、電力系統(tǒng)及其自動化。