10kV配電網(wǎng)建設(shè)優(yōu)化策略的分析

摘要：配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的組成部分，其可靠性和安全性與經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步息息相關(guān)。特別是近年來，人們對電力的需求和對供電質(zhì)量和可靠性的要求不斷提高，因此，優(yōu)化10kV配電網(wǎng)設(shè)計，提高供電可靠性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。對此，文章分析了10kV配電網(wǎng)建設(shè)中存在的問題，探討了影響其運(yùn)行的因素，提出了合理的優(yōu)化措施，以提高供電質(zhì)量和可靠性。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng);存在的問題;建設(shè);優(yōu)化策略

前言

所謂10kV配電網(wǎng)是一種相對可靠的電力傳輸系統(tǒng)，可以直接與電力系統(tǒng)中的用戶進(jìn)行傳輸。不僅可以保證電力傳輸?shù)陌踩€(wěn)定，還可以有效提高我國電力企業(yè)的效益。因此，在社會城市化進(jìn)程中，這是一種比較典型的配電網(wǎng)形式。

1.10kV配電網(wǎng)建設(shè)中存在的問題分析

隨著我國對電力需求的增加，各地10kV配電網(wǎng)的建設(shè)也在增加。影響配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的建設(shè)、后續(xù)管理和維護(hù)等方面還存在不少問題，主要如下：

（1）管理問題：在10kV配電網(wǎng)建設(shè)中，影響管理的因素包括專業(yè)技術(shù)人員的素質(zhì)、管理者是否重視管理工作等，都會對施工的影響。例如，在建設(shè)配電網(wǎng)時，建設(shè)施工更為復(fù)雜。無論管理人員是否進(jìn)行了有效的排查，一旦出現(xiàn)問題，很容易阻礙后續(xù)施工，電力系統(tǒng)也容易出現(xiàn)停電事故。配電網(wǎng)投入使用后，如果控制不到位，很容易引起故障，影響配電網(wǎng)運(yùn)行。

（2）技術(shù)問題：在推進(jìn)10kV配電網(wǎng)建設(shè)的過程中，也存在不少技術(shù)應(yīng)用問題。在配電網(wǎng)建設(shè)過程中，要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。一方面，配電線路設(shè)計必須嚴(yán)格合規(guī)，確保線路科學(xué)合理。另一方面必須應(yīng)對自然氣候和各種可能的地質(zhì)災(zāi)害。必須注意確保為施工選擇的電線和施工設(shè)備滿足基本要求。但是從具體的建設(shè)來看，很多專業(yè)技術(shù)人員對這些方面都沒有要求，而且很多方面比較隨意，給配電網(wǎng)建設(shè)留下了隱患。

（3）硬件問題：在建設(shè)10kV配電網(wǎng)時需要大量的線路設(shè)備。最常見的就是電線桿、變壓器、電容器等，這些部件中的哪一部分出現(xiàn)質(zhì)量問題，都直接影響到配電網(wǎng)的建設(shè)。

（4）自然災(zāi)害：隨著我國供電工程數(shù)量的增加，10kV配電網(wǎng)已在全國廣泛普及，不同地區(qū)的自然地理環(huán)境差異很大。在一些地區(qū)，自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，直接影響配電網(wǎng)的建設(shè)、后續(xù)管理和維護(hù)。特別是雷擊的頻率特別高，直接影響配電網(wǎng)和架空電力線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。夏秋兩季雷暴較多，雷擊概率高于其他季節(jié)，不少配電網(wǎng)曾被雷擊損壞。

2.影響10kV配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響因素分析

（1）原有的10kV配電網(wǎng)不能滿足供電可靠性要求。由于原建設(shè)的10kV配電網(wǎng)主要是基于架空線的放射狀配電形式，在新建地區(qū)，通常采用環(huán)網(wǎng)供電，電源選用就地取材，電源直接取自架空線。也有用戶未等完成網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃就用電，再加上不斷增加的建筑物建設(shè)，威脅到線路的安全運(yùn)行。

（2）10kV配電網(wǎng)閃絡(luò)現(xiàn)象。設(shè)備絕緣在工作電壓期間會在表面積聚污垢。當(dāng)含鹽量達(dá)到一定程度時，在潮濕條件下容易引起閃絡(luò)，同時絕緣體的抗沖擊能力大大降低，同時內(nèi)部過壓也可能導(dǎo)致閃絡(luò)。污染閃絡(luò)會導(dǎo)致單相接地，在此期間其余兩相上的電壓將升高。如果操作條件差，這將降低絕緣體的耐受電壓并增加閃絡(luò)點(diǎn)的可能性。另外，如果變電站內(nèi)的互感器不符合標(biāo)準(zhǔn)，性能不佳，會引起鐵磁諧振，導(dǎo)致電壓顯著升高，甚至可能造成相絕緣閃絡(luò)，造成兩相短路。

（3）10kV配電網(wǎng)過電壓10kV。電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備必須能夠承受內(nèi)部和大氣過電壓和工頻電壓，尤其是在不利的運(yùn)行條件下。此前建設(shè)的10kV配電網(wǎng)存在先天不足，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其中，最危險的過電壓是弧光接地過電壓。如果流過網(wǎng)絡(luò)的電流大于一定值，不及時采取有效措施，將難以熄滅接地電弧。此時，電弧將接地，由于其電壓比相電壓高4倍，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

3.10kV配電網(wǎng)建設(shè)優(yōu)化策略

3.1優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的措施

如果需要改變10kV配電網(wǎng)的現(xiàn)狀，重要的是改變連接方式，以便有一個合理的配電網(wǎng)布局，使配電網(wǎng)向用戶的轉(zhuǎn)接更容易、更靈活。那么什么樣的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)才能有這樣的效果呢？第一，供電網(wǎng)絡(luò)不能重疊，所以目前的配電網(wǎng)呈樹狀，既可以保證主網(wǎng)的正常運(yùn)行，又可以保證次要網(wǎng)正常運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中必須考慮到線路初始荷載的分布和未來線路長度的增加。通過這樣做，可以解決未來的線路問題，也可以最大限度地減少斷開連接的用戶數(shù)量。

3.210kV配電設(shè)備優(yōu)化措施

根據(jù)各種數(shù)據(jù)分析，10kV配電設(shè)備最好采用小功率、密集分布的方式，不僅可以減輕變壓器的負(fù)荷，還可以提高變壓器的效率，從而提高輸電效率。另外，還要注意變壓器的安裝。10kV配電網(wǎng)中的變壓器最好放置在離地面3米高的地方，周圍有圍欄和清晰的警告標(biāo)志。同時，變壓器功率必須在800kVA以下，目的是限制10kV配電工作時變壓器的過載，保證整個供電的安全。

3.3完善評價體系

所謂評價體系包括供電能力、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)備穩(wěn)定性、電能質(zhì)量，以及建設(shè)配電網(wǎng)信息的策略。只有有了這些內(nèi)容，才能形成一個完整的評價體系。為了優(yōu)化10kV配電網(wǎng)，首先要使評價體系盡可能完善，以提高電力設(shè)備的供電能力和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。多用途遺傳算法是一種基于自然選擇理論和遺傳計算理論的方法，使計算網(wǎng)格結(jié)構(gòu)更加完整。當(dāng)然，這種多用途遺傳算法的應(yīng)用主要是基于原有的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。這種方法允許多用途遺傳算法在數(shù)據(jù)處理過程中更準(zhǔn)確地計算配電網(wǎng)的功率效率。然后使用分布式電源中的功率數(shù)據(jù)通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼來計算隨機(jī)電源值。綜合各種數(shù)據(jù)后，即可計算出電源的適應(yīng)性。根據(jù)這種適應(yīng)性，可以優(yōu)化和改進(jìn)配電網(wǎng)規(guī)劃。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從來不是獨(dú)立存在的，因此在優(yōu)化時需要適當(dāng)?shù)呐浜希丛趦?yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時，要保證分布式配電網(wǎng)的正常運(yùn)行，才能獲得相對穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)效益，投資也相對減少。通過優(yōu)化配電網(wǎng)中的每個節(jié)點(diǎn)，可以加快配電網(wǎng)配置的優(yōu)化，使配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)在未來能夠一致、高效地執(zhí)行自己的工作。

3.4配電網(wǎng)自動化

新設(shè)備的使用是提高10kV配電網(wǎng)供電可靠性的重要手段。通過通訊網(wǎng)絡(luò)對配電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，可以隨時了解網(wǎng)絡(luò)中各要素的實(shí)際運(yùn)行情況，真正實(shí)現(xiàn)10kV配電網(wǎng)自動化。有關(guān)部門可增加10kV變壓器的配電，采用高效低功率多配點(diǎn)方式，減少配電故障停電范圍。這種現(xiàn)代設(shè)備可以自動隔離故障部分，并為那些沒有發(fā)生故障的部分恢復(fù)供電。所謂配電網(wǎng)自動化，就是利用電子、通信、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，將電力設(shè)備有效地結(jié)合起來，將正常運(yùn)行中的監(jiān)測、保護(hù)、控制和測量有機(jī)結(jié)合起來，與用戶建立更密切、負(fù)責(zé)任的關(guān)系，以合理的成本滿足用戶的多樣化需求，最大限度地實(shí)現(xiàn)10kV配電網(wǎng)優(yōu)化。

3.5負(fù)荷預(yù)測

負(fù)荷預(yù)測主要包括城市總負(fù)荷預(yù)測和區(qū)域負(fù)荷預(yù)測兩部分。總負(fù)荷預(yù)測是需要時間序列法、彈性系數(shù)法和參數(shù)回歸法;計算最大負(fù)荷和最小負(fù)荷的平均值作為參數(shù)的負(fù)載，旨在量化城市容量與電力負(fù)荷之間的供需關(guān)系，具有函數(shù)關(guān)系，為城市配電規(guī)劃提供準(zhǔn)確完整的數(shù)據(jù)。區(qū)域負(fù)荷預(yù)測旨在根據(jù)總負(fù)荷預(yù)測得出的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)進(jìn)一步預(yù)測負(fù)荷區(qū)域的需求分布密度，以更好地規(guī)劃電力系統(tǒng)并轉(zhuǎn)換各級電壓。

結(jié)束語：

10kV配電網(wǎng)建設(shè)還有很長的路要走。在建設(shè)過程中，仍需實(shí)施經(jīng)濟(jì)、快速、有效的配電網(wǎng)優(yōu)化方案。在10kV配電網(wǎng)優(yōu)化建設(shè)過程中，可以發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目儲備和后續(xù)評估非常重要。這種方法可以改變最初的不良做法，例如在項(xiàng)目中盲目追求數(shù)量的不切實(shí)際的做法。借助項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫可以最大程度地基于這些數(shù)據(jù)優(yōu)化項(xiàng)目，降低建設(shè)過程中的成本，減輕國家和人民的負(fù)擔(dān)，確保10kV配電網(wǎng)的順利高效建設(shè)。

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作者簡介：徐軍，1979年12月出生，男，漢族，籍貫：上海奉賢，職務(wù)/職稱：奉賢分部副主任，助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：10KV配網(wǎng)。

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